Jak wybrać odpowiedni akumulator do magazynowania energii do zastosowań w mikrosieciach?

Każdy, kto zarządzał projektem mikrosieci, spotkał się z tym problemem: bateria, która w specyfikacji technicznej wydawała się całkowicie wystarczająca, okazuje się mieć problemy w momencie, gdy system musi się odłączyć od głównej sieci. Napięcie spada na ułamek sekundy, wrażliwy sprzęt wyłącza się, a operator musi rozwiązać problem z awarią, której standardowy akumulator zapasowy nigdy by nie spowodował, ponieważ standardowy akumulator zapasowy nigdy nie był proszony o wykonanie tego zadania.

Jest to podstawowy problem związany z traktowaniem wyboru akumulatorów do mikrosieci jak każdego innego zakupu akumulatorowego magazynu energii. Domowy system tworzenia kopii zapasowych musi po prostu uruchomić się, gdy nastąpi przerwa w dostawie prądu. Bateria mikrosieciowa musi współpracować z energią słoneczną, wiatrową, generatorami i ewentualnie innymi jednostkami akumulatorowymi, a jednocześnie przełączać tryby pracy na tyle płynnie, aby podłączone obciążenia nigdy nie zauważyły ​​zmiany.

Wymagania dotyczące pracy w trybie-sieciowym a wyspowym. W trybie-powiązanym z siecią akumulator radzi sobie głównie z ograniczaniem wartości szczytowych, przenoszeniem obciążenia lub pochłanianiem nadmiaru energii odnawialnej, czyli zadaniami z rozsądnie swobodnym oknem reakcji. W trybie wyspowym akumulator faktycznie staje się siecią odpowiedzialną za samodzielne utrzymanie stabilnego napięcia i częstotliwości, często w ciągu kilku cykli, a nie kilku sekund.

Bateria mikrosieciowa zazwyczaj musi zareagować na nagłą zmianę obciążenia lub generacji w ciągu około 100–200 milisekund, aby utrzymać napięcie i częstotliwość w akceptowalnych granicach podczas pracy wyspowej. Z kolei standardowy akumulator zapasowy jest zwykle projektowany tak, aby okno reakcji było bliższe kilku sekundom, co jest po prostu zbyt wolne, aby mikrosieć proszona była o ustabilizowanie się w chwili odłączenia od głównej sieci.

Rola Systemu Zarządzania Akumulatorami Energii

Mikrosieć rzadko działa na jednym banku akumulatorów. Zwykle koordynuje kilka stojaków akumulatorowych wraz z falownikami fotowoltaicznymi, generatorami, a czasem całkowicie drugim systemem magazynowania. System zarządzania akumulatorami magazynującymi energię sprawia, że ​​wszystkie te elementy komunikują się ze sobą, rozdzielając obowiązki związane z ładowaniem i rozładowywaniem, tak aby żadna pojedyncza jednostka nie była przepracowana, podczas gdy inne pozostały bezczynne.

Równoważenie stanu-ładowania-w sieci mikrosieci

Bez odpowiedniego-zrównoważenia-ładowania poszczególne stojaki akumulatorów w systemie składającym się-z wielu jednostek mogą się od siebie oddalać w powtarzających się cyklach, przy czym niektóre jednostki osiągają pełne naładowanie lub całkowite rozładowanie znacznie wcześniej niż inne. Dobrze-zaprojektowany BMS utrzymuje ten dryft w wąskim paśmie, zwykle w granicach od 2 do 3 procent różnicy-- stanu naładowania poszczególnych jednostek, co chroni żywotność baterii i sprawia, że ​​cały system działa jak jeden skoordynowany zasób, a nie kilka niedopasowanych elementów.

Przy ocenie systemu akumulatorów pod kątem zastosowania w mikrosieci następujące czynniki mają większe znaczenie niż w przypadku standardowego projektu stacjonarnego magazynu:

Czas reakcji w warunkach pracy wyspowej, najlepiej podawany w milisekundach, a nie sekundach

Cykl życia dostosowany do{{0}codziennego lub prawie codziennego cyklu pracy, ponieważ mikrosieci często przełączają się na cykle częściej niż typowe domowe systemy rezerwowe

Zgodność protokołu komunikacyjnego między systemem BMS a sterownikiem mikrosieci, ponieważ niedopasowanie w tym miejscu może uniemożliwić prawidłową koordynację, nawet jeśli sam sprzęt akumulatorowy jest solidny Projekt zarządzania temperaturą umożliwiający obsługę utrzymujących się-cykli wysokiej częstotliwości bez przyspieszonej degradacji Certyfikacja dotycząca wzajemnych połączeń z siecią, a nie tylko ogólnych standardów bezpieczeństwa akumulatorów

W większości projektów mikrosieci LiFePO4 stał się praktycznym rozwiązaniem domyślnym, głównie ze względu na długi cykl życia przy częstym codziennym użytkowaniu i szeroki margines stabilności termicznej, a oba te czynniki mają większe znaczenie w mikrosieci pracującej w sposób ciągły niż w systemie rezerwowym, który może pozostawać bezczynny tygodniami. To powiedziawszy, sama chemia nie determinuje wydajności. Dwa systemy LiFePO4 różnych producentów mogą zachowywać się bardzo odmiennie w trybie wyspowym, w zależności od tego, jak dobrze zaprojektowano ich BMS.

W ramach społecznościowego projektu mikrosieci łączącego wytwarzanie energii słonecznej z magazynowaniem energii w akumulatorach stwierdzono, że oryginalny system zarządzania akumulatorami miał problemy z płynnym przełączaniem między trybem-połączenia z siecią a trybem wyspowym podczas testów, powodując krótkie spadki napięcia za każdym razem, gdy następowało przejście. Aktualizacja do systemu akumulatorowego z systemem BMS przystosowanym specjalnie do pracy wyspowej poniżej 200 milisekund rozwiązała problem, umożliwiając przejście bez zauważalnych zakłóceń w podłączonych obciążeniach. To przydatne przypomnienie, że same ogniwa akumulatorowe nigdy nie były wąskim gardłem. Koordynował je BMS.

Systemy akumulatorów mikrosieci przeznaczone do wzajemnych połączeń z siecią w USA powszechnie muszą spełniać wymagania IEEE 1547 regulujące interakcję rozproszonych zasobów energii z siecią, a także standardowe certyfikaty bezpieczeństwa UL 9540 i UL 1973. Potwierdzenie tych certyfikatów z góry pozwala uniknąć opóźnień w zatwierdzeniu połączeń wzajemnych po zakupie i zainstalowaniu sprzętu.

Biorąc pod uwagę, jak duża-rzeczywista wydajność mikrosieci zależy od inżynierii BMS, a nie od specyfikacji samych akumulatorów, warto zapytać dowolnego producenta akumulatorów do magazynowania energii, którego oceniasz, o dane dotyczące rzeczywistego czasu reakcji w przypadku pracy wyspowej, a nie tylko dane dotyczące żywotności cyklu i pojemności. Poważna fabryka akumulatorów do magazynowania energii powinna być w stanie sprawdzić, jak jej BMS obsługuje koordynację wielu-jednostek, a niezawodny hurtowy dostawca akumulatorów powinien w przejrzysty sposób informować o protokołach komunikacyjnych obsługiwanych przez ich system w przypadku-kontrolerów mikrosieci innych firm.