Vysokovýkonný kontajnerový ESS pre spoľahlivé riešenia skladovania energie

Základné technické parametre kontajnerového ESS AMPPAL

AMPPALnavrhuje svoju zostavu Container ESS s ohľadom na modularitu a škálovateľnosť. Každá jednotka je z výroby zmontovaná a testovaná pred odoslaním, čo znamená, že systém dorazí na miesto pripravený na pripojenie. Nižšie uvedené kľúčové parametre definujú prevádzkovú obálku a pomáhajú vývojárom projektov prispôsobiť správny model ich požiadavkám na výkon a energiu.

• Menovitý výkonový rozsah:500 kW až 2 000 kW na kontajner, paralelne rozšíriteľné pre multimegawattové inštalácie.
• Menovitá energetická kapacita:1 000 kWh až 4 000 kWh na nádobu, s jednosmerným napätím až do 1 500 V na požiadanie.
• Chémia batérie:Lítium-železofosfátové (LFP) články, vybrané pre dlhú životnosť, tepelnú stabilitu a nízku degradáciu.
• Efektivita spiatočnej cesty:Typicky 92 % až 94 % v bode spoločného spojenia, v závislosti od okolitej teploty a profilu nabíjania/vybíjania.
• Životnosť cyklu:≥ 6 000 cyklov pri nabití/vybití 0,5 C, hĺbke vybitia 80 % a teplote okolia 25 °C, so zachovaním kapacity na konci životnosti nad 70 %.
• Rozsah prevádzkových teplôt:-20°C až +55°C okolitého prostredia, s voliteľným balíkom pre chladné počasie pre prevádzku -35°C.
• Ochrana proti vniknutiu:Štandard IP54 pre kryt, voliteľné IP65 pre pobrežné alebo púštne prostredie.
• Komunikačné protokoly:Modbus TCP, CAN 2.0B, IEC 61850 a voliteľné DNP3 pre integráciu SCADA.
• certifikácie:UL 9540, UL 9540A, IEC 62619, UN38.3, CE a voliteľná dokumentácia o zhode s NFPA 855.

Podrobné porovnanie modelov

Všetky modely AMPPAL Container ESS používajú rovnakú architektúru systému správy batérie (BMS), ktorá monitoruje napätie článku, teplotu a stav nabitia na úrovni modulu. To umožňuje presné vyváženie a včasnú detekciu porúch. Systém konverzie energie (PCS) je integrovaný v samostatnom oddelení v kontajneri, čím sa znižuje strata káblov a zjednodušuje sa AC pripojenie k sieti alebo záťaži.

Konfigurácia batériových modulov a stojanov

Každý kontajnerový ESS obsahuje viacero batériových stojanov zapojených paralelne na dosiahnutie cieľovej energetickej kapacity. AMPPAL používa štandardizovaný batériový modul s nominálnou energiou 5,12 kWh a menovitým napätím 51,2 V. Moduly sú zapojené do série v rámci racku, aby dosiahli systémové napätie. Medzi kľúčové parametre na úrovni modulu patria:

• Energia modulu:5,12 kWh
• Menovité napätie modulu:51,2 V DC
• Rozsah prevádzkového napätia modulu:44,8–57,6 V DC
• Hmotnosť modulu:47 kg
• Typ bunky:Prizmatický LFP, 3,2 V / 100 Ah
• Životnosť cyklu modulu:≥ 6 000 cyklov pri 0,5 °C, 80 % DoD, 25 °C
• Modulová komunikácia:CAN, izolované RS485
• Ochrana modulu:Prebitie, nadmerné vybitie, nadprúd, skrat, nadmerná/nedostatočná teplota

Typický kontajner s dĺžkou 20 stôp obsahuje 10 až 12 stojanov na batérie, v závislosti od modelu. Do 40 stôp kontajnera sa zmestí až 20 regálov. Každý stojan obsahuje nezávislú jednotku správy batérií (BMU), ktorá podáva správy centrálnemu BMS. Táto architektúra vrstveného monitorovania zvyšuje spoľahlivosť a umožňuje výmenu jednotlivých modulov za chodu bez vypnutia celého systému.

Systém konverzie energie a integrácia siete

PCS vo vnútri AMPPAL Container ESS konvertuje jednosmerný prúd batérie na striedavý prúd na vstrekovanie do siete alebo spotrebu záťaže. Štandardné PCS má trojfázový výstup pri 400 V AC, 480 V AC alebo 690 V AC, v závislosti od regionálnych sieťových kódov. PCS podporuje režim nasledovania mriežky aj režim vytvárania mriežky, vďaka čomu je systém vhodný pre aplikácie s mikromriežkou a možnosť spustenia z tmy.

• AC výstupné napätie:400 V / 480 V / 690 V, nastaviteľné ±10%.
• Výstupná frekvencia:50 Hz alebo 60 Hz, automatické snímanie
• Celkové harmonické skreslenie (THD):< 3 % pri menovitom výkone
• Rozsah účinníka:0,99, čo vedie k oneskoreniu 0,99
• Funkcie podpory mriežky:Prejazd nízkeho napätia (LVRT), prechod vysokého napätia (HVRT), riadenie jalového výkonu, pokles frekvencie
• Ochrana proti ostrovom:Aktívne a pasívne metódy v súlade s IEEE 1547 a UL 1741
• Účinnosť:Maximálne 98,5 % pri menovitom zaťažení

Integrovaný transformátor zvyšuje výstup PCS na stredné napätie (napr. 13,8 kV, 34,5 kV) pre priame pripojenie k sieti. Tým sa eliminuje potreba samostatnej trafostanice a zjednodušuje sa návrh lokality. PCS a batériový systém sú koordinované systémom energetického manažmentu (EMS), ktorý optimalizuje plány nabíjania/vybíjania na základe taríf za čas používania, poplatkov za spotrebu alebo prognóz výroby energie z obnoviteľných zdrojov.

Bezpečnostné systémy a tepelný manažment

Bezpečnosť je najvyššou prioritou pri akomkoľvek nasadení kontajnerového ESS. AMPPAL integruje viacero vrstiev ochrany, ktoré začínajú na úrovni buniek a siahajú až po kryt nádoby. LFP chémia poskytuje vnútornú tepelnú stabilitu s prahom tepelného úniku nad 270 °C v porovnaní so 150–200 °C pre niektoré chemické látky na báze niklu. Okrem toho systém obsahuje:

• Systém správy batérie (BMS):Trojúrovňová architektúra s monitorovaním buniek, modulov a stojanov. BMS presadzuje limity napätia, prúdu a teploty a izoluje chybné reťazce v priebehu milisekúnd.
• Tepelný manažment:Kvapalinové chladenie je štandardom na väčších modeloch, pričom sa teplota buniek udržiava v rozmedzí ±3 °C. HVAC nútený vzduch sa používa na menších jednotkách. Chladiaci systém sa automaticky prispôsobuje na základe zaťaženia v reálnom čase a okolitej teploty.
• Detekcia a potláčanie požiaru:Viaczónové detektory dymu a tepla spúšťajú aerosólové hasenie požiaru. Voliteľné systémy vodnej hmly poskytujú dodatočnú schopnosť chladenia a hasenia. Kontajner je rozdelený na požiarne úseky, aby sa zabránilo šíreniu.
• Odvzdušnenie výbuchu:Na streche a dverách kontajnera sú inštalované panely na uvoľnenie tlaku, dimenzované podľa smerníc NFPA 68, aby bezpečne uvoľnili plyn v prípade tepelnej udalosti.
• Núdzové zastavenie:Viacero tlačidiel E-stop na vonkajšej strane kontajnera okamžite odpojí batériu od PCS a siete.
• Ochrana proti zemnej poruche:Nepretržité monitorovanie izolácie zisťuje zemné poruchy jednosmerného a striedavého prúdu a spúšťa alarmy pri konfigurovateľných prahových hodnotách.

AMPPAL vykonáva test šírenia požiaru UL 9540A na svojich jednotkách Container ESS, aby overil, že jednobunkový tepelný únik sa nerozšíri do susedných modulov alebo stojanov. Skúšobné správy sú k dispozícii vlastníkom projektov a príslušným orgánom (AHJ) na zefektívnenie udeľovania povolení.

Typické aplikácie

Platforma AMPPAL Container ESS slúži širokému spektru prípadov použitia. Ten istý hardvér je možné prekonfigurovať pomocou softvéru pre rôzne zdroje príjmov, čo z neho robí všestranné aktívum pre vývojárov projektov a utilít.

• Zmena energie v úžitkovej škále:Nabíjanie počas období nízkych cien elektriny alebo nadmernej výroby obnoviteľných zdrojov, vybíjanie počas špičky dopytu. To znižuje obmedzovanie solárnych a veterných elektrární a zlepšuje ekonomiku projektu.
• Regulácia frekvencie:Rýchle časy odozvy menej ako 100 ms umožňujú systému podieľať sa na trhoch doplnkových služieb, poskytujúc reguláciu frekvencie a rezervy rotácie.
• Obchodné a priemyselné oholenie špičiek:Znížte poplatky za odber vybitím uloženej energie počas obdobia najvyššej spotreby zariadenia. EMS sa môže naučiť vzory zaťaženia a podľa toho optimalizovať odoslanie.
• Podpora Microgrid a Off-Grid:Skombinujte s dieselovými generátormi alebo obnoviteľnými zdrojmi a vytvorte stabilnú ostrovnú sieť. PCS môže pracovať v režime vytvárania siete na stanovenie referenčného napätia a frekvencie.
• Obnoviteľné vyhladzovanie:Tlmí krátkodobé výkyvy solárneho alebo veterného výkonu, zlepšuje kvalitu energie a umožňuje vyššiu penetráciu obnoviteľných zdrojov v slabých sieťach.
• Záložné napájanie:Zabezpečte nepretržité napájanie kritických záťaží počas výpadkov siete s bezproblémovým prechodom do ostrovného režimu.

Inštalácia a uvedenie do prevádzky

Jednou z hlavných výhod kontajnerového EZS je minimálna potrebná práca na mieste. Jednotka sa dodáva vopred zapojená, uvedená do prevádzky a plne otestovaná. Príprava miesta zvyčajne zahŕňa vyrovnanú betónovú podložku alebo zhutnenú štrkovú základňu, AC a komunikačné vedenia a obvodový plot. Po umiestnení kontajnera na miesto dokončí pripojenie k sieťovému transformátoru a ovládaču BESS licencovaný elektrikár podľa výkresov schválených spoločnosťou AMPPAL.

• Doručenie:Štandardné ISO rohové odliatky umožňujú prepravu valníkom, železnicou alebo loďou. Nádobu je možné zdvihnúť zhora alebo zdola pomocou rozperných tyčí.
• Požiadavky na základy:Minimálna únosnosť pôdy 150 kPa. Pre oblasti s vysokou seizmickou aktivitou ponúka AMPPAL certifikovanú kotviacu súpravu.
• Čas pripojenia:Typické AC a komunikačné pripojenie trvá 2 až 3 pracovné dni po umiestnení kontajnera.
• Uvedenie do prevádzky:AMPPAL poskytuje podporu pri uvádzaní do prevádzky na diaľku. Technik na mieste postupuje podľa kontrolného zoznamu krok za krokom v HMI ovládača, ktorý zahŕňa kontroly izolácie, overenie polarity a test počiatočného nabitia/vybitia.
• Záruka:Štandardná 5-ročná záruka na produkt a 10-ročná záruka na výkon s voliteľnými rozšírenými servisnými zmluvami.

Systém je navrhnutý pre vonkajšiu inštaláciu bez potreby ďalšieho prístrešku. Krytie IP54 chráni pred prachom, dažďom a snehom. Pre pobrežné prostredia s vysokou salinitou odporúča AMPPAL možnosť IP65 s antikoróznym povlakom na všetkých exponovaných kovových častiach.

Prečo si pre svoj projekt kontajnerového ESS zvoliť AMPPAL

AMPPAL má viac ako desaťročné skúsenosti s dodávaním riešení skladovania energie v Severnej Amerike, Európe a Ázii a Tichomorí. Inžiniersky tím spoločnosti úzko spolupracuje s EPC dodávateľmi a vývojármi na prispôsobení kontajnerového ESS miestnym sieťovým kódom a podmienkam lokality. AMPPAL odlišuje niekoľko faktorov:

• Továrenské akceptačné testovanie:Každý kontajner sa pred odoslaním podrobuje 72-hodinovému testu cyklu plného zaťaženia. Zákazníci dostanú podrobnú správu o teste vrátane kapacity, efektívnosti a overenia komunikácie.
• Modulárny dizajn:Stojany na batérie a moduly PCS je možné vymieňať jednotlivo bez zvárania alebo ťažkého vybavenia vo vnútri kontajnera. To znižuje prestoje a náklady na údržbu.
• Globálny súlad:AMPPAL udržiava aktuálne certifikácie pre hlavné trhy vrátane UL, CE, IEC a UN38.3. Balík dokumentácie podporuje rýchle povoľovanie a schvaľovanie prepojenia medzi službami.
• Miestna podpora:AMPPAL má regionálne servisné strediská a centrá náhradných dielov v Spojených štátoch, Nemecku a Austrálii. Diaľková diagnostika je štandardná, pričom monitorovanie je dostupné 24/7 prostredníctvom platformy AMPPAL Cloud.
• Škálovateľnosť:Na AC strane je možné paralelne zapájať viacero kontajnerových EZS jednotiek a vytvárať tak systémy s výkonom 10 MW / 20 MWh alebo viac. EMS koordinuje všetky bloky ako jednu virtuálnu elektráreň.

Často kladené otázky o kontajnerovom ESS

Čo je to kontajnerový ESS a ako funguje?

Kontajnerový ESS je kompletný systém skladovania energie umiestnený v štandardnom prepravnom kontajneri. Zahŕňa stojany na batérie, systém správy batérií, systém konverzie energie, tepelné riadenie, hasenie požiaru a riadiacu elektroniku. Počas nabíjania PCS premieňa striedavý prúd zo siete alebo obnoviteľného zdroja na jednosmerný prúd, ktorý je uložený v batériách. Počas vybíjania PCS premieňa uloženú jednosmernú elektrinu späť na striedavú elektrinu na použitie v záťaži alebo na export do siete. EMS riadi, kedy sa má nabíjať a vybíjať na základe používateľských nastavení, cien siete alebo prognóz obnoviteľnej výroby.

Ako dlho vydrží AMPPAL Container ESS?

Životnosť AMPPAL Container ESS je primárne určená batériovými článkami a ich prevádzkovými podmienkami. Články LFP sú dimenzované na najmenej 6 000 cyklov pri rýchlosti 0,5 °C, hĺbke vybitia 80 % a teplote okolia 25 °C. Pri jednom úplnom cykle za deň to znamená viac ako 16 rokov prevádzky, kým kapacita klesne na 70 % pôvodného hodnotenia. Skutočná životnosť môže byť dlhšia, ak systém pracuje pri čiastočnej hĺbke vybitia alebo nižších priemerných teplotách. PCS a ostatná elektronika má konštrukčnú životnosť 20 rokov s odporúčanou preventívnou údržbou každých 12 mesiacov.

Aké sú hlavné bezpečnostné riziká Container ESS a ako ich AMPPAL rieši?

Primárne bezpečnostné riziká pre každý kontajnerový ESS sú zásah elektrickým prúdom, požiar a šírenie tepla. AMPPAL zmierňuje tieto riziká prostredníctvom viacvrstvového prístupu. Elektrická bezpečnosť je zabezpečená detekciou zemného spojenia, ochranou pred oblúkovým výbojom a izolovanými prípojnicami. Riziko požiaru sa znižuje použitím chémie LFP, ktorá je menej náchylná na tepelný únik ako chémia NMC alebo NCA. Nádoba obsahuje detektory dymu a tepla, aerosólový hasiaci prístroj a voliteľnú vodnú hmlu. Panely na uvoľnenie tlaku zabraňujú hromadeniu výbušných plynov. Testovanie UL 9540A overuje, že zlyhanie jedného článku sa nerozšíri na susedné moduly a BMS nepretržite monitoruje teplotu a napätie v každom článku, aby zachytil anomálie skôr, ako sa eskalujú.

Je možné prepojiť viacero kontajnerových EZS?

áno. AMPPAL Kontajnerové ESS jednotky sú určené pre paralelnú prevádzku na AC strane. Na spoločnú AC zbernicu je možné pripojiť až 20 kontajnerov, čím sa vytvorí systém až do 40 MW / 80 MWh. EMS funguje ako hlavný regulátor, ktorý koordinuje výstupný výkon každého kontajnera tak, aby spĺňal celkovú nastavenú hodnotu. Komunikácia medzi kontajnermi využíva optický Ethernet, ktorý je odolný voči elektromagnetickému rušeniu. Pre väčšie projekty môže AMPPAL poskytnúť centrálnu riadiacu miestnosť s redundantnými servermi a softvérom SCADA.

Aká je dodacia lehota pre AMPPAL Container ESS?

Štandardná dodacia lehota pre jeden kontajnerový ESS je 10 až 14 týždňov od potvrdenia objednávky po odoslanie z výroby, v závislosti od modelu a voliteľných funkcií. Väčšie objednávky viacerých jednotiek môžu vyžadovať 16 až 20 týždňov. Čas prepravy je dodatočný a závisí od cieľového prístavu a vnútrozemskej logistiky. AMPPAL poskytuje podrobný harmonogram projektu vo fáze cenovej ponuky, vrátane výrobných míľnikov a dátumov akceptačných testov vo výrobe. Pre naliehavé projekty udržiava AMPPAL obmedzený inventár štandardných 20 stôp kontajnerových ESS jednotiek v regionálnych skladoch.

Akú údržbu vyžaduje kontajnerový ESS?

Bežná údržba AMPPAL Container ESS zahŕňa štvrťročné vizuálne kontroly, polročnú výmenu filtra pre systém HVAC alebo kvapalinového chladenia a ročné kontroly krútiaceho momentu elektrických pripojení. BMS automaticky vykonáva vyváženie buniek a hlási akékoľvek abnormálne trendy napätia alebo teploty. Ventilátory PCS a vzduchové filtre by sa mali čistiť každých 6 až 12 mesiacov v závislosti od úrovne prachu. Kazety protipožiarneho systému sa kontrolujú ročne a vymieňajú sa každých 10 rokov alebo po aktivácii. AMPPAL ponúka plán preventívnej údržby, kde vyškolení technici vykonávajú všetky úlohy a poskytujú podpísanú inšpekčnú správu na účely poistenia a dodržiavania predpisov.

Je kontajnerový EZS kompatibilný so solárnymi a veternými elektrárňami?

áno. AMPPAL Container ESS je plne kompatibilný so solárnymi FV a veternými elektrárňami. Systém sa môže nabíjať priamo z DC strany solárneho poľa prostredníctvom voliteľného DC-DC konvertora alebo sa môže nabíjať zo strany AC pomocou systému konverzie energie. V konfiguráciách spojených so striedavým prúdom môže EMS uprednostňovať nabíjanie počas období nadmernej výroby obnoviteľných zdrojov a vybíjania, keď je obnoviteľný výkon nízky. Funkcie podpory siete, ako je pokles frekvencie a regulácia napätia, pomáhajú stabilizovať slabé siete s vysokou penetráciou obnoviteľných zdrojov. AMPPAL dodal kontajnerové ESS jednotky pre solárne a akumulačné projekty od 5 MW do 100 MW.