Hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin-tủ ngoài trời(BESS) đại diện cho một phân khúc cơ sở hạ tầng năng lượng phân tán ngày càng quan trọng, trong đó kích thước vật lý trực tiếp chi phối tính khả thi của việc lắp đặt, hiệu suất nhiệt và khả năng tương thích của địa điểm. Không giống như các giải pháp trong thùng chứa hoạt động trong phạm vi tiêu chuẩn ISO, các hệ thống loại tủ-có vị trí trung bình-đủ nhỏ gọn cho các địa điểm thương mại hạn chế nhưng vẫn đủ dung lượng để chứa bộ chuyển đổi nguồn tích hợp, mô-đun pin và hệ thống phụ trợ bên trong vỏ thường có chiều rộng từ 1200mm đến 1500mm. Việc xác định đúng các kích thước này quan trọng hơn hầu hết các tài liệu đấu thầu đề xuất.
Tại sao kích thước tủ thực sự quan trọng
Trong ngành có xu hướng coi kích thước tủ như một vấn đề hậu cần đơn giản. Gửi nó, thả nó, nối dây. Nhưng bất kỳ ai đã cố gắng trang bị thêm một chiếc tủ cao 2,4-m-vào phòng cơ khí ở tầng hầm có trần cao 2,3 m đều biết rằng kích thước không chỉ là những con số trên bảng thông số kỹ thuật-chúng là những ràng buộc xuyên suốt mọi khía cạnh của việc lập kế hoạch dự án.
Dấu chân tiêu chuẩn cho C&I (thương mại và công nghiệp)lưu trữ năng lượng ngoài trờicụm tủ khoảng 1300mm × 1400mm × 2100mm (W × D × H), cho hoặc nhận. Đây không phải là tùy ý. Độ sâu đó chứa được các mô-đun pin gắn trên giá 19-inch{11}}với khoảng trống phía sau vừa đủ cho hệ thống cáp và luồng không khí. Chiều cao cho phép xếp chồng 6 đến 10 mô-đun pin theo chiều dọc trong khi vẫn giữ được trọng tâm để vận chuyển bằng xe nâng. Chiều rộng? Đó là lúc mọi thứ trở nên thú vị - nó thường được xác định bởi các yêu cầu của Hệ thống chuyển đổi năng lượng (PCS) thay vì bản thân pin.
Chiều cao: Hạn chế bị bỏ qua
Hầu hết các tủ ngoài trời đều có chiều cao từ 1800mm đến 2400mm. Phần cấp thấp hơn phục vụ các ứng dụng-lân cận của khu dân cư nơi tác động thị giác đóng vai trò quan trọng. Phạm vi trên-bất cứ điều gì vượt quá 2200mm-hoàn toàn là lãnh thổ C&I.
Đây là điều mà các nhà sản xuất không phải lúc nào cũng cho bạn biết: thông số chiều cao 2370mm đó bao gồm cả chân đế. Loại bỏ đế gắn bê tông 150mm khỏi tính toán của bạn và đột nhiên chiều cao hữu dụng bên trong của bạn giảm xuống. Điều này ảnh hưởng đến số lượng mô-đun pin bạn có thể xếp chồng lên nhau, điều này sẽ ảnh hưởng đến việc lập kế hoạch công suất, điều này sẽ ảnh hưởng đến tính kinh tế của dự án. Hệ thống 215kWh có thể trở thành hệ thống 186kWh chỉ vì ai đó đọc sai bảng dữ liệu.
Thiết bị quản lý nhiệt luôn ở vị trí hàng đầu-. Rõ ràng là nhiệt độ tăng lên, nhưng lý do thực sự là khả năng sử dụng được. Các thiết bị HVAC, dù là máy điều hòa không khí hay bộ trao đổi nhiệt, đều cần thay bộ lọc định kỳ và kiểm tra chất làm lạnh. Gắn chúng ngang tầm mắt hoặc cao hơn một chút giúp bảo trì nhanh hơn. Việc gắn chúng vào không gian thu thập thông tin ở dưới cùng của tủ đảm bảo rằng các kỹ thuật viên dịch vụ của bạn sẽ tính phí thêm cho đặc quyền nằm ngửa trên sỏi.
Yêu cầu giải phóng mặt bằng
Cửa xoay trước thường yêu cầu không gian trống từ 900mm đến 1200mm. Nhưng đó mới chỉ là sự khởi đầu. NFPA 855 và các quy tắc cứu hỏa địa phương thường yêu cầu khoảng cách 36{11}}inch (914 mm) ở tất cả các mặt có thể sử dụng được. Một số khu vực pháp lý yêu cầu 48 inch. Điều này có nghĩa là chiếc tủ rộng 1,3{13}}mét của bạn đột nhiên yêu cầu phạm vi lắp đặt rộng 3,5 m sau khi bạn tính đến các yêu cầu về quyền truy cập.
Tôi đã thấy các dự án mà cơ quan cấp phép yêu cầu quyền tiếp cận phía sau mặc dù tủ được thiết kế chỉ dành cho dịch vụ-phía trước. Kết quả là việc thiết kế lại trang web tốn nhiều chi phí hơn bản thân hệ thống pin.
Chiều rộng và chiều sâu: Sự cân bằng-tích hợp
Chiều rộng thường nằm trong khoảng từ 1100mm đến 1600mm tùy thuộc vào việc tủ chỉ chứa pin hay tích hợp ngăn chuyển đổi toàn bộ năng lượng. -Thiết kế tủ phân chia-trong đó tủ pin nằm liền kề với tủ PCS riêng biệt-thường sử dụng các đơn vị riêng lẻ hẹp hơn (mỗi đơn vị 800 mm đến 1000 mm) nhưng yêu cầu tổng diện tích lớn hơn khi bạn thêm khoảng cách kết nối.
Các thiết kế tất cả trong một từ các nhà sản xuất như CATL, BYD và Sungrow có phạm vi đẩy rộng hơn: 1400 mm đến 1500 mm để chứa PCS, máy biến áp, bảng phân phối, hệ thống chữa cháy và mô-đun pin trong một vỏ duy nhất. Có sự sang trọng trong việc tích hợp-ít cáp bên ngoài hơn, đơn giản hóa quá trình vận hành,-trách nhiệm một điểm đối với các yêu cầu bảo hành. Nhưng cũng có rủi ro. Một lỗi trong bất kỳ hệ thống con nào có thể khiến toàn bộ thiết bị ngừng hoạt động để bảo trì.
Độ sâu thay đổi nhiều hơn bạn mong đợi. Tủ nông (1100mm đến 1200mm) phù hợp cho việc lắp đặt-treo tường hoặc bị hạn chế nhưng hạn chế các tùy chọn làm mát. Tủ sâu (1400 mm đến 1600 mm) cung cấp không gian cho-quản lý nhiệt ngăn kép{8}}quan trọng ở những khu vực có nhiệt độ môi trường khắc nghiệt.
Cân nhắc về trọng lượng và kết cấu
Một tủ ngoài trời 215kWh có tải nặng khoảng 2000kg đến 2500kg. Đó không phải là thứ bạn đặt trên bãi đậu xe mà không có đánh giá về cấu trúc. Khả năng chịu lực của mặt đất, thiết kế nền móng và đường dẫn vào xe nâng đều xuất phát từ thông số kỹ thuật về trọng lượng.
Việc phân bổ trọng lượng cũng quan trọng. Pin tập trung ở hai-phần dưới của tủ nhờ độ ổn định-trong thiết kế trong quá trình vận chuyển và hiệu suất địa chấn, cả hai đều được cải thiện nhờ trọng tâm thấp. Nhưng điều này tạo ra thách thức cho các hệ thống mô-đun nơi người dùng mong muốn bổ sung dung lượng theo thời gian. Việc thêm các mô-đun pin vào một tủ đã-được cấp điện đòi hỏi phải lập kế hoạch cẩn thận về đường dẫn tải và khả năng gia cố khung.
Kích thước vận chuyển thường khác với kích thước lắp đặt. Mắt nâng có thể tháo rời, mũ che mưa có thể tháo rời và ống khói đầu vào cáp có thể thu gọn giúp giảm chiều cao vận chuyển từ 200mm đến 400mm. Luôn xác minh cả hai thông số kỹ thuật-Tôi đã thấy các xe tải giao hàng không thể dọn lối vào gara đỗ xe vì ai đó đã trích dẫn chiều cao lắp đặt thay vì chiều cao vận chuyển.
Quản lý nhiệt và dấu chân theo chiều của nó
Đây là lúc thiết kế tủ trở nên thực sự phức tạp. Pin LFP (lithium iron phosphate)-hiện chiếm ưu thế trong bộ lưu trữ cố định-hoạt động tối ưu trong khoảng từ 15 độ đến 35 độ . Bên ngoài phạm vi này, công suất sẽ giảm, vòng đời bị rút ngắn và trong những trường hợp cực đoan, BMS sẽ bắt đầu tắt máy bảo vệ làm mất đi mục đích có nguồn điện dự phòng.
Hệ thống làm mát bằng không khí-yêu cầu thể tích tủ lớn hơn để chứa bộ xử lý không khí và ống dẫn. Máy điều hòa không khí dạng tủ 3kW đến 5kW thông thường chiếm không gian bên trong 600mm × 300mm × 400mm-đó là không gian bạn không thể sử dụng cho pin. Hệ thống làm mát bằng chất lỏng-thay đổi thể tích tủ để lấy dấu chân của máy làm lạnh bên ngoài, chuyển tải trọng kích thước sang nơi khác trên cơ sở.
Bộ trao đổi nhiệt đưa ra giải pháp trung gian: không có máy nén nghĩa là tiêu thụ năng lượng thấp hơn và tác động kích thước nhỏ hơn, nhưng chúng bị giới hạn ở những môi trường có nhiệt độ môi trường luôn ở dưới nhiệt độ mục tiêu của pin. Một bộ trao đổi nhiệt ở Phoenix, Arizona trong mùa hè về cơ bản chỉ mang tính chất trang trí.
Xếp hạng IP và thiết kế bao vây
IP55 là tiêu chuẩn cơ bản để triển khai ngoài trời. IP65 ngày càng phổ biến, đặc biệt là ở môi trường ven biển hoặc bụi bặm. Việc chuyển từ IP55 lên IP65 sẽ bổ sung thêm vật liệu cho miếng đệm, ảnh hưởng đến thiết kế bản lề và chốt cửa, đồng thời thường làm tăng trọng lượng tủ từ 5% đến 10%.
Xếp hạng NEMA (3R, 4, 4X) tương quan gần đúng với IP nhưng không tương đương. NEMA 4X bổ sung thử nghiệm khả năng chống ăn mòn mà xếp hạng IP không đề cập đến. Nếu tủ của bạn nằm trong phạm vi 5 km nước mặn, hãy chỉ định NEMA 4X hoặc dự kiến hoàn thiện lại vỏ trong vòng ba năm.
Tiêu chuẩn chiều theo các bậc công suất
Mối quan hệ giữa công suất và kích thước không phải là tuyến tính. Có các hiệu ứng phân cụm xung quanh kích thước mô-đun pin phổ biến và xếp hạng công suất PCS:
Các hệ thống 50kWh đến 100kWh thường chiếm diện tích 1200mm × 1200mm × 1800mm. Những nơi này phục vụ khối lượng thương mại nhỏ-như các cửa hàng tiện lợi, tháp di động, tòa nhà văn phòng nhỏ. Chúng thường có thể được triển khai bởi hai kỹ thuật viên bằng xe nâng pallet.
Hệ thống 100kWh đến 215kWh-điểm hấp dẫn hiện tại cho cụm C&I-có kích thước khoảng 1300 mm × 1400 mm × 2100 mm. Cần có xe nâng. Tấm bê tông được khuyến khích.
Ngoài 250kWh, hệ số dạng tủ đã nhường chỗ cho các giải pháp đóng gói hoặc lắp đặt nhiều-tủ. Hệ thống 418kWh tồn tại ở dạng tủ (khoảng 1300mm × 1400mm × 2350mm) nhưng bạn đang vượt quá giới hạn về những gì có thể được vận chuyển và lắp đặt một cách an toàn dưới dạng một thiết bị duy nhất.
Đánh giá địa điểm thực tế
Trước khi chỉ định kích thước tủ, hãy đo địa điểm của bạn bằng thước đo thực tế. Không phải Google Earth, không phải bản vẽ kiến trúc từ cuốn băng thực tế năm 2008. Tôi khuyên bạn nên thêm 150mm vào mọi yêu cầu về khoảng trống để làm khoảng đệm chống lại các điều kiện hiện trường.
Kiểm tra khoảng trống trên cao tại đường giao hàng, không chỉ vị trí lắp đặt. Chiếc tủ 2,4m đó phải di chuyển từ xe tải đến bãi đỗ xe, và nếu có kết cấu bãi đậu xe 2,2m nhô ra ở giữa, bạn sẽ gặp phải một vấn đề mà không quản lý dự án nào có thể giải quyết được.
Điều kiện đất ảnh hưởng đến yêu cầu nền móng ảnh hưởng đến chiều cao cuối cùng. Nền nâng cao 300mm để giảm thiểu lũ lụt sẽ làm tăng thêm phạm vi lắp đặt của bạn-và có thể làm phức tạp việc cấp phép của bạn nếu tổng chiều cao vượt quá yêu cầu sàng lọc thiết bị địa phương.
Cân nhắc mở rộng mô-đun
Nếu việc mở rộng trong tương lai là một phần của kế hoạch, hãy phân bổ không gian ngay bây giờ. Vị trí đặt tủ liền kề thường yêu cầu khoảng cách từ 150mm đến 300mm giữa các thiết bị để định tuyến cáp và truy cập bảo trì. Một số nhà sản xuất cung cấp cấu hình thanh nối-cho phép các tủ song song nhưng phần cứng kết nối có yêu cầu về kích thước riêng.
Ngoài ra còn có câu hỏi về quy mô cơ sở hạ tầng điện. Một tủ 215kWh duy nhất ở công suất 100kW cần thiết bị đóng cắt khác với ba tủ song song ở tổng công suất 300kW. Lập kế hoạch về kích thước phòng điện cùng với kích thước của tấm lót tủ-chúng phụ thuộc lẫn nhau.
suy nghĩ cuối cùng
Kích thước tủ cuối cùng là sự nén của các ràng buộc kỹ thuật-khối lượng quản lý nhiệt, hình học xếp pin, dấu chân điện tử công suất, giới hạn cấu trúc và quy định vận chuyển, tất cả đều va chạm trong đường bao 1300mm × 1400mm × 2100mm đó. Hiểu lý do tại sao những con số đó tồn tại sẽ giúp bạn xác định các hệ thống thực sự phù hợp với trang web, ứng dụng và yêu cầu hoạt động của bạn.
Sai lầm phổ biến nhất trong việc mua sắm bộ lưu trữ năng lượng trong tủ là coi các kích thước là hằng số nhất định thay vì các biến thiết kế có tác động-trong thế giới thực. Sai lầm phổ biến thứ hai là quên bán kính quay vòng của xe nâng.
Làm đúng cả hai điều đó và phần còn lại của dự án sẽ có xu hướng diễn ra theo sau.