Akumulatoru enerģijas uzglabāšanas sistēmas (BESS)

BESS risinājumu priekšrocības

Pamatojoties uz plašo pieredzi saules un vēja enerģijas iekārtu kabeļu sistēmu jomā, uzņēmums Prysmian piedāvā visaptverošu risinājumu klāstu, kas īpaši izstrādāts akumulatoru enerģijas uzglabāšanas sistēmu (BESS) lietojumiem.

Akumulatoru sistēmas ir kļuvušas par neatņemamu nākotnes enerģētikas risinājumu sastāvdaļu

Akumulatoru enerģijas uzglabāšanas sistēma (BESS) strauji kļūst par neatņemamu atjaunīgās enerģijas sastāvdaļu. Lai gan pirms dažiem gadiem galvenā uzmanība tika veltīta galvenokārt ražošanas jaudas radīšanai, pašlaik tā ir pievērsta enerģētikas sistēmas līdzsvarošanai un ieguldījumu atdeves nodrošināšanai. Kabeļu izvēle un tehniskās zināšanas arī ievērojami ietekmē projekta rentabilitāti.

 

Resursi par akumulatoru enerģijas uzglabāšanu (BESS)

Lejupielādējiet BESS brošūru, lai iepazītos ar Prysmian modernajiem kabeļu risinājumiem enerģijas uzglabāšanai, tīkla stabilitātes nodrošināšanai un atjaunīgo enerģijas avotu integrācijai. 

Pakalpojumi un risinājumi

Iepazīstieties ar Prysmian plašo enerģijas jomas un infrastruktūras risinājumu klāstu. Sākot no EOSS modernajām uzraudzības sistēmām līdz Alesea viedajai aktīvu pārvaldībai – mēs nodrošinām efektīvu un uzticamu tīkla darbību.

Sazinieties ar mums

Andero Hännikainen

Bieži Uzdotie Jautājumi

Zemāk atradīsiet jautājumus, kas tiek uzdoti bieži. Ja nevarat atrast atbildi vai vajadzīgo datni, rakstiet mums: [email protected]

Kabeļa izvēle ir atkarīga no konkrētās mehānisma daļas, ņemot vērā sprieguma līmeņus un vides apstākļus. Līdzstrāvas ķēdē starp akumulatoriem un invertoriem tiek izmantoti speciāli elastīgi kabeļi, kas spēj izturēt augstākas iekšējās un apkārtējās temperatūras kārbās. Zemsprieguma maiņstrāvas pusē starp invertoru un transformatoru tiek izmantoti standarta zemsprieguma barošanas kabeļi. Visbeidzot, vidēja sprieguma pusē, kur transformatori tiek pieslēgti apakšstacijai un elektrotīklam, ir nepieciešami izturīgi kabeļi ar atbilstošu ekranējumu un radiālu ūdens bloķēšanu.

Šie kabeļi galvenokārt ir paredzēti lietošanai augstā apkārtējā gaisa temperatūrā, blīvi piepildītās akumulatoru kārbās, ja apkārtējā gaisa temperatūra var sasniegt pat 60 °C, nevis standarta 30 °C. Tā kā kabeļu savienotāji un uzgaļi veido sašaurinājumus un ierobežo stacijas maksimālo darba temperatūru, šo termisko rezervi neizmanto, lai mākslīgi palielinātu strāvas slodzi. Tā vietā šī rezerve nodrošina, ka sākotnējās un gala temperatūras svārstības karstā vidē neizraisa izolācijas paātrinātu novecošanos vai bojāšanos. Tas nodrošina būtisku drošības rezervi, kas garantē sistēmas ilgtermiņa uzticamību nelabvēlīgos apstākļos.

Jā, alumīnija kabeļi tiek plaši izmantoti un ir izmaksu ziņā izdevīga alternatīva, jo īpaši garākos posmos starp invertoru, transformatoru un apakšstaciju. Alumīnijs ļauj ievērojami ietaupīt uz materiālu izmaksām un ir vieglāks, kas atvieglo kabeļu ar lielu šķērsgriezumu uzstādīšanu. Tomēr, ņemot vērā alumīnija zemāku elektrovadītspēju, lai pārvadītu tādu pašu strāvu, salīdzinājumā ar varu ir nepieciešams lielāks šķērsgriezums. Tas tieši ietekmē uzstādīšanai nepieciešamo telpu un prasa īpašu uzmanību, izvēloties ar alumīniju saderīgus specializētus savienojuma piederumus.

No tehniskā un funkcionālā viedokļa 18/30 kV un 19/33 kV kabeļi ir pilnīgi līdzvērtīgi un pilnībā savietojami. Abi veidi ir paredzēti maksimālajam darba spriegumam 36 kV, un tiem parasti ir vienāds izolācijas biezums – aptuveni 8 mm. Atšķirības to marķējumā izriet vienīgi no reģionālajiem standartiem un nomenklatūras, nevis no kabeļa faktiskajām ekspluatācijas īpašībām. Izstrādātāji var izdarīt savu izvēli, ņemot vērā vietējā elektrotīkla operatora prasības un pieejamību tirgū.

Ūdens aizsardzība ir ārkārtīgi svarīga, jo īpaši mitrā augsnē un apgabalos ar augstu gruntsūdens līmeni. Garenvirziena ūdens barjera neļauj mitrumam izplatīties pa kabeļa iekšpusi, ja ārējais apvalks tiek bojāts uzstādīšanas vai rakšanas darbu laikā. Savukārt radiālā ūdensnecaurlaidība nodrošina pilnīgu aizsardzību pret ūdens tvaiku difūziju, neļaujot mitrumam iekļūt izolācijā, ja tā ilgstoši atrodas saskarē ar mitru augsni. Tas ievērojami samazina ūdens uzkrāšanās risku, kas izraisa izolācijas bojājumus, tādējādi pagarinot sistēmas kalpošanas laiku.

Tradicionālie vara sieta ekranējumi nodrošina izcilu vadītspēju un ir labi pazīstams nozares standarts, taču bieži vien tie nenodrošina pilnīgu aizsardzību pret mitruma difūziju. Kombinētajā ekranējumā tiek izmantoti vara vadi kopā ar alumīnija laminātu, tādējādi ap kabeļa serdi radot pilnīgi sausu un hermētisku vidi. Šī konstrukcija samazina dārgā vara patēriņu, vienlaikus nodrošinot nepieciešamo elektrovadītspēju un izcilu aizsardzību pret mitrumu. Ekranējuma šķērsgriezuma precīza optimizācija ir ļoti svarīga, jo pārāk liela izmēra ekranējumi normālas darbības laikā rada pārmērīgus indukcijas zudumus.

Liela mēroga BESS projektos, lai nodrošinātu iekārtas ilgtermiņa ekspluatācijas laiku, ir ļoti ieteicams izmantot radiāli ūdensnecaurlaidīgus kabeļus. Tā kā pazemes kabeļi visā savā 25–40 gadu ekspluatācijas laikā nepārtraukti ir pakļauti augsnes mitrumam un lietum, aizsardzība pret tvaiku difūziju ir neaizstājama. Radiāla ūdens barjera novērš izolācijas priekšlaicīgu nolietošanos un ar to saistītos dārgos, neplānotos ārkārtas strāvas padeves pārtraukumus. Tā ir gudra sākotnēja investīcija, kas pasargā aktīva īpašnieku no negaidītiem apkopes izdevumiem un ražošanas pārtraukumiem.

Kabeļu sistēmas optimizēšanai ir nepieciešama konkrētam projektam pielāgota simulācija, nevis akla standarta tabulu izmantošana. Projektētājiem jāņem vērā uzstādīšanas dziļums, izkārtojuma veids (piemēram, trīsstūra vai plakans izkārtojums), augsnes siltuma pretestība un zemējuma konfigurācijas. Piemēram, nepareiza ekranējuma šķērsgriezumu vai zemējuma punktu izvēle var izraisīt lielus inducētos zudumus, kas netīšām samazina kabeļa faktisko strāvas vadītspēju. Profesionāls inženiertehniskais risinājums nodrošina, ka viss tīkls darbojas ar maksimālu efektivitāti akumulatoru dinamisko uzlādes un izlādes ciklu laikā.

Galvenās grūtības saistītas ar ierobežoto telpu, lielo kabeļu blīvumu un intensīvo siltuma izkliedēšanu akumulatoru korpusa vidē. Turklāt BESS projektiem bieži vien ir jāievēro saspringti būvniecības termiņi un stingras prasības attiecībā uz smago mehānisko aizsardzību. Lai novērstu šos šķēršļus, tiek izmantoti ļoti elastīgi kabeļi ar 5. klases vadītājiem, kas ļauj tos daudz vieglāk novietot šaurās telpās. Iepriekš izstrādātie kabeļu stiprinājumi un skavas sistēmas nodrošina ātru uzstādīšanu, vienlaikus veiksmīgi izturot lielas dinamiskas mehāniskās slodzes.

Pārdomāta kabeļu un piederumu izvēle tieši ietekmē materiālu iepirkumu, rakšanas apjomus, uzstādīšanas darbus un ilgtermiņa elektrības zudumus. Ja uzstādīšanas telpa to ļauj, vara kabeļu aizstāšana ar alumīnija kabeļiem nodrošina ievērojamus tiešos ietaupījumus izejvielu izmaksās. Turklāt sieta šķērsgriezumu optimizēšana palīdz samazināt elektroenerģijas zudumus un nodrošina zemu sistēmas palīgenerģijas patēriņu. Pareizi izstrādāta kabeļu sistēma darbojas kā finanšu atbalsta instruments, kas samazina gan sākotnējās kapitāla izmaksas (CAPEX), gan pastāvīgās ekspluatācijas izmaksas (OPEX).

Kabeļu piederumi, piemēram, uzgaļi, savienojumi un savienotāji, ir būtiskie savienojumi elektriskajā tīklā, kuros visbiežāk rodas bojājumi. Šīm detaļām jāiztur tāda pati vides ietekme, cikliskā slodze un īsslēguma strāva kā pašiem kabeļiem. Neatbilstošu vai zemas kvalitātes piederumu izmantošana bieži izraisa lokālu pārkaršanu, daļējas izlādes un katastrofālu izolācijas bojājumu. Pilnībā pārbaudītas un sertificētas piederumu sistēmas izmantošana nodrošina vienādu uzticamību un drošību visā tīkla pieslēgumā.

Kļūmes gadījumā akumulatoru sistēmas var gandrīz uzreiz izdalīt milzīgu enerģijas daudzumu, radot ārkārtīgi augstas īsslēguma strāvas. Šīs strāvas pakļauj kabeļus un ekranējumus spēcīgai siltumslodzei un lieliem mehāniskiem triecieniem, ko rada dinamiskie spēki. Tādēļ vidēja sprieguma kabeļu vara ekranējumu izmēriem ir jābūt rūpīgi aprēķinātiem, lai droši novadītu īsslēguma strāvu zemē, neradot bojājumus. Lai panāktu optimālu līdzsvaru starp izturību pret bojājumiem un parasto darbības efektivitāti, ir nepieciešama dinamiska modelēšana, lai neizvēlētos pārāk liela vai maza izmēra ekranējumus.

Ņemot vērā augsto iekārtu blīvumu un kritiskos ugunsgrēka riskus akumulatoru kārbās, kabeļu ugunsdrošības un liesmu slāpēšanas īpašības ir ārkārtīgi svarīgas. Kārbās un blakus esošajās savienotajās zonās priekšroka jādod kabeļiem ar augstu CPR klasi (piemēram, B2ca vai Cca). Obligāti jāizmanto halogēnu nesaturoši ugunsdroši (HFFR/LSZH) materiāli, kas ugunsgrēka gadījumā neizplata liesmas un neizdala toksiskas vai korozīvas gāzes. Tas aizsargā ieguldījumus, samazina sekundāros bojājumus un nodrošina drošus evakuācijas ceļus apkopes personālam.

Tā kā BESS iekārtas darbojas ļoti dinamisku un bieži mainīgu slodzes profilu apstākļos, viedie reāllaika uzraudzības risinājumi kļūst par mūsdienu nozares standartu. Izkliedētā temperatūras mērīšana (DTS), izmantojot optiskos šķiedru kabeļus, ļauj operatoriem konstatēt kabeļa pārkaršanu vai lokālus pārkaršanas punktus, pirms rodas avārija. Lai gan augstākās kvalitātes kabeļi un piederumi ir izstrādāti tā, lai nebūtu nepieciešama to apkope, proaktīva uzraudzība un periodiska termogrāfija nodrošina nepārtrauktu iekārtas darbību. Šī stratēģija palīdz pagarināt visas infrastruktūras kalpošanas laiku un novērš dārgu un neplānotu darbības pārtraukšanu.

Lai nodrošinātu objekta mērogojamību nākotnē, paplašināšanas iespējas ir jāiekļauj jau sākotnējā projektēšanas un būvdarbu posmā. Ja jau sākumā tiek uzstādīts pietiekams skaits rezerves kanālu, tukšu vadu cauruļu vai kabeļu paliktņu, tas atbrīvo no nepieciešamības vēlāk veikt traucējošus un dārgus zemes rakšanas darbus. Tāpat ir lietderīgi izvēlēties galveno vidēja sprieguma līniju un apakšstacijas komutācijas iekārtu jaudu atbilstoši objekta plānotajai galīgajai maksimālajai jaudai. Šī pieeja padara turpmāko posmu savienošanu par ātru un izmaksu ziņā efektīvu procesu ar minimālu sistēmas darbības pārtraukumu.

Līdzstrāvas pusē starp akumulatoru moduļiem un invertoriem kabeļi darbojas nepārtrauktas ilgtermiņa slodzes apstākļos ārkārtīgi ierobežotā telpā. Līdzstrāvas kabeļiem jābūt ļoti elastīgiem, nodilumizturīgiem un spējīgiem izturēt augsto apkārtējās vides temperatūru konteinera iekšienē, neietekmējot to izolāciju. Tā kā līdzstrāvas elektriskā loka dzēšana bojājuma gadījumā ir daudz grūtāka nekā maiņstrāvas loka dzēšana, kabeļu mehāniskajai un dielektriskajai aizsardzībai jābūt augstākā līmeņa. Lai novērstu kabeļu pārvietojumus un no tiem izrietošos pārspriegumus, ko izraisa intensīvi elektromagnētiskie spēki, ir obligāti jānodrošina pareiza kabeļu novietošana un droša nostiprināšana.