Hogyan válasszuk ki a megfelelő energiatároló akkumulátort a Microgrid alkalmazásokhoz?

Bárki, aki már irányított egy mikrogrid projektet, belefutott ebbe a problémába: a specifikációs lapon teljesen megfelelőnek tűnő akkumulátorról kiderül, hogy nehézségekbe ütközik abban a pillanatban, amikor a rendszernek le kell választania magát a főhálózatról. A másodperc töredékére lecsökken a feszültség, az érzékeny berendezés offline üzemmódba kapcsol, és a kezelőnek marad olyan hiba elhárítása, amelyet egy szabványos tartalék akkumulátor soha nem okozott volna, mert egy szabványos tartalék akkumulátort először soha nem kértek fel erre a feladatra.

Ez az alapvető probléma a mikrogrid akkumulátorok kiválasztásánál, mint bármely más akkumulátor-energiatároló vásárlásnál. Egy otthoni biztonsági rendszernek csak akkor kell beindulnia, amikor a rács leesik. A mikrohálózati akkumulátornak össze kell hangolnia a nap-, szél-, generátorokkal és esetleg más akkumulátoregységekkel, miközben elég zökkenőmentesen váltja az üzemmódot ahhoz, hogy a csatlakoztatott terhelések soha ne vegyenek észre az átmenetet.

Hálózati-kapcsolt és szigetelt működési követelmények A rács-kötött üzemmódban az akkumulátor többnyire kezeli a csúcs borotválkozási, terheléseltolódási vagy a többlet megújuló energiatermelés elnyelését, ésszerűen laza reakcióidővel. Szigetelt üzemmódban az akkumulátor gyakorlatilag a hálózattá válik, amely önmagában felelős a stabil feszültség és frekvencia fenntartásáért, gyakran néhány másodperces válaszidő alatt.

A mikrorács akkumulátorának általában durván 100-200 milliszekundumon belül reagálnia kell a hirtelen terhelésre vagy generációváltásra, hogy a feszültséget és a frekvenciát elfogadható határokon belül tartsa a szigetelés során. Ezzel szemben a szabványos tartalék akkumulátort általában egy néhány másodpercnél közelebb álló válaszablak köré tervezik, ami egyszerűen túl lassú ahhoz, hogy egy mikrorács stabilizálja magát abban a pillanatban, amikor leválik a fő hálózatról.

Az Energiatároló Akkumulátor Menedzsment Rendszer szerepe

Egy mikrorács ritkán működik egyetlen akkumulátorral. Általában több akkumulátor-állványt koordinál a szoláris inverterek, generátorok és néha teljesen egy második tárolórendszer mellett. Az energiatároló akkumulátor-kezelő rendszer biztosítja, hogy ezek az összetevők beszéljenek egymással, felosztva a töltési és kisütési feladatokat, így egyetlen egység sem lesz túlterhelve, míg mások tétlenül ülnek.

Díjkiegyenlítés-állapota- mikrogrid hálózaton

A megfelelő állapotú--töltéskiegyenlítés nélkül a több-egységes rendszerben lévő egyes akkumulátortartók az ismételt ciklusok során széteshetnek, és egyes egységek jóval előbb érik el a teljes feltöltést vagy a teljes lemerülést, mint mások. A jól-megtervezett BMS ezt az eltolódást egy szűk sávon belül tartja, általában 2-3 százalékos-%-állapoton belüli töltési eltérést az egységek között, ami védi az akkumulátor élettartamát, és az egész rendszert egyetlen koordinált eszközként tartja meg, nem pedig több egymáshoz nem illő eszközként.

Az akkumulátorrendszer mikrohálózati használatra való értékelése során a következő tényezők fontosabbak, mint egy szabványos helyhez kötött tárolási projekt esetében:

Válaszidő szigetelt körülmények között, ideális esetben ezredmásodpercben, nem pedig másodpercben

A napi vagy közeli{0}}napi kerékpározáshoz megfelelő ciklusidő, mivel a mikrogridek gyakran gyakrabban cikáznak, mint a tipikus otthoni biztonsági rendszerek

Kommunikációs protokoll-kompatibilitás a BMS és a mikrogrid vezérlő között, mivel az itt tapasztalható eltérés megakadályozhatja a megfelelő koordinációt még akkor is, ha maga az akkumulátor hardver jó. A hőkezelési kialakítás képes kezelni a tartós nagy-frekvenciás ciklusokat gyorsított leromlás nélkül. A hálózat összekapcsolására vonatkozó tanúsítvány, nem csak az általános akkumulátorbiztonsági előírások

A legtöbb mikrorács-projektben a LiFePO4 vált a gyakorlati alapértelmezéssé, főként a gyakori napi használat melletti hosszú élettartama és a széles hőstabilitási ráhagyása miatt, amelyek mindkettő fontosabb egy állandóan ciklikus mikrorácsban, mint egy tartalék rendszerben, amely hetekig tétlenül áll. Ennek ellenére a kémia önmagában nem határozza meg a teljesítményt. A különböző gyártóktól származó két LiFePO4 rendszer nagyon eltérően viselkedhet szigetelt üzemben, attól függően, hogy mennyire jól van megtervezve a BMS-ük.

Egy közösségi mikrohálózati projekt, amely a napenergia-termelést és az akkumulátortárolást párosította, azt találta, hogy az eredeti akkumulátor-kezelő rendszer nehezen tudott zökkenőmentesen átváltani a hálózatra kötött és a szigetelt üzemmódok között a tesztelés során, ami minden egyes átálláskor rövid feszültségcsökkenést okozott. A 200 ezredmásodperc alatti válaszreakcióra tervezett BMS-sel rendelkező akkumulátorrendszerre való frissítés megoldotta a problémát, lehetővé téve az átállást a csatlakoztatott terhelések észrevehető megszakítása nélkül. Ez egy hasznos emlékeztető, hogy maguk az akkumulátorcellák soha nem jelentették a szűk keresztmetszetet. Az őket koordináló BMS volt.

Az Egyesült Államokban a hálózati összekapcsolásra szánt mikrogrid akkumulátorrendszereknek általában meg kell felelniük az IEEE 1547 követelményeinek, amelyek az elosztott energiaforrások hálózattal való kölcsönhatását szabályozzák, az UL 9540 és UL 1973 szabvány biztonsági tanúsítványai mellett. Ezen tanúsítványok előzetes megerősítése elkerüli az összekapcsolási jóváhagyási késéseket, miután a berendezést már megvásárolták és telepítették.

Tekintettel arra, hogy egy mikrorács valós teljesítménye mennyiben függ a BMS-technológiától, nem pedig a nyers akkumulátor-specifikációktól, érdemes az értékelni kívánt energiatároló akkumulátor-gyártótól megkérdezni a tényleges válaszidő-adatokat, nem csak a ciklus élettartamát és a kapacitásadatait. Egy komoly energiatároló akkumulátorgyárnak képesnek kell lennie arra, hogy végigjárja, hogyan kezeli a BMS-e a több-egységes koordinációt, egy megbízható nagykereskedelmi akkumulátor-energiatároló szolgáltatónak pedig átláthatónak kell lennie azzal kapcsolatban, hogy rendszere mely kommunikációs protokollokat támogatja a harmadik féltől származó mikrogrid-vezérlők számára.