Пояснення того, як кілька акумуляторних контейнерів (BESS) з’єднуються паралельно та централізовано керуються за допомогою системи EMS або SCADA.

Ваші потреби в енергії зростають, але мережа перевантажена, пікові навантаження збільшуються, і одного контейнера для зберігання енергії, здається, просто не вистачає. Як саме працює об’єднання декількох акумуляторних контейнерів — з технічної та експлуатаційної точок зору, а також з точки зору бізнес-моделі?

Ця сторінка допоможе вам у цьому. Ми детально розглянемо, що відбувається, коли ви використовуєте більше одного акумуляторного контейнера і хочете, щоб вони працювали як єдина система накопичення енергії. Ви отримаєте чітке уявлення про роль системи управління батареями (BMS) та інвертора, про те, як організовано управління та захист, а також про те, коли доцільно здійснювати модульне розширення для згладжування пікових навантажень, запобігання перевантаженням мережі, автономного електропостачання або створення зарядної інфраструктури. Це дозволить вам обґрунтовано вирішити, чи бажаєте ви розширювати систему та яким чином.

Навіщо з'єднувати кілька контейнерів для акумуляторів?

Компанії вирішують об’єднати кілька акумуляторних контейнерів, коли один контейнер для зберігання енергії вже не відповідає необхідній потужності, потрібному обсягу зберігання в кВт·год або динаміці їхніх проєктів. Замість однієї надзвичайно великої стаціонарної системи ви таким чином створюєте модульну систему зберігання енергії, яка може розвиватися разом із вашим бізнесом.

Типові ситуації, в яких логічно використовувати з’єднання

  • Зростаючий попит на потужність: спочатку лише вирівнювання пікових навантажень, а згодом — додаткова зарядна інфраструктура для навантажувачів, вантажівок чи будівельної техніки? Застосовуючи кілька акумуляторних контейнерів паралельно, ви поступово збільшуєте потужність та енергетичну ємність.
  • Етапи реалізації за проектом або місцем розташування У будівництві чи промисловості потреби можуть змінюватися залежно від етапу проекту. Кілька акумуляторних контейнерів можна легко переміщати та перерозподіляти між проектами або виробничими майданчиками.
  • Перевантаження мережі та розширення. Сільськогосподарські підприємства та промислові підприємства, які починають застосовувати рішення щодо усунення перевантаження мережі або згладжування пікових навантажень, можуть згодом встановити додаткові контейнери у разі зростання обсягів виробництва (наприклад, фотоелектричної енергії) або споживання.
  • Зарядна інфраструктура та автономне електропостачання. Для потужніших зарядних станцій або (тимчасових) автономних застосувань у будівництві та транспорті часто практичніше використовувати кілька з’єднаних між собою контейнерів, ніж одну стаціонарну мегабатарею.
  • Гнучке використання та моделі BAAS У рамках моделі «Battery-as-a-Service» ви можете додавати або видаляти контейнери залежно від умов контрактів та сезонних коливань; таким чином, промислова батарея залишається гнучким виробничим ресурсом, а не жорсткою установкою.

Більше інформації про використання акумуляторного контейнера в промислових умовах можна знайти на сторінці продукту.

Як технічно відбувається з'єднання акумуляторних контейнерів?

У разі з'єднання декількох акумуляторних контейнерів система зовні виглядає як одна велика «чорна скринька», але внутрішньо вона має цілком модульну структуру. Це зручно для проектування, управління та розширення професійних систем накопичення енергії, призначених для згладжування пікових навантажень, запобігання перевантаженням мережі, автономного електропостачання та зарядної інфраструктури.

Монтаж у межах одного контейнера

Кожен контейнер для зберігання енергії або контейнер з акумулятором має таку внутрішню конструкцію:

  • Акумуляторні модулі: найменші повторювані блоки, що складаються з елементів.
  • Стелажі: каркас, у якому кілька модулів з’єднані послідовно або паралельно.
  • Локальна система управління акумуляторною батареєю (BMS) на кожну стійку або контейнер, яка контролює напругу, струм і температуру, а також забезпечує балансування елементів.

Система BMS забезпечує дотримання безпечних меж для кожної стійки та передає повідомлення про стан і помилки на вищий рівень системи.

Від постійного струму в контейнері до змінного струму в установці

Акумуляторні модулі забезпечують постійний струм (DC). Для підключення до вашої мережі або установки для кожного контейнера (або кластера контейнерів) передбачено окремий:

  • Встановлено інвертор / PCS (Power Conversion System), який перетворює постійний струм (DC) на змінний (AC);
  • Встановлено засоби захисту (вимикачі, запобіжники, вимірювальне обладнання).

Зазвичай ці інвертори:

  1. З їхньою стороною змінного струму, підключеною паралельно до загальної шини змінного струму.
  2. Від цієї рейки через трансформатор пов’язано з:
    • загальна електромережа, або
    • внутрішня промислова установка або мікромережа.

Таким чином, набір з’єднаних акумуляторних систем утворює єдину масштабовану систему накопичення енергії, при цьому кожен контейнер функціонально залишається окремим «блоком».

Роль інженерії: напруги, струми короткого замикання та селективність

У комерційних та промислових системах усі електричні параметри розробляються цілеспрямовано. Наприклад:

  • обраний рівень напруги на сторонах постійного та змінного струму;
  • розраховані струми короткого замикання в різних сценаріях експлуатації та несправностей;
  • селективність захисних пристроїв, завдяки чому у разі несправності відключається лише необхідна частина.

Конкретні схеми типової конфігурації Boltainer із кількома контейнерами вимагають інженерного проектування та валідації з урахуванням особливостей конкретного проєкту. [Потрібно: розрахунок, перевірений інженером]

BMS, інвертор та EMS: як працює управління як єдина система

У кожному контейнері для акумуляторів або контейнері для зберігання енергії управління починається з системи управління акумуляторами (BMS). BMS постійно контролює окремі елементи: напругу, температуру та струм. Таким чином система запобігає перезарядженню та надмірному розрядженню, а також втручається у разі відхилень. Крім того, BMS розраховує рівень заряду (State of Charge, SoC) і часто також стан батареї (State of Health, SoH). Отже, для кожного контейнера ви точно знаєте, скільки енергії доступно та який рівень потужності є безпечним.

Між акумулятором та вашою системою змінного струму розташований інвертор або система перетворення енергії (PCS). Він перетворює постійний струм (DC) від акумулятора на змінний струм (AC) для вашої мережі, або навпаки — під час заряджання. Інвертор регулює:

  • вантажопідйомність та розвантажувальна здатність на один контейнер
  • коефіцієнт потужності та якість електромережі
  • перемикання між режимами роботи в мережі та автономного режиму (залежно від конфігурації)

Якщо система управління батареями (BMS) контролює стан «всередині батареї», а інвертор — стан «у мережі», то система управління енергією (EMS) контролює всю систему накопичення енергії та ваші виробничі процеси. У разі наявності декількох батарейних контейнерів EMS об’єднує всі дані BMS та інвертора в одну віртуальну корпоративну батарею. Таким чином, ви керуєте не п’ятьма окремими батарейними контейнерами, а одним логічним цілим.

Система управління надзвичайними ситуаціями (EMS) приймає рішення, зважаючи, зокрема, на:

  • поточні та майбутні тарифи на енергію
  • навантаження на мережу та доступна пропускна здатність лінії
  • Виробництво сонячної енергії та прогноз погоди
  • профілі споживання (обладнання, охолодження, зарядна інфраструктура, будівельний майданчик тощо)

Таким чином, система може автоматично оптимізувати роботу для таких завдань, як згладжування пікових навантажень, енергетичний арбітраж та управління перевантаженнями, відповідно до встановленої вами стратегії. Ця ж архітектура безперешкодно інтегрується з такими рішеннями, як контейнери з акумуляторами для комерційного зберігання енергії.

Для рішень Boltainer стандартні функції EMS та інтерфейси доступні або можуть бути інтегровані, навіть у разі наявності декількох з’єднаних контейнерів: [Потрібно: перевірений інженером опис стандартних функцій EMS та варіантів інтеграції в системах Boltainer]

Практичні аспекти, безпека та наступний крок

У разі використання декількох акумуляторних контейнерів потрібно враховувати не лише сумарну ємність. Ви маєте бути впевнені, що загальна картина відповідає вимогам: як з технічної та організаційної точки зору, так і з точки зору безпеки — як зараз, так і при майбутньому розширенні.

Координація: оператор мережі, монтажник та пропускна здатність мережі

Завжди починайте зі спільного обстеження разом із вашим монтажником та, за необхідності, оператором мережі. Серед важливих питань, зокрема, такі:

  • Яка потужність підключення наразі передбачена договором для вашої ділянки?
  • Яка максимально допустима потужність для зворотної подачі або споживання електроенергії?
  • Як запланована ємність акумуляторної батареї співвідноситься з вашим піковим навантаженням, зарядною інфраструктурою та виробничими потужностями?

Таким чином ви уникнете необхідності згодом зменшувати масштаби проекту вашої системи накопичення енергії.

Простір, логістика та безпека на території

Для кількох контейнерів для зберігання енергії вам знадобиться не лише площа у квадратних метрах:

  • Логістика: маршрути завезення та вивезення контейнерів, можливість доступу для крана або вантажівки, тип ґрунту та несуча здатність.
  • Інфраструктура: кабельні траси, розподільні щити середньої та низької напруги, місця розміщення інверторів, доступ для технічного обслуговування.
  • Безпека:
    • виявлення пожежі та передача сигналу тривоги
    • чітко позначені аварійні зупинки та розмітка
    • огорожа, контроль доступу та шляхи евакуації
    • домовленості з службою з надзвичайних ситуацій та пожежною службою щодо сценаріїв та місць збору

Залежно від муніципалітету та конфігурації можуть діяти вимоги щодо подання повідомлень або отримання дозволів; заздалегідь узгодьте це зі своїм консультантом та компетентним органом.

[Потрібно: перевірений інженерами контрольний список зі стандартними умовами для проектів із кількома акумуляторними контейнерами]

Наступний крок: розробка сценаріїв та розрахунок розмірів за допомогою Boltainer

Boltainer допоможе вам розробити сценарії: від одного до декількох акумуляторних контейнерів, з можливостями розширення для додаткової потужності або моделі «Battery-as-a-Service». Ми також узгодимо це з вашими енергетичними цілями: згладжування пікових навантажень, управління перевантаженнями, енергетична арбітраж або зарядна інфраструктура з використанням промислового акумулятора.

Хочете дізнатися, скільки контейнерів вам насправді знадобиться в майбутньому та які конфігурації доцільно застосовувати на різних етапах? Тоді зверніться за безкоштовною консультацією або замовте моделювання проекту, щоб ви могли обґрунтовано прийняти рішення щодо інвестицій та темпів впровадження.

Поширені запитання

Багато запитань щодо об’єднання акумуляторних контейнерів стосуються конфігурації, можливості розширення та дозволів. Нижче наведено короткі практичні відповіді, які допоможуть вам зробити правильний вибір для вашої установки.

Чи можна також підключати контейнери для акумуляторів послідовно, а не паралельно?

Комерційні контейнери для акумуляторів майже завжди проектуються таким чином, що внутрішні елементи та модулі вже налаштовані на відповідний рівень напруги. На системному рівні кілька контейнерів зазвичай з’єднуються паралельно на стороні змінного струму через інвертори та точку підключення до електромережі або мікромережі. Точна конфігурація розробляється індивідуально та залежить від потужності, сфери застосування та вимог безпеки. Компанія Boltainer надає консультації щодо безпечної та ефективної конфігурації вашої системи накопичення енергії для кожного конкретного проєкту.

Наскільки легко згодом додати додаткові акумуляторні контейнери до існуючої установки?

Контейнери для акумуляторних батарей мають модульну конструкцію, що часто дає можливість їх розширення, якщо при проектуванні враховано простір, підключення до мережі та резерв потужності в інфраструктурі. Слід враховувати пропускну здатність кабелів, трансформатора та інверторів, а також простір для додаткових контейнерів і протипожежні перегородки. Компанія Boltainer може передбачити майбутнє розширення вже на етапі початкового проектування. Кожне розширення потім проходить повторну технічну та монтажну оцінку перед тим, як його буде реалізовано.

Чи завжди оператор мережі дозволяє об’єднувати кілька акумуляторних контейнерів?

Проєкти зі значною потужністю та кількома акумуляторними контейнерами часто потребують узгодження з оператором електромережі. Залежно від місця розташування, потужності та профілю використання можуть застосовуватися вимоги щодо повідомлення, проведення досліджень щодо підключення або процедури отримання дозволів. Компанія Boltainer має досвід реалізації проектів у районах із перевантаженням електромережі та може допомогти з’ясувати з оператором електромережі попередні умови, процедури та терміни, не гарантуючи при цьому кінцевого результату. Якщо ви хочете дізнатися, що можливо саме у вашому місці розташування, замовте беззобов’язальну консультацію або моделювання проєкту, щоб Boltainer міг розробити оптимальну конфігурацію та бізнес-кейс для установки з декількома акумуляторними контейнерами.