EN
Greitieji nuorodos
Vis daugiau gamykų pereina prie 48 V akumuliatorių sistemų, nes jos siūlo tinkamą efektyvumo, saugos funkcijų ir suderinamumo su kita įranga dermę. Kai sistemos veikia 48 voltų įtampa, jos naudoja mažesnę srovę tokiam pačiam galios išėjimui, o tai reiškia mažesnius energijos nuostolius dėl laidų varžos (prisiminkite tą mokykloje mokytą formulę P = I²R). Be to, ši žemesnė srovė leidžia įmonėms naudoti plonesnius kabelius, kurie bendrai kainuoja mažiau. Kitas didelis pranašumas – saugos aspektai. Esant 48 voltams, šios sistemos išlieka žemiau 60 voltų Saugos papildomai žemos įtampos ribos, kurią nustato tarptautiniai standartai, pvz., IEC 61140. Tai reiškia, kad darbuotojams nereikia jaudintis dėl pavojingų elektros lankų atliekant kasdienius techninės priežiūros darbus, o dažniausiai gali nebeįsigyti brangios apsauginės įrangos. Ir žinote ką? Šis įtampos lygis jau seniai naudojamas telefonų tinkluose, automatizacijos sistemose gamyklose ir visur esančiuose valdymo skyduose. Taigi, objektai gali prijungti šias sistemas prie jau esamų sprendimų be didelių išlaidų naujiems laidams ar modifikacijoms.
48 V standartas visuose pagrindiniuose energijos komponentuose daro darbą žymiai paprastesnį. Daugelis šiandienos nepriklausomųjų maitinimo šaltinių (UPS) sistemų ir invertorių iš esmės jau turi integruotą 48 V nuolatinės srovės (DC) įvesties palaikymą. Tai reiškia, kad baterijos gali būti prijungiamos tiesiogiai, nereikia naudoti energiją gadinančių kaitos iš kintamosios į nuolatinę srovę (AC to DC) arba iš nuolatinės į nuolatinę (DC to DC) konvertacijos etapų, kurie sunaudoja daug energijos. Ypač įdomu, kad tai puikiai veikia ir senesnėse pramoninėse sistemose. Daugelis gamyklų vis dar valdo jutiklių tinklus, programuojamus loginius valdiklius (PLC) ir įvairias valdymo grandines, naudodamos 48 V maitinimą. Dėl šios esamos infrastruktūros pereiti prie 48 V litio baterijų yra greita, operacijoms kelia minimalų riziką ir nereikalauja didelių kapitalinių investicijų.
Tiksli pramoninių energijos poreikių įvertinimas sudaro patikimo 48 V akumuliatoriaus atsarginės energijos tiekimo konstrukcijos pagrindą. Šis procesas nustato esminius sistemų, reikalaujančių apsaugos, energijos suvartojimą, kad būtų išvengta prastovų.
Pradėkite sudarydami visišką sąrašą visko, kas yra patalpoje, o tada išmatuokite, kiek energijos faktiškai naudoja kiekvienas elementas. Šiai užduočiai puikiai tinka srovės matuokliai, nors kai kurie žmonės didesnėms instaliacijoms renkasi papildomus matavimo sistemas. Peržiūrėdami sąrašą, pirmiausia sutelkite dėmesį į tuos dalykus, kurie būtinai turi veikti nuolatos. Pirmiausiai vertinami procesų valdikliai, saugos jungikliai, kurie sustabdo mašinas, jei kyla problema, bei visa tinklo įranga, palaikanti operacijų ryšius. Visa kita – švietimas biuro patalpose, papildomi šildymo ar vėsinimo agregatai, netiesiogiai susiję su gamybos procesais – dažniausiai gali palaukti arba netgi būti laikinai išjungti be didelių problemų. Būtina fiksuoti įprastus naudojimo duomenis, tačiau taip pat stebėti staigius energijos poreikio šuolius. Varikliai ir dideli kompresoriai ypač žinomi tuo, kad paleidžiami ima triskart daugiau nei įprastą srovę, todėl verta žinoti, kas tiksliai vyksta starto metu.
| Įrangos tipas | Galia | Svarbumas |
|---|---|---|
| Procesų valdymo sistemos | 300–800 W | Aukštas |
| Serveriai ir tinklo įranga | 500–1500 W | Aukštas |
| HVAC kompresoriai | 2000–5000 W | Vidmenis |
| Pastatų apšvietimas | 100–300 W | Mažas |
Šiuolaikiniai prognozavimo modeliavimo įrankiai sumažina talpos skaičiavimo klaidas 39 % lyginant su rankiniais skaičiavimais, kai naudojami istoriniai apkrovos duomenys. Apskaičiuokite bendrą kasdienį kWh kiekį padauginę vidutinę varžą iš veikimo valandų, tada pridėkite 25 % rezervo įrangos senėjimui ir būsimam plėtimuisi.
Dauguma pramonės įrenginių šiuolaikiniais laikais laikosi standartinių veikimo laiko klasifikacijų. Trečiosios pakopos (Tier III) įrenginiai vidutiniškai reikalauja apie 99,982 % prieinamumo, o antrosios pakopos (Tier II) objektai siekia maždaug 99,741 %. Analizuojant įrangos apkrovos ciklus, yra didelis skirtumas tarp tolydinių apkrovų, tokių kaip SCADA sistemos, ir mašinų, kurios savo veiklos metu dažnai startuoja ir sustoja. Tikrai kritinės svarbos taikymo srityse daugelyje specifikacijų nurodoma taip vadinama N+1 atsarginė sistema. Tai iš esmės reiškia rezervinės energijos pajėgumą, kuris viršija maksimalias reikmes dar vienu papildomu moduliu. Tačiau svarbūs ir aplinkos veiksniai. Ličio baterijų našumas žymiai sumažėja, kai temperatūros nukrenta žemiau normalių veikimo sąlygų. Šalčio taške (0 laipsnių Celsijaus) šios baterijos paprastai teikia tik apie 15–20 procentų jų nominalios talpos, palyginti su tuo, ką jos gali perduoti standartine nuorodine 25 laipsnių Celsijaus temperatūra.
Teisingo 48 V baterijų bloko dydžio parinkimas prasideda nuo reikalingų kilovatvalandžių (kWh) apskaičiavimo. Pagrindiniai skaičiavimai atrodo maždaug taip: imame kritinę apkrovą kilovatais ir padauginame iš to, kiek ilgai norime turėti rezervinį maitinimą. Tada gautą skaičių padaliname iš dviejų dalykų – pirma, iš išsikrovimo gilumo procento, antra – iš sistemos naudingumo koeficiento. Dauguma ličio baterijų gali išlaikyti apie 80–90 % išsikrovimo gylį, kas beveik dvigubai daugiau nei švino-rūgštinės baterijos, kurios išlaiko apie 50 %. Tarkime, kad kažkam reikia 10 kW galios keturias valandas, su 80 % išsikrovimo giliu ir 95 % efektyvios sistemos. Atlikus skaičiavimus, gauname apytiksliai 52,6 kWh reikiamos talpos. Norint paversti tai ampervalandėmis 48 V sistemai, tiesiog padauginame kWh iš 1000, tada padaliname iš 48 voltų. Gaunasi maždaug 1 096 ampervalandės. Toks metodas padeda išvengti per mažos baterijos įsigijimo, tuo pačiu ilguoju laikotarpiu išlaikant prieinamas kainas ir užtikrinant gerą našumą nuo pat pirmos dienos.
Kai norime pratęsti rezervinę energiją ilgiau nei vienai dienai, iš esmės padauginame savo įprastą kasdienį suvartojimą iš to, kiek dienų reikia, kad ji truktų. Pažiūrėkime į pavyzdį: jei objektas per dieną sunaudoja apie 120 kilovatvalandžių ir nori trijų pilnų autonomijos dienų, išlaikant 80 % išsikrovimo gylį, skaičiavimai atrodo taip. Padauginame 120 kWh iš trijų dienų, gauname 360, tada dalijame iš 0,8 dėl to 80 % reikalavimo, kas duoda apytiksliai 450 kWh reikiamos talpos. Tačiau niekas neveikia idealiomis sąlygomis. Vien tik šaltas oras gali sumažinti baterijos talpą apie 20 %, kai temperatūra nukrenta žemiau nulio. Ličio baterijos laikui bėgant taip pat praranda veiksmingumą – apie 3 % kasmet. Be to, kai atsiranda ūminės didelės srovės apkrovos, sistema patiria įtampos kritimus, dėl kurių faktinė naudojama talpa dar labiau sumažėja. Dėl šios priežasties dauguma inžinierių papildomai įskaičiuoja dar 25–30 %, kad būtų saugiau. Tai padidina mūsų pradinę įvertintą talpą nuo 450 iki maždaug 562 kWh bendros talpos, užtikrinant, kad viskas tinkamai veiktų net ir kilus netikėtoms problemoms ilgai trunkant energijos tiekimo pertraukai.
Pramonės aplinkose atsarginės sistemos paprastai naudoja nuosekliai lygiagrečias konfigūracijas, kad išlaikytų 48 V išvestį pastovią, net jei keičiasi apkrova. Kai baterijos sujungiamos nuosekliai, jos pasiekia reikiamą įtampą. Jų lygiagretus sujungimas padidina bendrą talpą (matuojamą Ah), todėl sistema ilgiau veikia esant maitinimo nutrūkimui. Pagrindinė šio sprendimo privalumas – tai, kad jis neleidžia nelygiam srovės tekėjimui, kuris dažnai sukelia ankstyvą baterijų gedimą. Pavyzdžiui, dažnai naudojama konfigūracija 4S4P reiškia keturias po keturias baterijas sujungtas eilėmis. Tai užtikrina pageidaujamus 48 voltus ir keturis kartus padidina bendrą talpą. Ypač svarbu užtikrinti, kad srovė per visas lygiagrečias grandines tekėtų tolygiai. Dauguma patyrusių technikų žino, kad skirtumus išlaikyti žemiau 5 % reikia atidžiai suplanuoti magistralių išdėstymą ir tiksliai parinkti elementus. Šiuos rezultatus nuolat patvirtina šiluminės matavimo bandymų, atliktų tikrovės pramonės objektuose, duomenys.
Tiems, kurie valdo Tier III ar IV objektus, siekiant 99,995 % veikimo laiko, N+1 dubliavimas yra ne tik pageidautinas, bet būtinas. Kai vienas modulis išjungiamas, operacijos tęsiamos be jokių sutrikimų. Modulinis požiūris turi šiuos modernius jungiklius su jungikliais, kurie per pusę sekundės gali atjungti defektines dalis. Kalbant apie augimą, šios sistemos sukurtos lengvai keičiamai talpai dėka standartinių stovų sąsajų. Objektai gali palaipsniui didinti pajėgumus, pridedami po 5 kWh kaip reikia. Taip pat nereikia jokio sudėtingo perdavimo. Įmonės praneša sutaupiusią apie 60 % naujinimo išlaidų, pereidamos nuo senoviškų monolitinių sistemų. Naujausi 2023 metų tyrimai tai patvirtina, parodydami, kiek pinigų ilgainiui sutaupoma naudojant tokį lankstų infrastruktūros sprendimą.