EN
Brzi linkovi
Све више фабрика прелази на 48V батеријске системе јер они нуде управо праву комбинацију ефикасности, карактеристика сигурности и компатибилности са другом опремом. Када системи раде на 48 волти, потискују мању струју за исти излаз снаге, што значи мање губитака енергије кроз отпор у жицама (сетите се формуле P = I²R са часа физике). Осим тога, ова нижа струја омогућава компанијама да користе тање каблове који су укупно јефтинији. Још једна велика предност је сигурност. На 48 волти, ови системи остају испод границе од 60 волти за Сигурносни Екстра Ниски Напон коју су поставили међународни стандарди попут IEC 61140. То значи да радници не морају да брину о опасним електричним луковима приликом обављања рутинских послова одржавања и често могу да изоставе набавку скупе заштитне опреме. А знајте шта? Ово ниво напона постоји већ дуго времена у стварима попут телефонских мрежа, система аутоматизације фабрика и командних табли свуда око нас. Тако да објекти могу да повежу ове системе на већ постојећу инфраструктуру без огромних трошкова нове жичаре или модификација.
48V стандард значајно олакшава рад са основним компонентама за напајање. Већина данашњих система непрекидног напајања (ИБН) и инвертера заправо долази са уграђеном подршком за 48V DC улаз већ у основној конфигурацији. То значи да се батерије могу прикључити директно, без претварања из једносмерне у наизменичну струју или из једне једносмерне у другу једносмерну, што заузима доста енергије. Занимљиво је и то што ово добро функционише и у старијим индустријским системима. Многе фабрике и даље покрећу своје мреже сензора, програмабилне логичке контролере (PLC) и разне контролне коле на 48V напајању. Због ове постојеће инфраструктуре, прелазак на литијумске 48V батерије је брз, представља минимални ризик по рад система и не захтева велика капитална улагања.
Тачна процена индустријских потреба у електричној енергији чини основу поузданог дизајна 48V батеријског резервног система. Овај процес идентификује кључне системе који захтевају заштиту и квантификује њихову потрошњу енергије како би се спречио застој.
Започните тако што ћете направити потпун списак свега у објекту, а затим измерити колико струје сваки елемент заправо користи. Кламп-амперметри су одлични за ову врсту посла, иако неки људи преферирају системе подређеног мерења код већих инсталација. Док пролазите кроз списак, прво се фокусирајте на ствари које морају стално да раде. Ствари попут контролера процеса, оних сигурносних прекидача који заустављају машине ако дође до нешто нереда и све опреме за мреже која одржава повезаност операција дефинитивно имају приоритет. Остала опрема? Осветљење у канцеларијским просторијама, додатне јединице за грејање или хлађење које нису директно повезане са производним процесима — оне се обично могу одложити или чак привремено искључити без већих последица. Обавезно бележите редовне бројке потрошње, али пазите и на нагле скокове у потражњи за енергијом. Мотори и велики компресори познати су по томе што у тренутку покретања повуку чак три пута више нормалне струје, па је важно тачно знати шта се дешава у тим тренуцима покретања.
| Vrsta opreme | Snaga napajanja | Критичност |
|---|---|---|
| Системи управљања процесима | 300–800 W | Visok |
| Сервери и мрежна опрема | 500–1500 W | Visok |
| HVAC компресори | 2000–5000 W | Srednji |
| Осветљење објекта | 100–300 W | Nizak |
Савремени алати за предиктивно моделовање смањују грешке у димензионисању за 39% у односу на ручне прорачуне, када се комбинују са историјским подацима о оптерећењу. Израчунајте укупно дневно потрошено kWh множењем просечне ватаже са бројем радних сати, а затим додајте маргину од 25% због старења опреме и будућег проширења.
Већина индустријских објеката данас придржава стандардне класификације доступности. Инсталације Трећег нивоа (Tier III) захтевају просечну доступност од око 99,982%, док објекти Другог нивоа (Tier II) теже ка приближно 99,741%. Када се посматрају циклуси рада опреме, постоји велика разлика између сталних оптерећења као што су SCADA системи и машина које често стартују и заустављају током периода рада. За примене од највећег значаја, многе спецификације захтевају такозвану N+1 конфигурацију редунданције. Ово у основи значи имати резервни капацитет напајања који прелази максималне захтеве за један цео додатни модул. Међутим, важне су и еколошке околности. Перформансе литијум-јонских батерија значајно опадају када температуре падну испод нормалних радних услова. На тачки смрзавања (0 степени Целзијуса), ове батерије обично обезбеђују само око 15 до 20 процената своје номиналне капацитивности у односу на онај који могу обезбедити на стандардној референтној температури од 25 степени Целзијуса.
Dobijanje odgovarajuće veličine za 48V baterijski sistem počinje određivanjem koliko kilovatčasova (kWh) nam je potrebno. Osnovni proračun izgleda otprilike ovako: Uzmite kritično opterećenje u kilovatima i pomnožite ga sa vremenom koliko želite rezervno napajanje. Zatim podelite taj broj sa dve stvari – prvo, sa procentom dubine pražnjenja, i drugo, sa faktorom efikasnosti sistema. Većina litijum-baterija može podneti dubinu pražnjenja od oko 80 do 90%, što je skoro dvostruko više u odnosu na olovne akumulatore koji imaju oko 50%. Recimo da neko treba 10 kW snage tokom četiri sata, sa dubinom pražnjenja od 80% i sistemom efikasnosti od 95%. Izvođenje proračuna daje približno 52,6 kWh koje su potrebne. Da bismo to pretvorili u amperčasove za naš 48V sistem, samo pomnožimo kWh sa 1000, a zatim podelimo sa 48 volti. To iznosi približno 1.096 amperčasova. Korišćenje ove metode pomaže da se izbegne kupovina premale baterije, istovremeno zadržavajući troškove razumnom razinom tokom vremena i osiguravajući dobar rad sistema od samog početka.
Када желимо да продужимо резервно напајање на више од једног дана, у суштини помножимо нашу обичну дневну потрошњу са бројем дана колико нам треба да траје. Погледајмо пример: ако објекат потроши око 120 киловат-сати дневно и жели три пунa данa аутономије, уз одржавање дубине испражњености од 80%, прорачун изгледа овако. Узмемо 120 kWh пута три дана, што је 360, па поделимо са 0,8 због захтева од 80%, чиме добијамо отприлике 450 kWh који су потребни. Међутим, нико не ради у савршеним условима. Само хладно време може смањити капацитет батерије за око 20% када температуре падну испод тачке смрзавања. Литијумске батерије губе ефикасност са временом, отприлике по 3% сваке године. А кад год постоје нагла велика оптерећења струјом, систем доживљава падове напона који чине стварно корисан капацитет још нижим него што се очекивало. Због тога, већина инжењера дода додатних 25 до 30% само да би били сигурни. То повећава нашу првобитну процену са 450 на неких око 562 kWh укупног капацитета, осигуравајући да ствари и даље правилно функционишу чак и када настану непредвиђени проблеми током дуготрајних прекида струје.
Резервни системи у индустријским условима обично користе серијско-паралелне конфигурације како би одржали стабилних 48V излазних напона, чак и када се промене оптерећења. Када су батерије везане у низ, достигне се потребни ниво напона. Повезивањем у паралелу повећава се укупни капацитет (мерен у Ah), тако да систем може дуже радити током прекида струје. Велика предност ове конфигурације је да спречава неравномерну струју која често доводи до превременог квара батерија. Узмимо, на пример, уобичајену конфигурацију познату као 4S4P, што значи четири групе од по четири батерије повезане заједно. Ово нам омогућава жељених 48 волти, а укупни капацитет се помножи четири пута. Оно што је заиста важно је осигурати равномерну расподелу струје кроз све те паралелне везе. Већина искуствених техничара зна да одржавање разлика испод око 5% захтева пажљиво планирање шинских развода и прецизно упаривање ћелија. Тестови термалним сликањем, спроведени на стварним индустријским локацијама, стално потврђују ове резултате.
Za one koji rade u objektima treće ili četvrte klase i teže ka tom idealnom nivou od 99,995% vremena rada, N+1 rezervisanje nije samo poželjno već apsolutno neophodno. Kada jedan modul prestane sa radom, operacije nastavljaju bez ikakvih prekida. Modulski pristup poseduje napredne osigurače sa spojenim prekidačima koji mogu isključiti neispravne delove za manje od pola sekunde. Što se tiče proširenja, ovi sistemi su projektovani tako da se lako proširuju zahvaljujući standardnim interfejsima za postavljanje u ormare. Objekti mogu postepeno povećavati kapacitet, dodajući po 5 kWh po potrebi. Pri tome nije potrebno nikakvo komplikovano prebacivanje kablova. Kompanije prijavljuju uštedu od oko 60% na nadogradnjama prilikom prelaska sa tradicionalnih monolitnih sistema. Nedavne studije iz 2023. godine potvrđuju ovo, pokazujući koliko se novca uštedi tokom vremena korišćenjem ove vrste fleksibilne infrastrukture.