Модульность …
Технология — что лучше для СНЭЭ?
Технические характеристики EnerOne
ОТЛИЧИЯ СНЭЭ от электрогенерирующих установок на базе поршневых двигателей и газовых турбин..

Архитектура

Ячейка LFP Аккумуляторный модуль Система EnerOne

Ячейка LFP с ёмкостью 280 Aч.
Аккумуляторный модуль со встроенным системой жидкостным охлаждением состоит из ячеек LFP, компонентов блока управления, переключателя MSD, индивидуального предохранителя 250 кА, совместимого с стойками в EnerOne, разъединителя, быстроразъёмной вилки (MSD Switch, Customized 250kA FUSE compatible with multi rack, Isolation Switch, Fast Plug).
Система EnerOne состоит из 8 аккумуляторных модулей, одного блока управления, чиллера системы жидкостного охлаждения, противопожарной защиты и силовой электроники.

Комплексное тестирование и сертификация модуля аккумуляторного с жидкостным охлаждением
СНЭЭ компонуется из следующих модулей: нескольких аккумуляторных шкафов EnerOne, шкафа подключения, шкафа управления, одного или нескольких инверторов, трансформаторов, кабельных систем.

Типовая компоновка (12 аккумуляторных шкафов без инвертора и трансформатора)

Технология:

Литий-железо-фосфатные батареи против литий-ионных — что лучше использовать в СНЭЭ?

Литий-ионные батареи уже давно стали стандартом для многих электронных устройств, от смартфонов до электромобилей. Литий-ионный аккумулятор состоит из электродов: анода, выполненного на медной фольге и катода — на алюминиевой фольге. Электроды разделяет пористый сепаратор, осуществляющий функцию проводника. Он сделан из полипропилена и пропитан электролитом. Электроды помещены в герметичный корпус и присоединены к клеммам — токосъёмникам.

Литий-ионные аккумуляторы по аккумуляторным технологиям различаются типом используемого катодного материала и как следствие химией процессов зарядки-разрядки:

Литий-кобальтовые элементы (LiCoO2)
Литий-марганцевые элементы (LiMn2O4)
Литий-железо-фосфатные элементы (LiFePO4)
Литий-титанатные элементы (Li4Ti5O12)

Однако в последние годы технология литий-железо-фосфатные LiFePO4 батареи (обозначаются аббревиатурой LFP) начинают привлекать все больше внимания, особенно в области энергетики.

На сегодняшний день литий-железо-фосфатные батареи являются одной из самых быстро набирающих популярность аккумуляторной технологией именно благодаря привлекательному соотношению цены и качества.

LFP аккумуляторы отличаются от литий-ионных тем, что в них используются железо-фосфатная катодная материя и карбонатный электролит. Это позволяет иметь ряд преимуществ в сравнении с другими литий-ионными батареями.

Одним из видимых отличий, является вес и размер. LFP аккумуляторы, в среднем, на 15-20% больше и тяжелее литий-ионных, но преимущество в виде увеличенного количества циклов зарядки-разрядки является определяющим.

LFP аккумуляторы являются одними из самых перспективных и надёжных на сегодняшний день и могут быть использованы для широкого ряда применений.

Обратите внимание, что характеристики у различных типов химий могут значительно отличаться в зависимости от производителя и точно указаны в технических паспортах (datasheet) от производителя. В статье даны усреднённые значения.

Технология LiFePO4 (ячейки LFP) имеют следующие преимущества:

Безопасность: Термическая и химическая стабильность у литий-ферро-форфатных ячеек существенно выше, поэтому они являются более безопасными по сравнению с другими типами литий-ионных батарей. Они менее поддаются перегреву. В тяжёлых условиях эксплуатации ячейки не выделяют газ, не возгораются и не взрываются. В нашем случае используется трёхуровневая модульная архитектура, в которой Батарейная система наружного применения «EnerOne» содержит 8 аккумуляторных модулей. В свою очередь каждый аккумуляторный модуль состоит из 52 LFP ячеек и оснащён жидкостным охлаждением, системой управления ячейками и необходимыми датчиками. Батарейная система наружного применения «EnerOne» соответствует уровню защиты IP 66 для работы в любых климатических условиях при рабочей температуре от -30°C до +50°C и обеспечивает диагностику, безопасность работы, точный температурный контроль, сбалансированный заряд и разряд всех 96 ячеек LFP.
Долговечность: ячейки LFP способны проработать 8000 -10000 циклов зарядки/разрядки. Это примерно в два раза лучше, чем литиймарганцевые аккумуляторы и на 25 – 30% больше чем литий полимерные.
Эффективность: ячейки LFP имеют высокую энергетическую эффективность, что означает, что они могут сохранять больше энергии на единицу массы и объёма по сравнению с другими типами батарей.
Стабильность напряжения разряда: ячейки LFP обеспечивают более постоянное напряжение в процессе разряда, и по этому критерию являются лучшими из аккумуляторов Li-ion. Например, если сравнивать два наполовину разряженных аккумулятора разных типов химии, то на LFP мощность сравнима с полностью заряженным, так как напряжение в процессе разряда падает в наименьшей степени.
Быстрая зарядка: ячейки LFP могут заряжаться быстрее, чем батареи других типов. Они могут быть заряжены до 80% ёмкости за 30 минут, что делает их более полезными для использования в автономных системах электроснабжения. В нашем случае приоритетом является долговечность, поэтому оборудование сконфигурировано на время полного 100% заряда накопителя за 2 часа при долговечности 7300 циклов зарядки/разрядки с потерей ёмкости около 18-23% за 10 лет.
Надёжность: ячейки LFP не требуют обслуживания
Низкий уровень саморазряда: ячейки LFP имеют низкий уровень саморазряда, а это означает, что они могут сохранять заряд без потери концентрации, это позволяет им производить больше энергии на каждый цикл зарядки. В нашем случае накопитель заряжается ежедневно по два раза, поэтому
Экологическая безопасность: В изготовлении ячеек LFP не используют такие металлы, как кадмий, свинец и ртуть, которые могут быть вредны для окружающей среды. Они также могут быть переработаны и повторно использованы, что делает их более экологически безопасными по сравнению с другими типами батарей.
Промежуточная подзарядка может производиться в перерывах, не вызывая “эффекта памяти”, что позволяет использовать технику штатно несколько раз в сутки без последствий, особенно в случае аварий во внешней сети.

Система EnerOne

Батарейная система наружного применения с жидкостным охлаждением EnerOne.

Технические характеристики

Общие данные

ТИП БАТАРЕЙНОЙ ЯЧЕЙКИ	LFP — литий-железо-фосфат
НОМИНАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ	1331,2 В
НОМИНАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ	372,7 кВтч
ОХЛАЖДЕНИЕ	Тепловое управление с жидкостным охлаждением
ПРОТИВОПОЖАРНАЯ ЗАЩИТА	Включая датчик дыма, датчик тепла и аэрозоль
ПРОТОКОЛ СВЯЗИ	МОЖНО
КОНТРОЛЬ	BMS (система управления батареями)
НОМИНАЛЬНАЯ СКОРОСТЬ C (ЗАРЯД / РАЗРЯД)	Вариант 0,5 С или 1 С
ВЕС ТОВАРОВ	3500 кг
РАЗМЕРЫ [ДШВ]	1300 * 1300 * 2280 [мм]

Блок питания управления

ДИАПАЗОН НАПРЯЖЕНИЯ	85-264 В переменного тока

ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕ	36 Вт

Система охлаждения

ДИАПАЗОН НАПРЯЖЕНИЯ	187-264 В переменного тока

МОЩНОСТЬ МАКС.	Нагрев — 2250 Вт / Охлаждение — 1250 Вт
ХЛАДАГЕНТ	50% водный раствор этиленгликоля

Окружающая среда

СТЕПЕНЬ ЗАЩИТЫ	IP66

РАБОЧАЯ ТЕМПЕРАТУРА	от -30°C до +50°C / от -22°F до +122°F
ТЕМПЕРАТУРА ХРАНЕНИЯ	от -40°C до +60°C / от -40°F до +140°F
ВЫСОТА (МАКС.)	2000 м / 6561 фут
ПОКРЫТИЕ — ISO 12994	C5

КОНФИГУРАЦИЯ ПРОДУКТА

Батарейная система наружного применения с жидкостным охлаждением EnerOne соответствует уровню защиты IP 66 для работы в любых климатических условиях.
Система EnerOne состоит из 8 аккумуляторных модулей, одного блока управления, чиллера, противопожарной защиты и силовой электроники.
Встроенная система BMS собирает данные о состоянии с ячейки, модуля и стойки и обменивается информацией с другими компонентами.

ОТЛИЧИЯ СНЭЭ

от электрогенерирующих установок на базе поршневых двигателей (ГПА) и газовых турбин (ГТУ)…

При самом укрупнённом рассмотрении двигатели ГПА и турбины ГТУ имеют существенные конструктивные и эксплуатационные отличия.

Двигатели по принципу своего устройства имеет большие вращающиеся массы: коленчатые и распределительные валы, поршневая группа, маховик, турбины наддува, ротор генератора.

Расходными материалами являются антифриз масло свечи зажигания высоковольтные провода свечей зажигания катушки зажигания, различные прокладки и уплотнения.

Диагностика и ремонт сопряжены с потребностью в высококвалифицированном персонале, способном проводить сложные процедуры поиска неисправностей. Обслуживание ГПА или ГТУ требует периодических остановок, охлаждения и ремонта, порою ощутимость длительных оборудования например капремонт около 6 недель, средний ремонт от 3 до 1 недели, мелкий ремонт измеряется от 1 до нескольких рабочих смен.

Существенные конструктивные и эксплуатационные отличия СНЭЭ.

Оборудование СНЭЭ в основном подлежит лишь периодическому контролю, за исключением батарейных модулей и воздушных фильтров электронных шкафов, которые могут потребовать их замены. Важно, что замена батарейных модулей производится без остановки всей СНЭЭ, как это имеет место в случае с ГПА или ГТУ. В нашем случае может лишь произойти снижение запасенной энергии из-за отказа батарейного модуля, которое с учётом графика нагрузки, не окажет никакого влияния на получаемую заказчиком номинальную мощность особенно в первой половине срока эксплуатации оборудования.

Строительно-монтажные и пусконаладочные работы в случае с ГПА или ГТУ аналогичной мощности в 10-12 раз превышают эти работы для СНЭЭ. Это обусловлено требованиями к фундаментам, весом оборудования и, собственно, различным составом самих работ и сроками их выполнения.

Таким образом, проекты ГПА или ГТУ не являются прямыми аналогами для проектов СНЭЭ, а специфические различия этих систем важно учитывать в экспресс-расчёте СНЭЭ и расчёте повышения эффективности использования топливно-энергетических ресурсов в электрических сетях.

Архитектура СНЭЭ