Bessify on projekteerinud kogu süsteemi: kuidas akuelemendid on paigutatud, jahutatud, mõõdetud ja kaitstud, kuidas toimub jõumuundamine ja kuidas juhtimine töötab. Sama 6 MWh energiasektsioon on aluseks kõigile kolmele konfiguratsioonile. Neli, kaks või üks Bessify 750 kVA inverterit tagavad vastavalt kahe, nelja või kaheksa tunni salvestusaja. Projekt on valmis ning energia-, jõu- ja soojussektsiooni komponendid on olemas. 6 MWh energiasektsioon on ehitatud ning ehitusprotsessi ja kontrolle dokumenteeritakse korratava tootmise jaoks.
Ühest moodulist koosnev energiasektsiooni arhitektuur koondab akuelemendid, soojusvahetid, kokkusurumise ja andurid ühtseks kooskõlastatud lahenduseks. See vähendab elektroonika dubleerimist kogu süsteemis. Jõumuundamine ja soojustehnika paiknevad eraldi sektsioonides, millel on energiasektsiooniga kindlaksmääratud ühendused.
01 · Jõusektsioon
Siin paiknevad inverterid, lülitus- ja eraldusseadmed, akuhaldus, temperatuuri- ja nihkeandurite elektroonika, kaitseseadmed ning servaarvuti.
02 · Energiasektsioon
Teadlikult kitsas ülesanne: hoida liitiumraudfosfaatelemente, soojusvaheteid, siine ja andurielemente kontrollitud soojuslikes, mehaanilistes ja atmosfääritingimustes. Andurite ja kaitse elektroonika jääb jõusektsiooni.
03 · Soojussektsioon
Jahutus-, õhuvoolu-, lämmastikuvarustus- ja gaasihaldusseadmed paiknevad salvestatud energiast eemal ning on eraldi funktsioonina hooldatavad.
Füüsiliselt eraldatud, et piirata teid, mida mööda rike saab levida.
Selle eraldatuse kujundas gaasipõhine soojusjuhtimine. Soojus liigub akuelementide külgpindadelt elementidevahelistesse soojusvahetitesse ja ringlevasse gaasi ning konditsioneerimise tagab soojussektsioon. Andurite signaalid jõuavad jõusektsioonis asuva kaitse elektroonikani. Et arhitektuur mahuks nõutavale põhipinnale, ehitasime süsteemi kõrgemaks.
Funktsionaalne eraldamine eemaldab akuelementide kõrvalt välditavad elektri- ja soojusallikad ning loob kindlad piirid tuvastamiseks, isoleerimiseks, sekkumiseks ja leviku piiramiseks.
Rike saab harva alguse akuelemendist. Electric Power Research Institute’i (EPRI), Pacific Northwest National Laboratory ja TWAICE 2024. aasta analüüsis uuriti EPRI intsidentide andmebaasis olevaid võrgumastaabis akusüsteemide rikkeid, mille algpõhjust oli võimalik kindlaks teha.
Allikas · EPRI, PNNL ja TWAICE, Insights from EPRI’s Battery Energy Storage Systems (BESS) Failure Incident Database: Analysis of Failure Root Cause, valge raamat 3002030360, 15. mai 2024.
Seetõttu on Bessify energiasektsioonis akuelemendid, kuid mitte ühtegi võimsust lülitavat seadet.
Akuelementide kõrval ei ole invertereid, jõuelektroonikat ega juhtarvuteid. Neil süsteemidel on oma sektsioonid, mis on füüsiliselt eraldatud akuelementidest, mida need muidu võiksid süüdata. Energiasektsiooni jäävad akuelementide juurde ainult andurid, soojusjuhtimine ja kokkusurumine.
Iga akuelement mõõdetakse enne paigaldamist ning element, mis kaotab laengut kiiremini kui teised, tuvastatakse juba vastuvõtukontrolli andmetest, mitte hiljem sektsioonis.
Süsteem teeb 400 elemendirea pingemõõtmist ning mõõdab elementide korpuste, õhuvoolu ja siinide temperatuuri. Jälgitakse ka kokkusurumissüsteemi rõhku, elemendirea nihet ja lämmastikuatmosfääri. Koos näitavad need mõõtmised, kuidas tingimused energiasektsiooni eri osades erinevad ja aja jooksul muutuvad.
Pinget mõõdetakse 400 elemendireas, mis annab hajutatud ülevaate elektrilistest tingimustest kogu energiasektsioonis.
Lämmastikuatmosfääris jälgitakse pidevalt hapniku kontsentratsiooni, mis annab mõõtetulemuse akuelemente ümbritsevate atmosfääritingimuste kohta.
Alumiiniumist soojusvahetid paiknevad naaberelementide suurte külgpindade vahel, pakkudes soojuse eemaldamiseks lühikest ja hajutatud teed.
Kuni 400 kavandatud mõõtepunkti kõigil kümnel tasandil: 300 elementide külgpindade temperatuurigradiendi, 90 õhuvoolu ja 10 siini mõõtepunkti. Lõplikud asukohad ja kanalite arv sõltuvad veel ehitusjärgsest kontrollist.
Aktiivne pneumaatiline kokkusurumine hoiab akuelementide ümber vajalikke mehaanilisi tingimusi. Kokkusurumissüsteemi rõhku ja elemendirea nihet jälgitakse pidevalt, et järgida elementide liikumist nende töötamise ajal.
Pingel, temperatuuril ja nihkel on sõltumatud riistvaralised kaitseahelad. Igaüks neist saab käivitada inverteri seiskamise, ootamata servaarvutit, pilvesidet või kõrgema taseme analüüsi. Samad mõõtesüsteemid annavad andmeid ka järelevalveks, andmete registreerimiseks ja valikuliseks andmetöötluseks.
Akuhalduse, temperatuuri- ja nihkekaitse elektroonika paikneb jõusektsioonis. Nende otsesed seiskamisahelad jäävad kliendi tarkvarast ja analüütikast sõltumatuks.
Servaarvuti on kohalik andmeplatvorm. Core haldab süsteemi ja ohutusoleku järelevalvet, kuva, andmete registreerimist ja sidet. Ennustav analüüs ja optimeerimine jäävad sellest baasrollist välja.
Kindlaksmääratud liidesed toetavad kliendi valitud analüütikat, optimeerimist ja energiahaldust. Bessify Intelligence on valikuline arvutusteenus. Need liidesed ei võimalda riistvaralist kaitsekihti muuta.
Bessify praegune garantiipakkumine eeldab, et Core jääb kasutusse. Tarkvaratuge, valikulisi teenuseid ja garantiitingimusi käsitletakse füüsilise süsteemi tehnilisest kirjeldusest eraldi.
Üks füüsiline energiasektsiooni arhitektuur toetab kolme vahelduvvooluvõimsuse konfiguratsiooni.
| Kasutatav energia | 6,0 MWh kasutatavat vahelduvvooluenergiat (neto) süsteemi 690 V väljundklemmidel kasutusea alguses |
|---|---|
| Keemia | Liitiumraudfosfaat, prismaatilised akuelemendid |
| Konfiguratsioonid | 3 MW / 2 h · 1,5 MW / 4 h · 750 kW / 8 h |
| Jõumuundamine | Bessify 750 kVA moodulinverterid |
| Täistsükli kasutegur | Mõõdetakse süsteemi 690 V vahelduvvooluklemmidel, arvestades omatarbimist, kindlaksmääratud välistemperatuuril. Näitaja avaldatakse pärast mõõtmist. |
| Füüsiline arhitektuur | Jõu-, energia- ja soojussektsioon |
| Soojusarhitektuur | Külmaagensil põhinev konditsioneerimine, juhitud suletud ringiga õhuvool, elementide külgpindadel paiknevad soojusvahetid |
| Mehaaniline juhtimine | Aktiivne pneumaatiline kokkusurumine koos rõhu ja elemendirea nihke pideva jälgimisega |
| Atmosfäär | Lämmastikuga inertiseeritud energiasektsioon, hapnikusisalduse pidev jälgimine ja automaatne lämmastiku lisamine |
| Gaasihaldus | Juhitud ühesuunaline väljalasketee; välisõhku energiasektsiooni ei imeta |
| Leviku tõkestamine | Mitmekihiline arhitektuur, sh TRPPS 1: soojussüsteemi gaasihalduse (Gas Management) režiim ja elementidevaheliste soojusvahetite (HX) jahutus |
| Sekkumine | TRPPS 2: sõltumatult käivituv veeuputus ja järkjärguline üleujutamine seadistatud rakendumistingimuse korral; võimalus kustutusvee kinnipidamiseks |
| Kaitse elektroonika | Akuhaldus-, temperatuuri- ja nihkesüsteemid jõusektsioonis, igaühel sõltumatu riistvaraline sisend ja väljund seiskamiskäsu andmiseks |
| Tootmine | Disain, projekteerimine ja ehitus: Bessify, Eesti |
Tehnilised andmed kirjeldavad praeguseid projekteerimisaluseid ning vajavad veel insenertehnilist kontrolli ja sertifitseerimist.