Un sistema di alimentazione ibrido containerizzato combina lo stoccaggio delle batterie, l'integrazione del generatore e le apparecchiature di conversione dell'energia all'interno di un contenitore standard per container. Questa configurazione fornisce soluzioni di alimentazione chiavi in mano per siti remoti, progetti di costruzione e applicazioni di risposta alle emergenze. Injet HanCang progetta e produce sistemi di alimentazione ibridi containerizzati che riducono il consumo di carburante e migliorano la qualità dell'energia rispetto alle soluzioni basate sul solo generatore. Questo articolo presenta l'architettura del sistema, i dati sulle prestazioni e gli esempi di applicazioni delle unità distribuite.
Un sistema di alimentazione ibrido containerizzato integra quattro componenti principali all'interno di un unico involucro. Il primo componente è il banco batterie, tipicamente celle al litio ferro fosfato disposte in moduli per facilitare la manutenzione. Il secondo componente è il sistema di conversione della potenza, comprendente inverter bidirezionali che gestiscono il flusso di potenza tra batteria, generatore e carico. Il terzo componente è l'interfaccia del generatore, che può includere un generatore integrato o un punto di connessione per un generatore esterno. Il quarto componente è il sistema di controllo, che monitora il carico, lo stato di carica della batteria e lo stato del generatore per ottimizzare il funzionamento. I sistemi di alimentazione ibridi containerizzati Injet HanCang utilizzano un'architettura bus CC comune. La batteria si collega al bus CC tramite un convertitore CC-CC che adatta la tensione della batteria alla tensione del bus. Il generatore si collega tramite un raddrizzatore. L'inverter collega il bus CC al carico CA.
Questa architettura consente a qualsiasi fonte di fornire energia al carico o di ricaricare la batteria. Il controller gestisce queste interazioni in base a una logica programmabile. L'intero assieme può essere contenuto in un container ISO da venti o quaranta piedi. Il design containerizzato offre numerosi vantaggi pratici. Il sistema arriva in cantiere come una singola unità, riducendo i tempi di installazione. Il contenitore fornisce protezione ambientale da polvere, pioggia e temperature estreme. Il sistema può essere spostato mediante attrezzature logistiche standard. Injet HanCang ha implementato sistemi di alimentazione ibridi containerizzati in operazioni minerarie, siti di telecomunicazioni e scenari di ripristino di emergenza.
Injet HanCang ha raccolto dati sulle prestazioni da sistemi di alimentazione ibridi containerizzati distribuiti su più siti. La tabella seguente mostra i dati di tre installazioni rappresentative. Parametro Sito minerario Sito di telecomunicazioni Sito di costruzione Capacità del sistema 1000 kilowattora 300 kilowattora 500 kilowattora Potenza del generatore 300 kilowatt 100 kilowatt 150 kilowatt Carico medio 150 kilowatt 40 kilowatt 80 kilowatt Autonomia giornaliera del generatore 4,2 ore 2,8 ore 3,5 ore Consumo di carburante giornaliero 120 litri 35 litri 60 litri Carburante solo per generatore riferimento 320 litri al giorno 90 litri al giorno 170 litri al giorno Riduzione del carburante 62% 61% 65% Tempo di attività del sistema 99,4% 99,6% 99,2% I dati sulla riduzione del carburante dimostrano che un sistema di alimentazione ibrido containerizzato riduce significativamente il consumo di diesel rispetto al funzionamento con solo generatore. Il sito minerario ha ridotto il consumo giornaliero di carburante da trecentoventi litri a centoventi litri, risparmiando duecento litri al giorno. Ai prezzi attuali del gasolio ciò rappresenta un risparmio annuo di circa sessantamila dollari.
La progettazione di un sistema energetico ibrido containerizzato richiede di affrontare diverse sfide tecniche che differiscono dalle installazioni fisse. La prima sfida è la gestione termica all’interno dello spazio chiuso. I generatori producono calore significativo durante il funzionamento e le batterie richiedono il controllo della temperatura per prestazioni ottimali. I sistemi di alimentazione ibridi containerizzati Injet HanCang utilizzano zone di raffreddamento separate. Il vano generatore utilizza una ventilazione ad aria forzata con alette di aspirazione e ventilatori di scarico. Il vano batteria utilizza il raffreddamento a liquido con un'unità refrigeratore. Il divisore tra gli scomparti è dotato di isolamento termico per evitare il trasferimento di calore. Questo approccio suddiviso in zone mantiene la temperatura della batteria al di sotto dei trentacinque gradi Celsius anche quando il vano del generatore raggiunge i sessanta gradi. Il secondo approfondimento tecnico riguarda l’isolamento dalle vibrazioni. I container di spedizione sono soggetti a vibrazioni durante il trasporto e il funzionamento del generatore trasmette le vibrazioni alla struttura del container.
Injet HanCang monta il generatore su isolatori a molla con una frequenza naturale inferiore ai quindici hertz. I supporti delle batterie sono montati su cuscinetti in gomma che attenuano le vibrazioni ad alta frequenza. Le misurazioni delle vibrazioni sui sistemi trasportati mostrano accelerazioni di picco ridotte da due g a zero virgola tre g ai terminali della batteria. Il terzo approfondimento riguarda l'accesso per la manutenzione. Un sistema di alimentazione ibrido containerizzato deve consentire l'accesso al servizio a tutti i componenti senza rimuovere il sistema dal servizio. Injet HanCang progetta il container con corridoi di servizio. I moduli batteria scorrono su binari per la sostituzione. Il generatore ha pannelli di accesso su tre lati. L'elettronica di potenza è montata su rack oscillanti. Le attività di manutenzione possono essere eseguite con il sistema online perché tutti i componenti critici hanno connessioni ridondanti.
I sistemi di alimentazione ibridi containerizzati servono più categorie di applicazioni. La prima categoria riguarda le operazioni di mining remote in cui l’energia elettrica di rete non è disponibile. Questi siti hanno elevate richieste di energia e flotte di generatori esistenti. Un sistema di alimentazione ibrido containerizzato riduce il consumo di carburante e le ore di funzionamento del generatore, estendendo gli intervalli di revisione del generatore. La seconda categoria riguarda i cantieri in cui i requisiti energetici cambiano man mano che il progetto avanza. Il sistema containerizzato può essere trasferito man mano che il sito si sviluppa. La terza categoria è l'energia temporanea per eventi o risposta alle emergenze. T
Il sistema arriva su un camion a pianale e fornisce energia entro poche ore dalla consegna. Injet HanCang ha anche fornito sistemi di alimentazione ibridi containerizzati per le comunità insulari. Questi sistemi funzionano in parallelo con il solare fotovoltaico. La batteria immagazzina l'energia solare durante il giorno e fornisce energia durante la notte. Il generatore si avvia solo durante periodi nuvolosi prolungati. I dati provenienti da un’installazione su un’isola nel sud-est asiatico mostrano un’autonomia del generatore di sole due ore al giorno durante la stagione secca e di cinque ore al giorno durante la stagione dei monsoni. Il sistema fornisce energia continua a un villaggio di duecento famiglie.
La motivazione economica per un sistema di alimentazione ibrido containerizzato dipende dai prezzi del carburante, dai costi di manutenzione del generatore e dal costo del sistema stesso. Injet HanCang ha sviluppato un modello economico basato su un sistema da cinquecento kilowattora con un generatore da centocinquanta kilowatt. Il modello presuppone che il carburante diesel venga a un dollaro al litro, la manutenzione del generatore a dieci centesimi al kilowattora e un costo del sistema di trecentomila dollari.
Il sistema ibrido containerizzato riduce l’autonomia del generatore da ventiquattro ore al giorno a sei ore al giorno per un sito con un carico medio di cento kilowatt. Il risparmio annuo di carburante è di diciottomila litri, valutato in diciottomila dollari. La riduzione nella manutenzione del generatore è di quattordicimila dollari all'anno. Il risparmio operativo annuo totale è di trentaduemila dollari. Il periodo di rimborso è di nove virgola quattro anni. Per i siti con costi del carburante più elevati o costi di sistema inferiori, il periodo di ammortamento è più breve. Injet HanCang offre opzioni di finanziamento che allineano i pagamenti ai risparmi operativi.
Injet HanCang fornisce sistemi di alimentazione ibridi containerizzati standard entro otto settimane dalla conferma dell'ordine. I sistemi personalizzati richiedono da dodici a sedici settimane a seconda della complessità della configurazione.
Sì, il sistema può funzionare in modalità solo batteria per applicazioni con profili di carico giornaliero prevedibili. Il generatore è opzionale per siti con rete affidabile o fonti rinnovabili.
Il contenitore richiede una superficie piana e livellata con dimensioni maggiori di almeno un metro rispetto al contenitore su tutti i lati. La fondazione deve sostenere il peso del container, che varia da sei a diciotto tonnellate a seconda delle dimensioni del sistema.
I sistemi di alimentazione ibridi containerizzati Injet HanCang utilizzano sistemi di raffreddamento separati per i compartimenti della batteria e del generatore. La batteria utilizza il raffreddamento a liquido con un refrigeratore. Il generatore utilizza la ventilazione ad aria forzata. Entrambi i sistemi funzionano automaticamente in base ai sensori di temperatura.
Il generatore richiede il cambio dell'olio e del filtro ogni cinquecento ore di funzionamento. La batteria richiede un test annuale della capacità. Il sistema di raffreddamento richiede la pulizia del filtro ogni tre mesi. Il controller riceve gli aggiornamenti software ogni anno.
I sistemi di alimentazione ibridi containerizzati Injet HanCang forniscono soluzioni di alimentazione chiavi in mano con un risparmio di carburante documentato dal sessanta al sessantacinque per cento rispetto al funzionamento con solo generatore. L'architettura containerizzata semplifica il trasporto, l'installazione e il trasferimento. Nel progetto standard sono stati incorporati approfondimenti tecnici riguardanti la gestione termica, l'isolamento dalle vibrazioni e l'accesso per la manutenzione. Le applicazioni includono l'industria mineraria, l'edilizia, le telecomunicazioni e le comunità insulari. L'analisi economica mostra periodi di ammortamento tipici da otto a dieci anni a seconda dei costi del carburante. I potenziali clienti possono richiedere una proposta specifica per il sito a Injet HanCang.