Контейнерная гибридная энергосистема сочетает в себе аккумуляторную батарею, интеграцию генератора и оборудование для преобразования энергии в стандартном корпусе морского контейнера. Эта конфигурация обеспечивает готовые решения по электропитанию для удаленных объектов, строительных проектов и приложений реагирования на чрезвычайные ситуации. Injet HanCang разрабатывает и производит контейнерные гибридные энергосистемы, которые снижают расход топлива и улучшают качество электроэнергии по сравнению с решениями, использующими только генераторы. В этой статье представлены архитектура системы, данные о производительности и примеры приложений из развернутых устройств.
Контейнерная гибридная система питания объединяет четыре основных компонента в одном корпусе. Первым компонентом является аккумуляторная батарея, обычно литий-железо-фосфатные элементы, расположенные в модулях для удобства обслуживания. Второй компонент — это система преобразования энергии, включающая двунаправленные инверторы, которые управляют потоком энергии между батареей, генератором и нагрузкой. Третий компонент — интерфейс генератора, который может включать в себя встроенный генератор или точку подключения внешнего генератора. Четвертый компонент — это система управления, которая контролирует нагрузку, уровень заряда аккумулятора и состояние генератора для оптимизации работы. Контейнерные гибридные энергосистемы Injet HanCang используют общую архитектуру шины постоянного тока. Аккумулятор подключается к шине постоянного тока через преобразователь постоянного тока, который согласовывает напряжение аккумулятора с напряжением шины. Генератор подключается через выпрямитель. Инвертор подключает шину постоянного тока к нагрузке переменного тока.
Такая архитектура позволяет любому источнику подавать питание на нагрузку или подзаряжать батарею. Контроллер управляет этими взаимодействиями на основе программируемой логики. Вся сборка помещается в двадцатифутовый или сорокафутовый транспортный контейнер ISO. Контейнерная конструкция обеспечивает несколько практических преимуществ. Система доставляется на объект как единое целое, что сокращает время установки. Контейнер обеспечивает защиту окружающей среды от пыли, дождя и перепадов температур. Систему можно перемещать с помощью стандартного логистического оборудования. Injet HanCang развернула контейнерные гибридные энергосистемы на горнодобывающих предприятиях, телекоммуникационных объектах и в сценариях аварийного восстановления.
Injet HanCang собрала данные о производительности контейнерных гибридных энергосистем, развернутых на нескольких объектах. В таблице ниже показаны данные трех репрезентативных установок. Параметр Горнодобывающая площадка Телекоммуникационная площадка Строительная площадка Мощность системы 1000 киловатт-часов 300 киловатт-часов 500 киловатт-часов Мощность генератора 300 киловатт 100 киловатт 150 киловатт Средняя нагрузка 150 киловатт 40 киловатт 80 киловатт Суточное время работы генератора 4,2 часа 2,8 часа 3,5 часа Расход топлива в день 120 литров 35 литров 60 литров Базовый уровень топлива только для генератора 320 литров в день 90 литров в день 170 литров в день Сокращение расхода топлива 62 процента 61 процент 65 процентов Время безотказной работы системы 99,4 процента 99,6 процента 99,2 процента Данные по снижению расхода топлива показывают, что контейнерная гибридная энергосистема значительно снижает расход дизельного топлива по сравнению с работой только генератора. На горнодобывающем участке снизился ежедневный расход топлива с трехсот двадцати литров до ста двадцати литров, что позволило сэкономить двести литров в день. При нынешних ценах на дизельное топливо это означает ежегодную экономию примерно в шестьдесят тысяч долларов.
Проектирование контейнерной гибридной энергосистемы требует решения ряда технических проблем, которые отличаются от стационарных установок. Первой проблемой является управление температурным режимом в замкнутом пространстве. Генераторы выделяют значительное количество тепла во время работы, а батареи требуют контроля температуры для оптимальной работы. Контейнерные гибридные энергосистемы Injet HanCang используют отдельные зоны охлаждения. В генераторном отсеке используется принудительная вентиляция с приточными жалюзи и вытяжными вентиляторами. В аккумуляторном отсеке используется жидкостное охлаждение с помощью чиллера. Перегородка между отсеками имеет теплоизоляцию для предотвращения теплопередачи. Такой зональный подход поддерживает температуру аккумуляторной батареи ниже тридцати пяти градусов по Цельсию, даже когда в генераторном отсеке температура достигает шестидесяти градусов. Вторая техническая идея связана с виброизоляцией. Транспортные контейнеры испытывают вибрацию во время транспортировки, а работа генератора передает вибрацию на конструкцию контейнера.
Генератор Injet HanCang монтируется на пружинных изоляторах с собственной частотой ниже пятнадцати герц. Стойки аккумуляторов установлены на резиновых подушках, гасящих высокочастотную вибрацию. Измерения вибрации на транспортируемых системах показывают, что пиковые ускорения на клеммах аккумулятора снизились с двух g до нуля целых трех g. Третье понимание касается доступа для обслуживания. Контейнерная гибридная энергосистема должна обеспечивать доступ для обслуживания ко всем компонентам без вывода системы из эксплуатации. Injet HanCang проектирует контейнер с служебными коридорами. Батарейные модули выдвигаются по направляющим для замены. Генератор имеет панели доступа с трех сторон. Силовая электроника смонтирована на поворотных стойках. Задачи по техническому обслуживанию можно выполнять в режиме онлайн, поскольку все критически важные компоненты имеют резервные соединения.
Контейнерные гибридные энергосистемы обслуживают несколько категорий приложений. Первая категория — это удаленные операции по добыче полезных ископаемых, когда электроэнергия недоступна. Эти объекты имеют высокие требования к мощности и существующий парк генераторов. Контейнерная гибридная энергосистема снижает расход топлива и время работы генератора, продлевая интервалы между его ремонтом. Вторая категория — это строительные площадки, где требования к электроэнергии меняются по мере реализации проекта. Контейнерную систему можно перемещать по мере развития сайта. Третья категория — это временная мощность для событий или реагирования на чрезвычайные ситуации. Т
Система прибывает на бортовом грузовике и подает электроэнергию в течение нескольких часов после доставки. Injet HanCang также поставила контейнерные гибридные энергосистемы для островных сообществ. Эти системы работают параллельно с солнечными фотоэлектрическими станциями. Батарея накапливает солнечную энергию в течение дня и обеспечивает питание ночью. Генератор запускается только во время длительных пасмурных периодов. Данные островной установки в Юго-Восточной Азии показывают, что время работы генератора составляет всего два часа в день в засушливый сезон и пять часов в день в сезон дождей. Система обеспечивает непрерывным электроснабжением деревни, состоящей из двухсот домохозяйств.
Экономическое обоснование контейнерной гибридной энергосистемы зависит от цен на топливо, затрат на обслуживание генератора и стоимости самой системы. Injet HanCang разработала экономическую модель, основанную на системе мощностью пятьсот киловатт-часов с генератором мощностью сто пятьдесят киловатт. В модели предполагается, что дизельное топливо стоит один доллар за литр, обслуживание генератора — десять центов за киловатт-час, а стоимость системы — триста тысяч долларов.
Контейнерная гибридная система сокращает время работы генератора с двадцати четырех часов в сутки до шести часов в сутки для объекта со средней нагрузкой в сто киловатт. Годовая экономия топлива составляет восемнадцать тысяч литров, что оценивается в восемнадцать тысяч долларов. Сокращение затрат на обслуживание генератора составляет четырнадцать тысяч долларов в год. Общая годовая операционная экономия составляет тридцать две тысячи долларов. Срок окупаемости – девять целых четыре десятых года. Для объектов с более высокими затратами на топливо или более низкими системными затратами период окупаемости короче. Injet HanCang предлагает варианты финансирования, которые позволяют согласовать платежи с операционной экономией.
Injet HanCang поставляет стандартные контейнерные гибридные энергосистемы в течение восьми недель с момента подтверждения заказа. Разработка индивидуальных систем требует от двенадцати до шестнадцати недель в зависимости от сложности конфигурации.
Да, система может работать в режиме только от батареи для приложений с предсказуемыми профилями ежедневной нагрузки. Генератор не является обязательным для объектов с надежной сетью или возобновляемыми источниками энергии.
Для контейнера требуется плоская, ровная поверхность размером как минимум на один метр больше контейнера со всех сторон. Фундамент должен выдерживать вес контейнера, который колеблется от шести до восемнадцати тонн в зависимости от размера системы.
В контейнерных гибридных энергосистемах Injet HanCang используются отдельные системы охлаждения аккумуляторного и генераторного отсеков. В аккумуляторе используется жидкостное охлаждение с помощью чиллера. В генераторе используется принудительная вентиляция. Обе системы работают автоматически на основе датчиков температуры.
Генератор требует замены масла и фильтров каждые пятьсот часов работы. Батарея требует ежегодного тестирования емкости. Система охлаждения требует очистки фильтра каждые три месяца. Контроллер ежегодно получает обновления программного обеспечения.
Контейнерные гибридные энергосистемы Injet HanCang предоставляют готовые решения по энергоснабжению с документально подтвержденной экономией топлива от шестидесяти до шестидесяти пяти процентов по сравнению с работой только от генератора. Контейнерная архитектура упрощает транспортировку, установку и перемещение. Технические решения, касающиеся управления температурным режимом, виброизоляции и доступа для обслуживания, были включены в стандартную конструкцию. Приложения включают горнодобывающую промышленность, строительство, телекоммуникации и островные сообщества. Экономический анализ показывает, что типичные сроки окупаемости составляют от восьми до десяти лет в зависимости от затрат на топливо. Потенциальные клиенты могут запросить у Injet HanCang предложение для конкретного объекта.