لا ينبغي لمحطة رفع مياه الصرف الصحي أن تحدد حجم BESS من مجموع جميع محركات المضخات المركّبة.
يجب أن يبدأ التصميم بتخزين البئر الرطب القابل للاستخدام والتدفق الداخل والحد الأدنى لقدرة الضخ في الطوارئ وطلب بدء تشغيل المحركات وزمن استجابة المولد.
MegSolid يقسّم المتطلب إلى:
- قدرة PCS: الطلب التشغيلي والعابر للمضخات وأنظمة التحكم المختارة
- طاقة البطارية: المدة التي يجب أن تعمل خلالها هذه الأحمال
يمكن لـ BESS دعم PLC وSCADA وحساسات المستوى والإنذارات والصمامات ومضخة تشغيل واحدة. ولا يحتاج تلقائياً إلى تغذية كل مضخة احتياطية وكل أحمال المبنى.
اطلب تقييماً أولياً لمحطة الضخ
أرسل جدول المضخات وطريقة بدء تشغيل المحركات ومنحنيات المضخات ومستويات البئر الرطب وحجم الطوارئ القابل للاستخدام وتدفق التصميم الداخل وزمن استجابة المولد وجهد الموقع ومخطط الخط الواحد.
يمكن أن تعيد المراجعة نطاق PCS أولياً وسعة البطارية وتسلسل الطوارئ وبيانات RFQ الناقصة.
هل BESS مناسب للمحطة؟
توصي EPA بتقييم الطاقة المطلوبة للبنية التحتية الأساسية ومحطات الضخ الرئيسية بدلاً من تصنيف كل حمل متصل على أنه حرج.
| ظروف المشروع | ملاءمة BESS | الاتجاه |
|---|---|---|
| المولد يحتاج من 30 ثانية إلى 10 دقائق | مرتفع | جسر BESS |
| انقطاعات قصيرة متكررة | مرتفع | ضخ تقوده البطارية |
| مضخة تشغيل واحدة تتحكم في التدفق الداخل | مرتفع | BESS بأحمال متدرجة |
| يبقى تدفق المضخة أقل من التدفق الداخل | مشروط | احسب التراكم الصافي |
| يجب أن يعمل المصنع بالكامل 12–24 ساعة | منخفض بمفرده | BESS هجين مع المولّدات |
| تخزين البئر الرطب غير معروف | لا يمكن تحديد الحجم | تقييم هيدروليكي |
| طلب بدء التشغيل يتجاوز قدرة PCS | تصميم غير مناسب | VFD أو مُقلِع ناعم أو PCS أكبر |
| المحطة معرضة للفيضانات | مشروط | راجع الارتفاع والوصول |
المختار أنظمة تخزين الطاقة التجارية والصناعية ينبغي أن يدعم النظام وضع الطوارئ المتحقق منه، لا إجمالي القدرة الحصانية المتصلة.
استخدم طريقة تحديد الحجم رباعية الطبقات
| طبقة | السؤال الهندسي | المخرج |
|---|---|---|
| المخاطر الهيدروليكية | متى سيبلغ البئر الرطب حده الأقصى؟ | أقصى زمن للاستجابة |
| الحمل الحرج | أي مضخة وأنظمة تحكم يجب أن تعمل؟ | kW التشغيلية |
| قدرة عابرة | ماذا يحدث أثناء بدء تشغيل المضخة؟ | kW وkVA لـ PCS |
| مدة الطاقة | كم من الوقت يجب أن تعمل الأحمال؟ | kWh القابلة للاستخدام والاسمية |
استخدم دليل شراء تخزين الطاقة التجاري لتحديد المسؤولية عن البطارية وPCS وEMS ومعدات التوزيع والحماية والتشغيل التجريبي.
احسب زمن الصمود دون ضخ
استخدم فقط التخزين بين مستوى البدء المختار وأقصى مستوى مسموح. واستبعد حجم الحوض الغاطس والغمر المطلوب للمضخة وسماحية الرواسب وارتفاع الحافة الحرة.
وتفصل إرشادات TxDOT بالمثل بين التخزين القابل للاستخدام والحوض والحافة الحرة.
زمن الصمود دون ضخ = حجم الطوارئ المتاح ÷ التدفق الداخل
| مدخل هيدروليكي | القيمة |
|---|---|
| حجم الطوارئ المتاح | 180m³ |
| التدفق الداخل أثناء الانقطاع | 360m³/h |
| الصمود دون ضخ | 30 دقيقة |
هذا موعد نهائي للاستجابة، وليس تلقائياً مدة البطارية المطلوبة.
احسب صافي التدفق بعد بدء المضخة
بعد بدء المضخة، يعتمد تراكم التخزين على التدفق الداخل ناقص تدفق المضخة العاملة. وينبغي أن يقيّم التصميم الهيدروليكي التدفق الداخل والخارج مع الوقت.
تدفق التراكم الصافي = التدفق الداخل − تدفق المضخة العاملة
مع تدفق داخل 360m³/h وتدفق مضخة 270m³/h:
التراكم الصافي = 90m³/h
الزمن حتى أقصى مستوى = 180m³ ÷ 90m³/h = ساعتان
لا تعوّض المضخة التدفق الداخل بالكامل، لكنها تمدد النافذة الأصلية البالغة 30 دقيقة إلى ساعتين.
إذا كان تدفق المضخة المتحقق منه مساوياً للتدفق الداخل أو أكبر منه عند الضغط الفعلي، فينبغي أن يستقر المستوى أو ينخفض.
حدّد الطاقة من دورة تشغيل المضخة الفعلية
افترض:
| الحمل الحرج | الطاقة |
|---|---|
| مضخة تشغيل واحدة | 90kW |
| أنظمة التحكم والأجهزة | 10kW |
| الأحمال المساعدة المطلوبة | 5kW |
| المجموع | 105kW |
جسر مولد لمدة خمس دقائق
طاقة التيار المتردد المطلوبة = 105kW × 5 ÷ 60 = 8.75kWh
الطاقة صغيرة، لكن يجب أن يتحمل PCS قدرة 105kW زائد تيار بدء التشغيل العابر. ويقع PCS بقدرة 100kW أصلاً دون المتطلب المستمر.
حالة مضخة مستمرة لمدة ساعتين
طاقة التيار المتردد المطلوبة = 105kW × 2h = 210kWh
عند نافذة SOC قابلة للاستخدام بنسبة 80% ومعامل تحويل 90% على سبيل التوضيح:
الطاقة الاسمية = 210kWh ÷ 0.80 ÷ 0.90 ≈ 292kWh
حالة مضخة دورية لمدة ساعتين
إذا عملت أنظمة تحكم بقدرة 15kW لمدة ساعتين وعملت المضخة 90kW لمدة ساعة واحدة:
إجمالي طاقة التيار المتردد = (15kW × 2h) + (90kW × 1h) = 120kWh
الطاقة الاسمية = 120kWh ÷ 0.80 ÷ 0.90 ≈ 167kWh
| نموذج التشغيل | طاقة التيار المتردد | الطاقة الاسمية |
|---|---|---|
| مضخة مستمرة | 210kWh | نحو 292kWh |
| دورة تشغيل المضخة 50% | 120kWh | نحو 167kWh |
استخدم القيمة الأدنى فقط عندما يؤكد النموذج الهيدروليكي وتسلسل التحكم في المستوى دورة التشغيل.
تحقق من بدء تشغيل المضخة بشكل منفصل
قد يتطلب محرك بقدرة 90kW أكثر بكثير من 90kVA أثناء التسارع.
راجع:
- طريقة البدء
- تيار الدوار المقفل
- معامل القدرة عند البدء
- زمن التسارع
- الأحمال المساعدة المتزامنة
- قدرة PCS على تحمل الحمل الزائد
لا يمكن لبطارية أكبر أن تصحح PCS أقل من الحجم المطلوب.
راجع دليل هندسة بدء تشغيل المحركات بواسطة BESS و دليل هندسة أنظمة PCS والمحولات قبل اختيار قدرة المحوّل.
نسّق تسلسل الطوارئ
- حافظ على تشغيل PLC وحساسات المستوى وSCADA والإنذارات.
- أكّد مستوى البئر الرطب والتدفق الداخل.
- شغّل الحد الأدنى المطلوب من مضخات التشغيل.
- تحقق من التيار والضغط والتدفق.
- أضف مضخة أخرى فقط إذا استمر المستوى في الارتفاع.
- ابدأ المولد وزامنه.
- انقل الضخ طويل المدة حيث يلزم.
- أعد الشحن بعد عودة هامش السعة الكافي.
ينبغي أن يتبع التسلسل الهرمي للتحكم بنية اتصالات أنظمة إدارة البطارية (BMS) وأنظمة إدارة الطاقة (EMS).
توثق EPA بطارية بقدرة 1MW في محطة معالجة مياه الصرف قادرة على نحو 15 دقيقة من الطاقة الاحتياطية لكامل المحطة قبل التحويل إلى المولدات، ما يوضح دور التخزين كجسر.
اتجاه منتجات MegSolid المبدئي
| متطلب حرج | الاتجاه المبدئي |
|---|---|
| ما يصل إلى 100 كيلوواط | ESSA0100B-0215 |
| نحو 125kVA | نظام مبرّد بالسائل 261.24kWh |
| 150–250 كيلوواط | MEGA0150TS or MEGA0250TS |
| 250–500 كيلوواط | MEGA0250TS أو MEGA0500TS |
| 500 كيلوواط – 1 ميغاواط | نظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) من ESSC المُعبأ في حاويات |
| محطات متعددة | خزانات موزعة أو نظام مركزي |
يمكن للمشاريع حتى 100kW أن تقيّم نظام تخزين الطاقة في الخزانة الخارجية ESSA.
تبلغ قدرة ESSA0100B-0215 المقننة 100kW/215.04kWh ويستخدم تبريداً هوائياً ذكياً مع حماية IP54.
راجع دليل ESS للخزانة الخارجية 215kWh للسياق على مستوى الطراز.
يمكن للمحطات الأعلى قدرة أن تقيّم نظام تحويل الطاقة MEGA، بتصنيفات 150kW/165kVA و250kW/275kVA و500kW/550kVA.
يمكن للمحطات الكبيرة أن تقيّم نظام تخزين الطاقة بالحاويات ESSC، بما في ذلك تكوينات 500kW/1.0752MWh و1MW/2.1504MWh.
ينبغي للمرافق ذات المواقع المتعددة أن تقارن الخزانات المعيارية مقابل أنظمة تخزين الطاقة (ESS) المعبأة في حاويات.
يبقى اختيار المنتج خاضعاً لـ kVA عند بدء التشغيل والطاقة القابلة للاستخدام والظروف المحيطة وارتفاع الفيضان ومسافة الكابلات وتنسيق الحماية وتسلسل التشغيل المعتمد.
متطلبات FAT وSAT
ينبغي أن يحاكي FAT:
- انقطاع الشبكة
- مستوى مرتفع في البئر الرطب
- طلب بدء تشغيل المضخة
- فشل بدء تشغيل المضخة
- حالة جاهزية المولد
- الحد الأدنى لـ SOC
- انقطاع الاتصال
ينبغي أن يتحقق SAT من تيار بدء التشغيل واستجابة PCS وتدفق المضخة وتحكم البئر الرطب وإنذارات SCADA وتحويل المولد ومنطق إعادة الشحن.
استخدم دليل اختبار القبول في المصنع لـ BESS لتحديد معايير نجاح/فشل بحضور شهود.
التوصية النهائية بشأن المشتريات
يجب أن يثبت التصميم أن:
- البئر الرطب يبقى دون مستواه المسموح.
- تدفق المضخة المختارة يطابق التدفق الداخل المدروس.
- قدرة PCS تغطي الطلب التشغيلي وطلب بدء التشغيل.
- طاقة البطارية تغطي دورة التشغيل المتحقق منها.
- مسؤوليات المولد وBESS مفصولة بوضوح.
- يجتاز التسلسل الكامل FAT وSAT.
أرسل جدول المضخات ومستويات البئر الرطب وبيانات التدفق ومخطط الخط الواحد عبر صفحة الاستفسارات الخاصة بمشروع MegSolid.
الأسئلة الشائعة
السؤال 1: هل ينبغي أن تعمل كل مضخة بالطاقة المولدة من نظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS)؟
لا. يجب أن تدعم السعة الدنيا للضخ المطلوبة لحماية العملية.
السؤال 2: كيف يتم حساب فترة استمرار الضخ بدون مضخة؟
اقسم سعة التخزين القابلة للاستخدام في حالات الطوارئ على التدفق الوارد.
السؤال 3: ماذا يحدث إذا كان تدفق المضخة أقل من التدفق الوارد؟
اطرح تدفق المضخة من التدفق الوارد واحسب الزمن بناءً على معدل التراكم الصافي.
السؤال 4: هل يمكن لنظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) أن يساعد في تشغيل المولد؟
نعم. تغطي طاقة البطارية مدة التشغيل؛ بينما تغطي طاقة نظام توزيع الطاقة (PCS) احتياجات التشغيل والتشغيل الأولي.
Q5: هل يمكن لـ BESS بقدرة 100kW تشغيل مضخة بقدرة 90kW؟
ربما، لكن يجب أن تتوافق أيضاً أنظمة التحكم والأحمال المساعدة ومعامل القدرة وطلب بدء التشغيل.
Q6: هل يمكن لـ VFD خفض متطلبات PCS؟
قد يخفض تيار بدء التشغيل، بشرط التوافق ومراجعة التوافقيات.
Q7: هل يُعد تخزين البئر الرطب بديلاً عن الطاقة الاحتياطية؟
لا. فهو يؤخر الموعد النهائي للاستجابة لكنه لا يوقف التدفق الداخل.
Q8: هل يمكن لـ BESS أيضاً تنفيذ خفض الذروة؟
نعم، إذا بقي SOC الطوارئ محجوزاً.
Q9: هل يمكن لنظام BESS واحد دعم عدة محطات؟
ربما، لكن مسافة الكابلات ومخاطر الانقطاع المتزامن قد تفضّل الأنظمة الموزعة.
Q10: ما المطلوب لعرض السعر؟
منحنيات المضخات وبيانات المحرك ومستويات البئر الرطب والتدفق الداخل وحجم الطوارئ وبيانات المولد ومخطط الخط الواحد.
Q11: كيف تحدد حجم BESS لمحطة رفع مياه الصرف الصحي؟
احسب مدة الصمود الهيدروليكي والحد الأدنى لسعة المضخة وقدرة بدء التشغيل والطاقة من دورة التشغيل الفعلية.
Q12: هل BESS أفضل أم المولد؟
يوفر BESS استجابة فورية؛ وتوفر المولدات عادةً مدة تشغيل أطول. وغالباً ما تحتاج المحطات الحرجة إلى كليهما.
Q13: ما المدخل الأساسي لتحديد الحجم؟
التدفق الداخل وحجم الطوارئ القابل للاستخدام وتدفق المضخة العاملة وطلب بدء التشغيل ومدة الطاقة الاحتياطية.