Ne vous fiez pas uniquement à l'empreinte indiquée dans une brochure et à une seule valeur de poids total pour déterminer les fondations nécessaires à la construction d'un système de stockage d'énergie par batterie (BESS) d'une capacité de 1 MWh.
Ce raccourci peut amener les maîtres d'œuvre à devoir découper du béton déjà coulé, déplacer des gaines, percer des ancrages à travers l'armature, ou découvrir au moment de la livraison que la grue, la tranchée pour les câbles ou la voie d'accès pour les pompiers ne sont plus praticables.
Ce guide utilise MegSolid ESSC0500B-1075 à titre de référence éprouvée pour la classe 1 MWh. Les principes structurels s'appliquent de manière générale, mais les dimensions, les réactions d'appui, les passages de câbles et les ancrages doivent toujours respecter les plans homologués du fabricant choisi.
MegSolid's ESSC0500B-1075 : système de stockage d'énergie par batterie (BESS) en conteneur de 500 kW / 1,0752 MWh fournit les valeurs de mise en page initiales suivantes :
- Puissance nominale : 500 kW
- Puissance nominale : 1,0752 MWh
- Dimensions hors tout : 6 058 × 2 438 × 2 896 mm
- Poids indiqué : environ 21 000 kg
Ces chiffres suffisent pour réserver une place, mais ils sont pas assez pour couler du béton. Avant la publication de l'IFC, l'équipe de génie civil a encore besoin du modèle géométrique général (GA) contrôlé, de la géométrie des soutènements, des réactions des soutènements, de l'interface d'ancrage, des coordonnées d'entrée des câbles, des zones d'exclusion pour les installations techniques, des interfaces de drainage, ainsi que des critères géotechniques, éoliens et sismiques spécifiques au projet.
Valeurs en phase de démarrage vs. exigences de l'IFC
| Spécifications de conception | Valeur en phase de démarrage pour ESSC0500B-1075 | Exigence de l'IFC |
|---|---|---|
| Puissance nominale | 1,0752 MWh | Corrigé selon le modèle sélectionné |
| Puissance assignée | 500 kW | Corrigé selon le modèle sélectionné |
| Dimensions de l'équipement | 6 058 × 2 438 × 2 896 mm | Vérifier la révision contrôlée de GA |
| Masse de l'équipement | environ 21 000 kg | Vérifier la version du projet |
| Réactions de soutien | Ne pas calculer à partir du poids total | Données d'interface gérées par le fournisseur |
| Résistance du béton | Propre au projet | Ingénieur en structure |
| Épaisseur de la dalle | Propre au projet | Calculs de structure |
| Renfort | Propre au projet | Calculs de structure |
| Disposition des ancres | Ne faites pas de suppositions | Interface d'ancrage contrôlée |
| Entrée de câbles | Ne faites pas de suppositions | Schéma électrique contrôlé |
| Dégagement anti-incendie | Spécifique au projet/à l'autorité compétente (AHJ) | Plan du site approuvé |
| Charges dues au vent / aux séismes | Spécifique au site | Conception structurelle locale |
Si la colonne de droite est toujours vide, les fondations ne sont pas prêtes pour la construction.
MegSolid's Site d'un système de stockage d'énergie par batterie (BESS) en conteneur de 500 kW et limites du périmètre des travaux de génie civil doit être figé avant que l'équipe chargée du béton ne prenne connaissance d'un plan IFC.
Concevoir les fondations en fonction des charges réelles d'appui
Une moyenne de 21 tonnes sur l'ensemble de la zone du projet ne suffit pas pour concevoir les fondations d'un système de stockage d'énergie par batterie (BESS) d'une capacité de 1 MWh.
Ce calcul peut sembler clair dans un tableur, mais il ne montre pas comment l'équipement applique réellement la charge sur le béton.
N'utiliser la masse de l'équipement que comme donnée préliminaire pour la mise en page
L'ESSC0500B-1075 pèse environ 21 tonnes.
La masse indiquée n'est ni de 10 ni de 15 tonnes.
Cette différence a son importance, mais même 21 tonnes ne constituent pas la donnée finale pour la conception structurelle.
La masse totale de l'équipement ne permet pas de déterminer :
- réactions aux points d'appui
- emplacement du centre de gravité
- forces latérales
- tension de l'ancre
- élévation
- demande d'annulation
- charges liées au transport ou à l'installation
- charges liées à l'enlèvement dans le cadre de la maintenance
Les conteneurs reposant sur des rails, des pieds ou des zones du châssis de base définis ne répartissent pas leur masse de manière uniforme sur l'ensemble de leur empreinte au sol de 6 058 × 2 438 mm.
Ne pas se baser sur la pression moyenne sur les paliers lorsque la charge réelle s'exerce par l'intermédiaire d'appuis discrets.
Une pression d'appui moyenne peut aboutir à une fondation qui semble acceptable sur le papier, mais qui ne tient pas compte du véritable cheminement des charges.
Séparer les données de l'interface fournisseur de la conception structurelle
Le fournisseur du système BESS définit l'interface de l'équipement ; l'ingénieur en structure utilise cette interface, les données géotechniques et les charges environnementales pour concevoir les fondations.
MegSolid's Limites de conception du système BESS C&I distingue les données du fabricant de la responsabilité de l'EPC.
Définir la résistance du béton et l'armature à partir des calculs structurels
Il n'existe pas de réponse technique universelle à la question suivante :
“ Quelle doit être l'épaisseur d'une dalle de système de stockage d'énergie par batterie (BESS) d'une capacité de 1 MWh ? ”
sans études de stabilisation ni données géotechniques.
L'épaisseur de la dalle indiquée avant que ces données ne soient connues n'est qu'une estimation.
Béton prescrit dans 4 000 psi / environ 28 MPa Cela peut constituer une référence de projet raisonnable dans certains progiciels de génie civil, mais il ne s'agit pas d'une exigence universelle de MegSolid.
Il en va de même pour :
- épaisseur de la dalle
- épaississement des bords
- renfort à double couche
- diamètre de la barre
- espacement des barres
- épaisseur de l'enrobage en béton
- socles
- poutres de nivellement
Ces décisions dépendent :
- réactions confirmées liées aux équipements
- pression admissible exercée par le sol
- montant total du règlement
- tassement différentiel
- sol gonflant ou conditions de gel
- demande sismique
- demande en énergie éolienne
- forces d'ancrage
- ouvertures de tranchées
- exposition à la durabilité
Une épaisseur supplémentaire de la dalle ne permet pas de corriger un mauvais cheminement des charges.
Ajouter davantage de barres d'armature ne résout pas le problème d'une interface d'ancrage défectueuse.
Commencez par définir les réactions réelles des équipements. Concevez ensuite le béton.
Coordonner le tracé des tranchées pour câbles et des raccordements de gaines avant le coulage
Les erreurs de coordination dans les travaux de génie civil peuvent coûter cher une fois que le béton a pris.
Les raccords de gaines situés à l'extérieur de la trémie de passage des câbles mettent immédiatement en évidence les erreurs de coordination.
Vérifier l'interface de passage de câbles effective
Ne partez jamais du principe qu'un conteneur de 1 MWh est à remplissage par le bas simplement parce que le dernier fournisseur utilisait ce type de conteneur.
Ne partez jamais du principe que l'ouverture de la tranchée se trouve au même endroit simplement parce que deux conteneurs se ressemblent de l'extérieur.
Utilisez le plan homologué correspondant au modèle et à la révision exacts commandés.
Le dossier de coordination doit préciser :
- Prise d'alimentation CA
- alimentation auxiliaire
- communications
- point de mise à la terre/de liaison
- ouverture de tranchée autorisée
- zones interdites d'accès dans l'armoire
- interface d'étanchéité
- espace minimal de courbure du conducteur
L'ESSC0500B-1075 fonctionne dans le Classe de courant nominal 722A.
C'est vrai que pas autoriser l'ingénieur en génie civil à indiquer “ câble de 500 MCM ” sur le plan des fondations.
Le choix du conducteur dépend en réalité des éléments suivants :
- matériau conducteur
- exécutions parallèles
- indice d'isolation
- intensité admissible
- chute de tension
- regroupement
- correction de l'environnement
- méthode d'installation
- règlement local en matière d'électricité
Le dessin de génie civil comporte une exigence essentielle en matière d'interface :
placer les ouvertures exactement là où le schéma électrique approuvé le prévoit.
Placer des repères à partir d'un système de coordonnées contrôlé
Les erreurs de dessin se concrétisent une fois que les gaines et le béton sont en place.
Les raccords de gaines qui manquent la zone d'entrée de câbles utilisable de quelques pouces seulement peuvent nécessiter :
- découpe du béton
- décalages des conduits
- rayon de courbure réduit
- transitions réalisées sur site
- réparations d'étanchéité
- retard dans le calendrier
Ne pas coter les raccords ascendants à partir de :
- images du catalogue
- anciens plans de tendres
- un conteneur d'un autre fabricant
- un fichier PDF non protégé
- captures d'écran envoyées par e-mail
Utiliser une seule origine de coordonnées pour les plans de génie civil et les schémas électriques
- matériel GA ;
- plan des fondations ;
- dessin d'une tranchée ;
- calendrier des conduites ;
- mise en page des ancres.
Vérifiez ensuite les raccordements finaux avant la livraison du matériel.
Une erreur de trois pouces peut sembler minime dans AutoCAD, mais elle prend toute son importance lorsque des gaines rigides, des armatures et de gros conducteurs électriques occupent le même espace.
Le béton ne coûte pas cher avant la coulée. Il devient cher dès l'arrivée de l'équipe chargée de la pose des câbles.
Prévoir des zones de sécurité, de respect des normes environnementales et de conformité aux règles de prévention des incendies autour des équipements
L'encombrement de l'équipement ne représente qu'une partie de l'encombrement total de l'installation.
Plans de génie civil qui ne prévoient que 6 058 × 2 438 mm Je n'ai pas encore terminé la mise en page.
Elle s'est contentée de définir l'enveloppe de l'équipement.
Définir les distances de sécurité contre l'incendie à partir du plan approuvé et conformément aux exigences de l'autorité compétente (AHJ)
Ne fixez pas de manière rigide une distance de “ 3 pieds entre les unités BESS ” ou de “ 10 pieds par rapport à la limite de propriété ” dans chaque projet et ne considérez pas pour autant que l'implantation est conforme.
Les règles générales en matière de marges de recul ne sauraient se substituer à une étude technique spécifique au projet.
La séparation finale peut dépendre des facteurs suivants :
- conforme à la norme NFPA 855 / édition IFC
- Configuration ESS
- Certificat de conformité à la norme UL 9540A ou équivalent
- expositions adjacentes
- accès d'urgence
- exigences en matière de sécurité incendie
- interprétation de l'autorité compétente locale
- exigences des assureurs
Le plan d'exécution définitif doit respecter les plan d'implantation approuvé, et non une règle générique reprise d'un autre projet.
MegSolid's Approche relative à l'empreinte au sol et à la zone de dégagement des systèmes de stockage d'énergie par batterie (BESS) installés montre pourquoi les portes de service, les voies d'accès et les cloisonnements coupe-feu revêtent une importance qui dépasse le périmètre de l'armoire.
Les plans de site qui ne montrent que la structure métallique sont incomplets.
Coordonner les interfaces de mise à la terre avant le coulage du béton
La mise à la terre doit être coordonnée avant le coulage.
L'absence d'interfaces de mise à la terre peut entraîner des travaux de découpe et de creusement de tranchées qui auraient pu être évités après le coulage.
La conception de la mise à la terre d'un projet peut inclure :
- conducteurs de mise à la terre des équipements
- réseau de terre enfoui
- piquets de mise à la terre
- conducteurs en cuivre nu
- fosses d'essai
- liens irréversibles
- connexions de mise à la terre mécanique
Le soudage exothermique est une méthode bien établie, mais ce n'est pas la seule méthode acceptée partout. L'étude de mise à la terre du projet et la réglementation locale déterminent la conception finale.
Le service civil doit préserver :
- itinéraire
- profondeur d'enfouissement
- pénétrations
- accès aux locaux pour inspection
- distances de sécurité entre les conducteurs
tel qu'indiqué sur le schéma électrique approuvé.
Évacuer l'eau sans perturber le plan d'appui de l'équipement
La conception du système de drainage ne doit pas entraîner une accumulation d'eau autour d'une installation électrique de 21 tonnes.
Le site doit permettre l'évacuation de l'eau loin des équipements, des tranchées et des ouvertures de service.
Mais cela ne signifie pas pour autant que la surface d'appui de l'équipement doive automatiquement présenter une pente de 1% ou de 2%.
Le plan d'appui de l'équipement doit respecter les exigences du fabricant en matière de niveau et de planéité.
Il convient de prévoir un système de drainage autour de cette interface.
Coordonnées :
- cote de finition de la dalle
- niveau du sol environnant
- sens d'écoulement
- niveau de crue
- drainage par tranchée
- étanchéité des câbles
- évacuation des condensats
- protection contre l'érosion
- Exigences relatives à la purge du système de refroidissement
MegSolid's éléments relatifs à la conception environnementale du site sont particulièrement importantes pour les zones côtières, inondables ou exposées à la corrosion.
Conception des ancrages en fonction des charges éoliennes et sismiques propres au site
Les performances des fondations peuvent varier en fonction de l'emplacement, même lorsque la charge du système de stockage d'énergie par batterie (BESS) reste inchangée.
Ancrages de dimensionnement issus du cas de charge du projet
La demande liée aux risques sismiques en Californie et l'exposition aux ouragans en Floride mettent clairement en évidence ce problème.
Le même principe de charge spécifique au site s'applique dans toutes les juridictions.
Les charges latérales propres à chaque site peuvent varier :
- tension de l'ancre
- cisaillement de l'ancrage
- distance au bord
- intégration
- congestion due au renforcement
- demande d'annulation
- dimensions des fondations
Ne choisissez pas des ancrages à coin simplement parce qu'ils ont fait leurs preuves lors du dernier projet.
Ne copiez pas les boulons en J à partir des plans d'un autre fournisseur.
Ne percez pas de trous pour les ancrages après la livraison en espérant qu'ils ne touchent pas les armatures.
Figer l'interface avant de sélectionner les ancrages
Commencez par figer l'interface du fournisseur, calculez ensuite les charges, puis sélectionnez le système d'ancrage.
Les ancrages, les armatures, les tranchées et les gaines doivent également coexister physiquement.
Un boulon d'ancrage qui se retrouve à l'intérieur de la tranchée de câbles relève d'un problème de coordination et non d'un problème de calcul structurel.
Vérifier l'interface civile avant la livraison
- dimensions des fondations
- élévation définitive
- coordonnées du point d'ancrage
- coordonnées du conduit
- ouvertures de tranchées
- autorisation de service
- parcours d'installation
par rapport au dernier plan de l'équipement contrôlé.
MegSolid's liste de contrôle de réception sur site d'un BESS permet de détecter les anomalies de construction avant qu'elles ne se transforment en problèmes lors de la mise en service.
Demander le pack d'interface civile pour le système de stockage d'énergie par batterie (BESS) contrôlé de 1 MWh
Cessez de tracer les fondations en vous basant sur des dimensions approximatives.
Les projets ESSC0500B-1075 doivent utiliser le progiciel d'interface civile contrôlé correspondant au modèle et à la configuration précis en cours de conception.
Le dossier du projet doit inclure, le cas échéant :
- GA contrôlée
- plans et élévations
- Plan du châssis de base / de l'interface de support
- plan de coordination des entrées de câbles
- schéma de l'interface d'ancrage
- zones d'exclusion de service
- interface de levage
- interface d'installation
- état d'avancement de la révision et de la validation
Les fichiers DWG génériques téléchargés sur Internet ne correspondent pas aux modèles de la Fondation IFC.
Le plan du fabricant définit l'interface de l'équipement.
C'est l'ingénieur civil ou en structure agréé du projet qui reste responsable de la conception finale du béton.
Valider la chaîne de validation IFC
Modèle → Révision → Poids → Réactions d'appui → Entrées de câbles → Ancrages → Enveloppe de protection contre l'incendie/d'accès → Données géotechniques
Si l'un de ces paramètres continue d'évoluer, la conception des fondations n'est pas prête pour le coulage du béton.
MegSolid peut examiner la configuration ESSC0500B-1075 sélectionnée avant que l'EPC ne fixe définitivement les fondations et identifier les plans de référence nécessaires à la coordination des travaux de génie civil.
Ne valider la version Civil IFC qu'une fois les interfaces des équipements validées
La réussite de l'installation d'un système de stockage d'énergie par batterie (BESS) d'une capacité de 1 MWh dépend de la mise en place d'une interface de génie civil adéquate avant le début des travaux.
L'équipe du génie civil peut entamer la planification préliminaire du projet ESSC0500B-1075 en s'appuyant sur :
Utilisez ces valeurs uniquement à des fins de planification préliminaire
- 500 kW / 1,0752 MWh
- 6 058 × 2 438 × 2 896 mm
- environ 21 000 kg
Mais ces chiffres ne justifient pas la construction d'un ouvrage en béton.
La conception finale nécessite encore :
- réactions de soutien contrôlées
- critères géotechniques
- limites de règlement
- bases relatives au drainage et aux inondations
- actions éoliennes et sismiques
- ancrages homologués
- coordonnées des entrées de câbles
- coordination de la mise à la terre
- distance de sécurité en cas d'incendie
- accès à l'installation
Le pire moment pour se rendre compte d'une divergence par rapport au plan, c'est une fois que le béton a pris.
Respectez l'ordre de la séquence de déverrouillage
- Figer les limites de l'équipement.
- Figer les interfaces des câbles et des ancrages.
- Libérer l'IFC civile.
- Couler du béton.
Pour les sites de grande envergure (plusieurs MWh) ou présentant des contraintes d'implantation, il convient de fournir à MegSolid le plan du site, le modèle sélectionné, les données géotechniques, le tracé des câbles, les critères éoliens et sismiques, l'itinéraire d'installation et la date IFC requise.
FAQ
Est-il possible de concevoir une fondation pour un système de stockage d'énergie par batterie (BESS) d'une capacité de 1 MWh en se basant uniquement sur les dimensions et le poids total des conteneurs ?
Non. Les dimensions et la masse totale de l'équipement sont utiles pour la conception préliminaire de l'implantation, mais la conception finale des fondations doit également tenir compte des réactions d'appui contrôlées, de la géométrie des appuis, des interfaces d'ancrage, des coordonnées des entrées de câbles, des critères géotechniques ainsi que des charges éoliennes et sismiques spécifiques au site.
Quelles sont les valeurs initiales disponibles pour l'ESSC0500B-1075 ?
L'article se base sur une puissance nominale de 500 kW, une énergie nominale de 1,0752 MWh, des dimensions hors tout de 6 058 × 2 438 × 2 896 mm et un poids publié d'environ 21 000 kg pour les premières étapes de la planification.
Pourquoi ne faudrait-il pas calculer les réactions d'appui en faisant la moyenne de 21 tonnes sur l'ensemble de l'empreinte au sol ?
La charge de l'équipement peut pénétrer dans le béton par des rails, des pieds ou des zones du châssis de base bien définies, au lieu d'être répartie uniformément. La pression d'appui moyenne peut donc ne pas refléter le tracé réel de la charge ni les forces de réaction locales.
Quelle doit être l'épaisseur d'une dalle en béton pour un système de stockage d'énergie par batterie (BESS) d'une capacité de 1 MWh ?
L'article ne donne pas d'épaisseur universelle pour la dalle. L'épaisseur doit être déterminée en fonction des réactions des équipements, de la portance du sol, des limites de tassement, des forces d'ancrage, des ouvertures de tranchée, des sollicitations éoliennes et sismiques, de l'exposition aux agents d'altération et des calculs structurels.
Une résistance à la compression du béton de 4 000 psi est-elle une exigence pour les fondations MegSolid ?
Non. Une valeur d'environ 4 000 psi ou 28 MPa peut constituer une référence raisonnable dans certains logiciels de génie civil, mais il ne s'agit pas d'une exigence universelle de MegSolid.
Pourquoi faut-il coordonner les passages de câbles et les raccords de gaines avant le coulage du béton ?
Un mauvais emplacement des raccords peut nécessiter la découpe du béton, le décalage des gaines, une réduction du rayon de courbure, la réalisation de raccords sur chantier, des réparations d'étanchéité et un retard dans le calendrier une fois la dalle durcie.
Quelles interfaces électriques le lot « génie civil » doit-il recenser avant la remise des plans de fondations ?
Cet article énumère les points d'entrée du courant alternatif, l'alimentation auxiliaire, les systèmes de communication, les points de mise à la terre ou de liaison, les ouvertures autorisées dans les tranchées, les zones d'accès interdit aux armoires, les interfaces d'étanchéité et l'espace minimal de courbure des conducteurs.
La classe de courant nominal 722 A peut-elle être utilisée pour définir la section du câble sur le plan de génie civil ?
Non. Le courant nominal n'autorise pas l'ingénieur civil à déterminer la section d'un conducteur. Le choix effectif du conducteur dépend du matériau, des tracés parallèles, de l'indice d'isolation, de la capacité de charge, de la chute de tension, du regroupement, de la correction liée à la température ambiante, de la méthode d'installation et de la réglementation locale.
Les distances de sécurité en cas d'incendie doivent-elles s'inspirer d'une règle générique de 3 pieds ou de 10 pieds ?
Non. La séparation définitive dépend de l'édition du code retenue, de la configuration du système ESS, des résultats des essais, des expositions adjacentes, des voies d'accès d'urgence, des exigences des services d'incendie, de l'interprétation de l'autorité compétente (AHJ) et des exigences de l'assureur.
Comment assurer le drainage autour des fondations d'un système de stockage d'énergie par batterie (BESS) d'une capacité de 1 MWh ?
L'eau doit être évacuée loin des équipements, des tranchées et des ouvertures de service, tout en veillant à ce que le plan d'appui des équipements continue de respecter les exigences du fabricant en matière de niveau et de planéité. Il convient de prévoir un système de drainage autour de l'interface d'appui plutôt que de compter sur la pente de la surface d'appui.
Comment les conditions sismiques et les vents influent-ils sur l'ancrage des systèmes de stockage d'énergie par batterie (BESS) ?
Les charges latérales propres au site peuvent modifier la tension de l'ancrage, le cisaillement de l'ancrage, la distance par rapport au bord, la profondeur d'ancrage, l'encombrement des armatures, la demande de renversement et même les dimensions de la fondation. Le système d'ancrage doit donc être choisi en fonction du cas de charge spécifique au projet, plutôt que d'être repris tel quel d'une autre installation.
Que faut-il vérifier avant la publication du plan IFC de génie civil ?
La chaîne de validation comprend le modèle, la révision, le poids, les réactions d'appui, les passages de câbles, les ancrages, l'enveloppe de protection contre l'incendie et d'accès, ainsi que les données géotechniques. Si l'un de ces éléments est encore susceptible de changer, les fondations ne sont pas prêtes pour le coulage du béton.
Que doit envoyer un EPC dans le cadre d'un examen de l'interface des fondations spécifique à un projet ?
Pour les projets de grande envergure ou soumis à des contraintes particulières, veuillez nous envoyer le plan du site, le modèle retenu, les données géotechniques, le tracé des câbles, les critères éoliens et sismiques, l'itinéraire d'installation ainsi que la date d'IFC requise.