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Un poste de relevage d'eaux usées ne doit pas dimensionner son BESS à partir de la somme de tous les moteurs de pompe installés.
La conception doit partir du stockage utilisable du puits humide, du débit entrant, de la capacité de pompage d'urgence minimale, de la demande de démarrage des moteurs et du temps de réponse du groupe électrogène.
MegSolid sépare l'exigence en :
- Puissance du PCS : demande en fonctionnement et transitoire des pompes et commandes retenues
- Énergie de la batterie : durée pendant laquelle ces charges doivent fonctionner
Le BESS peut alimenter les PLC, le SCADA, les capteurs de niveau, les alarmes, les vannes et une pompe de service. Il n'a pas automatiquement besoin d'alimenter chaque pompe de réserve et chaque charge du bâtiment.
Demander une évaluation préliminaire du poste de pompage
Soumettez le planning des pompes, la méthode de démarrage des moteurs, les courbes de pompe, les niveaux du puits humide, le volume d'urgence utilisable, le débit entrant de conception, le temps de réponse du groupe électrogène, la tension du site et le schéma unifilaire.
L'examen peut retourner une plage de PCS préliminaire, la capacité de batterie, la séquence d'urgence et les données RFQ manquantes.
Le BESS convient-il à la station ?
L'EPA recommande d'évaluer la puissance requise par les infrastructures essentielles et les stations de pompage clés plutôt que de classer chaque charge raccordée comme critique.
| Conditions du projet | Adéquation du BESS | Orientation |
|---|---|---|
| Le groupe électrogène a besoin de 30 secondes à 10 minutes | Élevé | Relais par BESS |
| Coupures courtes fréquentes | Élevé | Pompage assuré par la batterie |
| Une pompe de service contrôle l'afflux | Élevé | BESS à charges étagées |
| Le débit de la pompe reste inférieur au débit entrant | Conditionnel | Calculer l'accumulation nette |
| L'ensemble de l'installation doit fonctionner 12 à 24 heures | Insuffisant seul | BESS hybride avec groupe électrogène |
| Le stockage du puits humide est inconnu | Dimensionnement impossible | Évaluation hydraulique |
| La demande de démarrage dépasse la capacité du PCS | Conception inadaptée | VFD, démarreur progressif ou PCS plus grand |
| La station est inondable | Conditionnel | Vérifier l'altitude et l'accès |
Le le stockage d'énergie C&I doit alimenter le mode d'urgence vérifié, et non la puissance totale raccordée en chevaux-vapeur.
Utiliser la méthode de dimensionnement en quatre couches
| Couche | Question d'ingénierie | Résultat |
|---|---|---|
| Risque hydraulique | Quand le puits humide atteindra-t-il sa limite ? | Temps de réponse maximal |
| Charge critique | Quelle pompe et quelles commandes doivent fonctionner ? | kW en fonctionnement |
| Puissance transitoire | Que se passe-t-il pendant le démarrage de la pompe ? | kW et kVA du PCS |
| Durée d'énergie | Pendant combien de temps les charges doivent-elles fonctionner ? | kWh utilisables et nominaux |
Utilisez le guide d'achat de stockage d'énergie commercial pour définir les responsabilités relatives à la batterie, au PCS, à l'EMS, à l'appareillage, à la protection et à la mise en service.
Calculer l'autonomie sans pompage
Utilisez uniquement le stockage entre le niveau de départ choisi et le niveau maximal autorisé. Excluez le volume de puisard, l'immersion requise de la pompe, la marge de sédiments et la revanche.
Les directives du TxDOT séparent de même le stockage utilisable du puisard et de la revanche.
Autonomie sans pompage = volume d'urgence disponible ÷ débit entrant
| Donnée hydraulique | Valeur |
|---|---|
| Volume d'urgence disponible | 180m³ |
| Débit entrant pendant la coupure | 360m³/h |
| Autonomie sans pompage | 30 minutes |
Il s'agit d'une échéance de réponse, pas automatiquement de la durée de batterie requise.
Calculer le débit net après le démarrage de la pompe
Une fois la pompe démarrée, l'accumulation dans le stockage dépend du débit entrant moins le débit de la pompe active. La conception hydraulique doit évaluer les débits entrant et sortant dans le temps.
Débit d'accumulation net = débit entrant − débit de la pompe active
Avec un débit entrant de 360m³/h et un débit de pompe de 270m³/h :
Accumulation nette = 90m³/h
Temps jusqu'au niveau maximal = 180m³ ÷ 90m³/h = 2 heures
La pompe ne compense pas entièrement l'afflux, mais elle prolonge la fenêtre initiale de 30 minutes à deux heures.
Si le débit vérifié de la pompe est égal ou supérieur au débit entrant à la hauteur manométrique réelle, le niveau doit se stabiliser ou baisser.
Dimensionner l'énergie à partir du cycle de service réel de la pompe
Hypothèses :
| Charge critique | Puissance |
|---|---|
| Une pompe de service | 90kW |
| Commandes et instruments | 10kW |
| Auxiliaires requis | 5kW |
| Total | 105kW |
Relais de cinq minutes pour le groupe électrogène
Énergie CA requise = 105kW × 5 ÷ 60 = 8,75kWh
L'énergie est faible, mais le PCS doit supporter 105kW plus le transitoire de démarrage. Un PCS de 100kW est déjà inférieur à l'exigence continue.
Cas d'une pompe en continu pendant deux heures
Énergie CA requise = 105kW × 2h = 210kWh
Avec, à titre illustratif, une fenêtre de SOC utilisable de 80 % et un facteur de conversion de 90 % :
Énergie nominale = 210kWh ÷ 0,80 ÷ 0,90 ≈ 292kWh
Cas d'une pompe cyclique pendant deux heures
Si 15kW de commandes fonctionnent pendant deux heures et que la pompe de 90kW fonctionne pendant une heure :
Énergie CA totale = (15kW × 2h) + (90kW × 1h) = 120kWh
Énergie nominale = 120kWh ÷ 0,80 ÷ 0,90 ≈ 167kWh
| Modèle d'exploitation | Énergie CA | Énergie nominale |
|---|---|---|
| Pompe en continu | 210kWh | Environ 292kWh |
| Cycle de service de la pompe de 50 % | 120kWh | Environ 167kWh |
N'utilisez la valeur inférieure que si le modèle hydraulique et la séquence de régulation de niveau valident le cycle de service.
Vérifier séparément le démarrage de la pompe
Un moteur de 90kW peut exiger nettement plus de 90kVA pendant l'accélération.
Examinez :
- Méthode de démarrage
- Courant à rotor bloqué
- Facteur de puissance au démarrage
- Temps d'accélération
- Les charges auxiliaires simultanées
- Capacité de surcharge du PCS
Une batterie plus grande ne peut pas corriger un PCS sous-dimensionné.
Consultez le guide d'ingénierie du démarrage de moteurs par BESS et Guide technique sur les PCS et les onduleurs avant de choisir la puissance du convertisseur.
Coordonner la séquence d'urgence
- Maintenir le PLC, les capteurs de niveau, le SCADA et les alarmes.
- Confirmer le niveau du puits humide et le débit entrant.
- Démarrer le minimum de pompes de service requis.
- Vérifier le courant, la pression et le débit.
- N'ajouter une autre pompe que si le niveau continue de monter.
- Démarrer et synchroniser le groupe électrogène.
- Transférer le pompage de longue durée là où nécessaire.
- Recharger après le retour d'une marge suffisante.
La hiérarchie de commande doit suivre Architecture de communication entre le BMS et l'EMS.
L'EPA documente une batterie de 1MW dans une station d'épuration capable d'environ 15 minutes de secours pour l'ensemble de la station avant le transfert vers les groupes électrogènes, illustrant le rôle de relais du stockage.
Orientation produit MegSolid préliminaire
| Exigence critique | Orientation préliminaire |
|---|---|
| Jusqu'à 100 kW | ESSA0100B-0215 |
| Environ 125kVA | système refroidi par liquide 261,24kWh |
| 150–250kW | MEGA0150TS or MEGA0250TS |
| 250–500kW | MEGA0250TS ou MEGA0500TS |
| 500 kW – 1 MW | Système de stockage d'énergie par batterie (BESS) en conteneur ESSC |
| Plusieurs stations | Armoires distribuées ou système centralisé |
Les projets jusqu'à 100kW peuvent évaluer le Système de stockage d'énergie en armoire extérieure ESSA.
L'ESSA0100B-0215 est donné pour 100kW/215,04kWh et utilise un refroidissement par air intelligent avec protection IP54.
Consultez le guide de l'ESS en armoire extérieure 215kWh pour le contexte au niveau du modèle.
Les stations de plus forte puissance peuvent évaluer le système de conversion de puissance MEGA, avec des valeurs nominales de 150kW/165kVA, 250kW/275kVA et 500kW/550kVA.
Les grandes installations peuvent évaluer le système de stockage d'énergie en conteneur ESSC, y compris les configurations 500kW/1,0752MWh et 1MW/2,1504MWh.
Les opérateurs de plusieurs sites doivent comparer Armoires modulaires ou systèmes de stockage d'énergie (ESS) en conteneurs ?.
Le choix du produit reste soumis aux kVA de démarrage, à l'énergie utilisable, aux conditions ambiantes, à l'altitude de crue, à la distance de câblage, à la coordination des protections et à la séquence d'exploitation approuvée.
Exigences FAT et SAT
Le FAT doit simuler :
- La défaillance du réseau
- Un niveau élevé dans le puits humide
- La demande de démarrage de pompe
- Un échec de démarrage de pompe
- L'état de disponibilité du groupe électrogène
- Le SOC minimal
- Perte de communication
Le SAT doit vérifier le courant de démarrage, la réponse du PCS, le débit de pompe, la régulation du puits humide, les alarmes SCADA, le transfert du groupe électrogène et la logique de recharge.
Utilisez le Guide des essais de réception en usine (FAT) des BESS pour définir des critères de réussite/échec constatés en présence de témoins.
Recommandation finale en matière de passation de marchés
La conception doit prouver que :
- Le puits humide reste sous son niveau autorisé.
- Le débit de la pompe retenue correspond au débit entrant étudié.
- La puissance du PCS couvre la demande en fonctionnement et au démarrage.
- L'énergie de la batterie couvre le cycle de service vérifié.
- Les responsabilités du groupe électrogène et du BESS sont clairement séparées.
- La séquence complète réussit le FAT et le SAT.
Soumettez le planning des pompes, les niveaux du puits humide, les données de débit et le schéma unifilaire via le Page de demande d'informations sur le projet MegSolid.
FAQ
Q1 : Le système BESS doit-il alimenter toutes les pompes ?
Non. Elle doit assurer la capacité de pompage minimale requise pour garantir la sécurité du processus.
Q2 : Comment calcule-t-on l'autonomie résiduelle sans pompe ?
Divisez le stockage d'urgence utilisable par le débit entrant.
Q3 : que se passe-t-il si le débit de pompage est inférieur au débit entrant ?
Soustrayez le débit de pompage du débit entrant et calculez la durée à partir du taux d'accumulation net.
Q4 : le BESS peut-il assurer la transition le temps du démarrage du groupe électrogène ?
Oui. L'énergie de la batterie couvre la durée ; la puissance du PCS couvre la demande en fonctionnement et au démarrage.
Q5 : un BESS de 100kW peut-il alimenter une pompe de 90kW ?
Peut-être, mais les commandes, les auxiliaires, le facteur de puissance et la demande de démarrage doivent aussi convenir.
Q6 : un VFD peut-il réduire les exigences du PCS ?
Il peut réduire le courant de démarrage, sous réserve de compatibilité et d'une revue des harmoniques.
Q7 : le stockage du puits humide remplace-t-il l'alimentation de secours ?
Non. Il retarde l'échéance de réponse mais n'arrête pas l'afflux.
Q8 : le BESS peut-il aussi réaliser de l'écrêtage de pointe ?
Oui, si le SOC de secours reste réservé.
Q9 : un seul BESS peut-il alimenter plusieurs stations ?
Potentiellement, mais la distance de câblage et le risque de coupure simultanée peuvent favoriser des systèmes distribués.
Q10 : que faut-il pour un devis ?
Courbes de pompe, données du moteur, niveaux du puits humide, débit entrant, volume d'urgence, données du groupe électrogène et schéma unifilaire.
Q11 : comment dimensionner un BESS pour un poste de relevage d'eaux usées ?
Calculez l'autonomie hydraulique, la capacité minimale de pompage, la puissance de démarrage et l'énergie à partir du cycle de service réel.
Q12 : BESS ou groupe électrogène, lequel est préférable ?
Le BESS offre une réponse immédiate ; les groupes électrogènes assurent généralement une autonomie plus longue. Les stations critiques ont souvent besoin des deux.
Q13 : quelle est la donnée d'entrée clé du dimensionnement ?
Débit entrant, volume d'urgence utilisable, débit de la pompe active, demande de démarrage et durée de secours.
