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Stockage d'énergie pour la recharge des véhicules électriques en Colombie-Britannique : conception d'un système hors réseau de 1 MWh ou 2 MWh pour un site alimenté au diesel en monophasé

Système de recharge rapide hors réseau MegSolid pour véhicules électriques en Colombie-Britannique, comprenant une source diesel, un PCS, un BESS et des chargeurs triphasés, avec une carte de décision pour des capacités de 1 MWh et 2 MWh

Un projet de recharge de véhicules électriques à usage commercial en Colombie-Britannique peut présenter une analyse de rentabilité claire et pourtant se heurter à des obstacles au niveau de l'interface électrique. Les exigences de ce client sont spécifiques : une alimentation au diesel est disponible en monophasé, l'équipement de recharge nécessite une alimentation triphasée, l'installation est prévue en intérieur, et la comparaison initiale des options d'achat porte sur des capacités de stockage par batterie comprises entre environ 1 000 kWh et 2 000 kWh.

MegSolid considère cela comme un choix d’intégration système. La batterie, le PCS, le transformateur ou l’interface de conditionnement de phase, le chargeur de véhicule électrique, le générateur, le système de protection et le dossier d’homologation locale doivent tous fonctionner selon un schéma unifilaire unique et contrôlé. L’objectif de cette solution est d’aider l’équipe de projet à traduire cette exigence en un cahier des charges technique pouvant servir de base à un devis formel et à une étude technique.

Poste au sein du projet : Recharge rapide hors réseau de véhicules électriques commerciaux en Colombie-Britannique, avec un générateur diesel comme source d'énergie actuelle, un bus triphasé côté chargeur obligatoire et deux plages d'énergie préliminaires pour le système de stockage d'énergie par batterie (BESS).

Décision à prendrePreuves techniques requisesPourquoi cela modifie-t-il la solution ?
Interface entre le générateur et le système de stockage d'énergie par batterie (BESS)Plaque signalétique du générateur, tension, fréquence, configuration des phases, puissance réelle en kW, facteur de puissance, caractéristiques de l'alternateur et limites de fonctionnementDéfinit la conception du conditionnement de la source et de la protection
Puissance côté chargeurModèle de chargeur, tension d'entrée CA, puissance en kW par connecteur, nombre de connecteurs et règle d'utilisation simultanéeDéfinit la puissance PCS requise en régime continu et transitoire
Énergie de la batterieCourbe des sessions de recharge, nombre quotidien de véhicules, énergie par session, créneaux de recharge et objectif de réservePermet de distinguer un système de la classe 1 MWh d'un système de la classe 2 MWh
Installation en intérieurPlan des locaux, dégagements, ventilation, issues de secours, stratégie de lutte contre l'incendie et charges structurellesDétermine si la configuration physique sélectionnée peut être mise en œuvre
Procédure d'autorisation au CanadaAutorité compétente, entrepreneur en électricité, liste des équipements concernés et procédure d'évaluation sur site si nécessaireEmpêche qu'une liste d'équipements ne parvienne sur le site avant que son processus de validation ne soit défini

Commencez par l'architecture électrique

Conception d'un circuit d'alimentation partant d'un générateur diesel monophasé, passant par un système de conditionnement de l'alimentation ainsi que par les systèmes MegSolid PCS et BESS, pour aboutir à un bus triphasé côté chargeur de véhicules électriques

Le projet comporte deux questions de conversion distinctes. Elles doivent être notées séparément.

Le schéma unifilaire approuvé doit définir la séquence suivante :

Couche systèmeResponsabilité en matière de conceptionInformations à corriger
Générateur dieselFournisseur de groupes électrogènes / EPC localCaractéristiques de la source monophasée, fonctionnement au carburant, comportement du régulateur, puissance réelle disponible et protection
Étage de conditionnement de la source ou de conversion de phaseIngénieur électricien de projetTopologie de l'installation, conception du bus triphasé de 400 V, isolation, mise à la terre et coordination des défauts
BESS et PCSOffre d'ingénierie BESSAlimentation en courant continu, PCS (kW/kVA), modes de fonctionnement, signaux BMS/EMS et interface de protection
Distribution côté chargeurFournisseur d'EPC / de chargeursExigences relatives à l'alimentation CA du chargeur, tableau de distribution, disjoncteurs, emplacements des compteurs et tracés des câbles
Chargeurs rapides à courant continuFournisseur de chargeursPuissance du chargeur, norme de connecteur, partage de puissance, protocoles de commande et cible de service du véhicule

Points d'intégration PCS vérifiés :

Consultez les informations pertinentes Gamme d'onduleurs et de systèmes de stockage d'énergie (PCS) lors de la définition du module de conversion de puissance.

Interfaces du projet que l'EPC local doit verrouiller :

Dissocier l'alimentation du chargeur de l'énergie de la batterie

La comparaison entre 1 MWh et 2 MWh ne prend tout son sens qu'une fois que l'équipe s'est séparée puissance de énergie.

ArticleUnitéÀ quoi cela répond-il ?
Demande de puissance de sortie du chargeurkWQuelle est la puissance demandée par les véhicules à un moment donné ?
Puissance réelle disponible du générateurkWQuelle part de cette demande le générateur peut-il prendre en charge en continu au point de fonctionnement homologué ?
Puissance de décharge du BESSkW ou kVAQuelle partie du processus de recharge le PCS et le système de batterie doivent-ils prendre en charge ?
Énergie de la batteriekWh ou MWhCombien de temps le système peut-il maintenir le profil de décharge requis avant d'être rechargé ?
Période de rechargeheuresLe générateur est-il capable de rétablir le niveau de charge requis entre deux cycles de charge ?

Utilisez les données relatives à l'intervalle de conception en parallèle des totaux énergétiques quotidiens. Le calcul s'effectue comme suit :

Puissance de décharge requise du système de stockage d'énergie par batterie (BESS) pour chaque intervalle = demande simultanée de recharge des véhicules électriques − contribution approuvée du groupe électrogène.

Énergie préliminaire de la batterie = somme de l'énergie fournie par le système de stockage d'énergie par batterie (BESS) sur les intervalles correspondant aux journées de référence + la réserve du projet + la marge technique prévue pour la plage de fonctionnement approuvée.

Utilisez ces données toutes les 15 minutes :

Règle de décision :

Pour plus d'informations sur la puissance des chargeurs, l'alimentation disponible et la gestion du réseau BESS, consultez le document existant de MegSolid Station de recharge rapide pour véhicules électriques BESS article. Ce projet de BC se distingue par le fait que son point clé de conception réside dans la source diesel monophasée alimentant un système de charge triphasé.

Références de classe énergétique 1 MWh et 2 MWh avant validation de l'implantation intérieure

Le client a demandé deux plages énergétiques. La référence publique actuelle de MegSolid pour le modèle C&I en conteneur fournit deux points de départ électriques pertinents. Il s'agit de références de classe énergétique destinées à une première comparaison. La configuration finale dépend du profil de charge contrôlé, de la conception approuvée de l'implantation en intérieur et de la documentation actuelle relative au modèle.

Orientation préliminaireDonnées publiques vérifiéesCe que l'équipe du projet doit encore confirmer
Référence de classe énergétique ESSC0500B-1075Puissance nominale CA : 500 kW ; énergie nominale : 1,0752 MWh ; cellules LFP : 3,2 V/280 Ah ; 400 V CA ; 3W+N+PE ; 6 058 × 2 438 × 2 896 mm ; 21 000 kgCourbe de fonctionnement du chargeur, puissance de distribution (en kW), intervalle de recharge, faisabilité en intérieur et portée du certificat
Référence de classe énergétique ESSC1000B-2150Puissance nominale en courant alternatif : 1 000 kW ; énergie nominale : 2,1504 MWh ; cellules LFP : 3,2 V / 280 Ah ; 400 V CA ; 3W+N+PE ; 12 192 × 2 438 × 2 896 mm ; 38 000 kgCourbe de fonctionnement du chargeur, puissance de distribution (en kW), intervalle de recharge, faisabilité en intérieur et portée du certificat

Points de référence vérifiés et partagés :

Utilisez la valeur de 1,0752 MWh dans les cas suivants :

Faites glisser l'analyse vers la direction 2,1504 MWh lorsque :

Avant de considérer l'une ou l'autre de ces références comme définitive, veuillez soumettre le relevé de recharge de 15 minutes et confirmer les tests de réception, l'énergie utilisable, la compatibilité du chargeur ainsi que la preuve d'homologation canadienne.

Pour les déploiements nécessitant un format physique différent, déploiement d'un système de stockage d'énergie (ESS) en conteneurs doivent être examinées avant la validation de la conception des locaux et de la logistique. Les références relatives aux conteneurs fournissent les dimensions et la masse nécessaires à une comparaison énergétique préliminaire ; toutefois, leurs données publiques ne permettent pas de déterminer clairement s’il s’agit d’une installation en intérieur. L’implantation en intérieur nécessite donc un examen distinct portant sur le bâtiment, la sécurité incendie, les issues de secours, la ventilation, la structure et les autorisations avant que la configuration du produit ne soit validée.

Installez le générateur et l'oscilloscope PCS avant de comparer les batteries

Infographie sur les choix techniques comparant des références de systèmes de stockage d'énergie par batterie (BESS) de 1,0752 MWh et 2,1504 MWh, en fonction du profil de charge, de la puissance du générateur, de la plage de recharge et des justificatifs d'homologation pour une utilisation en intérieur

Lors d'une première comparaison de systèmes de stockage d'énergie par batterie (BESS), la décision relative à la capacité de la batterie est souvent prise avant même que le projet n'ait défini les interfaces avec la source d'alimentation et le chargeur. La matrice de décision suivante permet de respecter l'ordre approprié des étapes d'approvisionnement.

Si les données techniques indiquent que…L'analyse de la solution devrait porter sur…Résultats en matière d'achats
Pics de charge courts et de forte puissance, entrecoupés d'intervalles de récupérationPuissance de sortie du PCS (en kW), capacité d'acceptation de charge du générateur et taux de recharge de la batterieClasse PCS, interface de conditionnement de la source et logique de répartition
Recharges répétées tout au long de la journéeÉnergie totale du système de stockage d'énergie par batterie (BESS), durée de fonctionnement du générateur, réserve et fenêtre de rechargeOrientation énergétique de classe 1 MWh ou 2 MWh
Chargeurs nécessitant une tension alternative différente de celle du bus BESSTransformateur côté chargeur ou interface de distributionProgramme de tension, responsabilité des transformateurs et coordination des protections
Chargeurs multiples équipés d'un logiciel de partage de puissanceCommunications des chargeurs et priorité d'intervention du service de secours médical d'urgence (EMS)Matrice de communication et tableau des états de fonctionnement
Une source d'alimentation par générateur dont la puissance réelle est limitée en kWConception à conversion de phase, capacité de la source et régime du générateurRapport de validation du générateur avant la mise en production définitive du BESS

Étapes de sélection du PCS :

Les éléments connexes architecture de conversion de puissance Cette page fournit davantage d'informations contextuelles sur le débat autour du PCS.

Définir dès le début les conditions d'installation en intérieur et les justificatifs d'homologation BC

Points de contrôle pour l'agrément en Colombie-Britannique :

Avant l'émission d'un document d'achat :

Pour un projet d'installation intérieure de 1 MWh ou 2 MWh, veuillez remplir ces documents avant d'émettre les documents d'achat :

EnregistrementProblématique du projet à laquelle il apporte une réponse
Schéma unifilaire homologuéOù se situent le conditionnement de l'alimentation, le PCS, le BESS, la distribution des chargeurs et la protection
Profil de charge et de rechargeLes valeurs de puissance et de MWh permettent-elles de prendre en charge le service de recharge prévu ?
Fiche de validation du générateurLa puissance réelle du générateur et les conditions de fonctionnement permettent-elles les opérations de recharge et de charge ?
Tableau de homologation des équipementsQuel modèle, quel ensemble et quelle délimitation du système chaque certificat couvre-t-il ?
Plan d'ensemble de l'intérieurAccès aux locaux, itinéraire de levage, masse des équipements, dégagements, ventilation, stratégie de lutte contre l'incendie et issues de secours
Tableau des états de fonctionnement de l'EMSPriorité entre le service de recharge, la réserve de batterie, la charge du générateur et la maintenance programmée
Plan de mise en service et de réceptionTests fonctionnels, alarmes, verrouillages, communications, partage de puissance entre chargeurs et critères de transfert

Cette approche axée sur la documentation s'inscrit dans la lignée de la cadre d'évaluation technique utilisé par les équipes EPC. Il fournit aux autorités locales chargées de l'agrément et de l'installation les éléments nécessaires pour évaluer l'ensemble du dossier du projet.

Limites d'alimentation de cette solution de recharge pour véhicules électriques

La demande du client porte sur les tarifs des PCS et des transformateurs. La meilleure approche consiste à établir le devis sous forme de forfaits spécifiques, chacun correspondant au schéma unifilaire approuvé.

ColisÉléments types à définirValidation technique en charge
Pack BESSSystème d'énergie par batterie, BMS, gestion thermique, boîtier, PCS configuré le cas échéant, interfaces EMS et documentation d'usineÉtude technique MegSolid et fiche technique homologuée
Offre PCSModèle PCS, tension du bus CA, kW/kVA, configuration du transformateur d'isolement, commandes et ports de communicationIngénieur en génie civil chez MegSolid et ingénieur électricien de projet
Ensemble de conditionnement à la sourceInterface de générateur monophasé, équipements de conversion de phase ou de conditionnement, protection du générateur et intégration des systèmes de commande du générateurEntreprise locale spécialisée dans les certificats de performance énergétique (EPC), fournisseur de groupes électrogènes et ingénieur électricien
Kit de rechargeChargeurs CC, connecteurs, plateforme de gestion de la recharge, équipement d'entrée CA des chargeurs et mise en service côté chargeurFournisseur de chargeurs et EPC local
Pack siteTravaux de construction, aménagement des locaux, cheminement des câbles, appareillage électrique, mise à la terre, permis, coordination des contrôles et mise en serviceÉquipe locale chargée de l'EPC et des relations avec les autorités

Les conseils techniques de MegSolid peuvent porter sur :

Évaluer l'ensemble Gamme de systèmes de stockage d'énergie C&I ainsi que les ensembles complets de conditionnement de la source et de chargeurs. L'énergie nominale est l'un des éléments compris dans le périmètre complet du système.

Limite PV : Les équipements photovoltaïques ne font pas partie de l'offre actuelle de MegSolid. Un ensemble photovoltaïque devra être acquis ultérieurement sur place et ajouté au tableau des états de fonctionnement de l'EMS dans le cadre d'une étude technique spécifique au site.

Les informations nécessaires à l'élaboration d'une solution technique

Veuillez envoyer les données suivantes en un seul dossier afin de transformer la comparaison entre 1 MWh et 2 MWh en une proposition technique détaillée :

Veuillez envoyer la fiche technique du générateur, les données relatives à l'entrée CA du chargeur et le programme de charge de 15 minutes à [email protected]. MegSolid peut fournir une liste de contrôle préliminaire relative à l'interface BESS/PCS, une comparaison entre les capacités de 1 MWh et 2 MWh, ainsi que les données encore nécessaires avant la validation de la configuration.

Veuillez envoyer le plan de la salle, les exigences locales en matière d'homologation et la tension nominale du bus triphasé à [email protected]. La réponse peut préciser la documentation relative au produit, les limites de l'équipement et les questions techniques nécessaires à l'équipe locale chargée de l'EPC et de l'homologation.

MegSolid apporte son soutien aux volets BESS et PCS de cette décision grâce à des données produit validées et à des contributions techniques spécifiques au projet. Pour une discussion complète sur les produits et leur intégration, veuillez utiliser dossier d'ingénierie du projet assistance après avoir rassemblé les documents mentionnés ci-dessus.

FAQ

Le fournisseur du générateur doit fournir la plaque signalétique, la tension, la fréquence, la configuration des phases, la puissance nominale et la puissance continue en kW réels, le facteur de puissance, les caractéristiques de l’alternateur, les informations relatives à l’acceptation de charge, le mode de commande et les limites de fonctionnement. Ces données permettent de définir le côté source du schéma unifilaire et la fenêtre de recharge.

La puissance de charge détermine la question de la puissance du PCS et de la décharge de la batterie. L'énergie de la batterie dépend de la durée des cycles de charge, de leur fréquence, des périodes de recharge et de la réserve de fonctionnement. Un enregistrement de 15 minutes correspondant à une journée type constitue une base de comparaison adéquate.

Une classe de 2 MWh devient pertinente lorsque des cycles de recharge répétés, des périodes d’approvisionnement en énergie plus longues, une réserve d’exploitation plus importante ou une fenêtre de recharge limitée font passer les besoins énergétiques calculés au-delà de la plage de fonctionnement de la classe 1 MWh.

Les bornes de recharge pour véhicules électriques et le bus BESS/PCS de 400 V fonctionnent selon une architecture triphasée. L'interface du générateur doit définir le conditionnement de phase, la tension, la mise à la terre, la protection et la commande du générateur avant que les responsabilités liées à l'équipement puissent être levées.

Les listes de référence publiques contrôlées MEGA0030TS à MEGA0500TS couvrent une plage de puissance comprise entre 30 et 500 kW, avec un raccordement triphasé à 400 V CA et un transformateur d'isolement intégré. Le choix final dépend de la puissance de déploiement calculée du système de stockage d'énergie par batterie (BESS) et du schéma unifilaire approuvé.

L'ESSC0500B-1075 affiche une puissance nominale en courant alternatif de 500 kW et une énergie nominale de 1,0752 MWh, grâce à des cellules LFP de 3,2 V/280 Ah. Ses dimensions indiquées sont de 6 058 × 2 438 × 2 896 mm et son poids indiqué est de 21 000 kg.

L'ESSC1000B-2150 affiche une puissance nominale en courant alternatif de 1 000 kW et une énergie nominale de 2,1504 MWh, grâce à des cellules LFP de 3,2 V/280 Ah. Ses dimensions nominales sont de 12 192 × 2 438 × 2 896 mm et son poids nominal est de 38 000 kg.

Le devis doit mentionner séparément l'ensemble BESS, l'ensemble PCS, l'ensemble de conditionnement de la source du générateur, l'ensemble de chargeurs et l'ensemble d'installation sur site. Chaque ligne doit faire référence au schéma unifilaire approuvé et indiquer la partie responsable de la validation technique.

Commencez par vous renseigner sur l’autorité compétente, l’entrepreneur en électricité, le tableau de homologation des équipements, les marquages canadiens ou la procédure d’évaluation sur site, la configuration des locaux, la stratégie de lutte contre l’incendie, le plan d’évacuation et le périmètre de la mise en service. Il est indispensable de consulter Technical Safety BC pour connaître la procédure locale en vigueur.

Veuillez fournir les données relatives au générateur, au chargeur, au profil de charge toutes les 15 minutes, au plan des locaux, aux autorisations requises, aux coordonnées du responsable EPC local et à la date de mise en service prévue. Cela permettra à MegSolid de définir les interfaces du système de stockage d'énergie par batterie (BESS) et du système de conversion de puissance (PCS) sans attribuer de durées d'exécution non prises en charge ni de demandes d'autorisation non valides.

Dans le cas d'une borne de recharge commerciale en Colombie-Britannique, le stockage d'énergie destiné à la recharge des véhicules électriques consiste en un ensemble composé d'un système de stockage d'énergie par batterie (BESS) et d'un système de contrôle de puissance (PCS) qui stocke l'énergie et la redistribue pour alimenter le bus CA côté chargeur, conformément à un plan d'exploitation approuvé. Les normes électriques locales et la procédure d'homologation déterminent les limites finales du système installé.

Il peut s'intégrer dans une solution de recharge hors réseau lorsque la puissance réelle en kW du générateur, la configuration des phases, les équipements de conditionnement de la source, le profil de recharge et la plage horaire de recharge sont conçus de manière coordonnée. Le fournisseur du générateur et l'ingénieur électricien valident l'interface finale.

Un chargeur de véhicules électriques à batterie tampon utilise un système de stockage d'énergie par batterie (BESS) pour fournir une puissance régulée pendant les périodes de recharge à forte demande, tandis que la source en amont alimente le système sur l'ensemble de la plage de fonctionnement. Ce système nécessite un profil de recharge défini, un plan de répartition EMS et une validation par les autorités locales.

Choisissez la plage d'énergie préliminaire à partir du profil de charge de 15 minutes pour une journée type, de la contribution approuvée du groupe électrogène, de la fenêtre de recharge et de la réserve d'exploitation requise. La puissance du chargeur (en kW) détermine la puissance requise pour le système de stockage d'énergie (PCS) ; la demande d'énergie répétée détermine la quantité d'énergie en MWh.

L'ingénieur électricien chargé du projet doit vérifier, sur le schéma unifilaire approuvé, la topologie de conditionnement de la source ou de conversion de phase, la tension du bus, la mise à la terre, la coordination des protections, la commande du générateur et les exigences relatives à l'entrée du chargeur.

Veuillez nous envoyer la fiche technique du générateur, les fiches techniques des chargeurs, le programme de recharge de 15 minutes, le plan d'aménagement intérieur, la procédure d'homologation canadienne requise et la date cible de mise en service. Ces informations permettront d'établir une définition préliminaire du périmètre de l'interface BESS/PCS et d'examiner l'orientation du produit.

MegSolid (Hong Kong) Limited se concentre sur la R&D, la conception et la fourniture de systèmes de stockage d'énergie haute performance. Forts de dix ans d'accumulation technique, nous proposons des solutions d'armoires extérieures de stockage d'énergie personnalisées, des onduleurs résidentiels et des solutions d'alimentation portable à des clients du monde entier.
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