Kā enerģijas uzkrāšanas kabeļi atbalsta gan uzlādi, gan izlādi?

— Veiktspējas un drošības nodrošināšana modernās enerģijas uzkrāšanas sistēmās

Tā kā pasaule paātrina virzību uz mazoglekļa, inteliģentas enerģijas nākotni, enerģijas uzkrāšanas sistēmas (ESS) kļūst neaizstājamas. Neatkarīgi no tā, vai tā ir tīkla balansēšana, komerciālo lietotāju pašpietiekamības nodrošināšana vai atjaunojamās enerģijas piegādes stabilizēšana, ESS ir centrāla loma mūsdienu enerģijas infrastruktūrā. Saskaņā ar nozares prognozēm, globālais enerģijas uzkrāšanas tirgus līdz 2030. gadam strauji pieaugs, veicinot pieprasījumu visā piegādes ķēdē.

Šīs revolūcijas pamatā ir kritiska, bet bieži vien aizmirsta sastāvdaļa —enerģijas uzkrāšanas kabeļiŠie kabeļi savieno būtiskas sistēmas daļas, tostarp akumulatoru elementus, akumulatoru pārvaldības sistēmas (BMS), jaudas pārveidošanas sistēmas (PCS) un transformatorus. To veiktspēja tieši ietekmē sistēmas efektivitāti, stabilitāti un drošību. Šajā rakstā ir pētīts, kā šie kabeļi apstrādā divvirzienu strāvu — uzlādi un izlādi —, vienlaikus izpildot nākamās paaudzes enerģijas uzkrāšanas augstās prasības.

Kas ir enerģijas uzkrāšanas sistēma (ESS)?

Enerģijas uzkrāšanas sistēma ir tehnoloģiju kopums, kas uzglabā elektroenerģiju vēlākai izmantošanai. Uztverot lieko elektroenerģiju no tādiem avotiem kā saules paneļi, vēja turbīnas vai pats tīkls, ESS var atbrīvot šo enerģiju, kad tas nepieciešams, piemēram, maksimālā pieprasījuma vai strāvas padeves pārtraukumu laikā.

ESS galvenās sastāvdaļas:

• Akumulatora elementi un moduļi:Uzglabāt enerģiju ķīmiski (piemēram, litija jonu akumulatoros, LFP)

• Akumulatora pārvaldības sistēma (BMS):Uzrauga spriegumu, temperatūru un stāvokli

• Jaudas pārveidošanas sistēma (PCS):Pārveido starp maiņstrāvu un līdzstrāvu tīkla mijiedarbībai

• Komutācijas iekārtas un transformatori:Aizsargājiet un integrējiet sistēmu plašākā infrastruktūrā

ESS galvenās funkcijas:

• Režģa stabilitāte:Piedāvā tūlītēju frekvences un sprieguma atbalstu, lai uzturētu tīkla līdzsvaru

• Maksimālā skūšanās:Izlādē enerģiju maksimālās slodzes laikā, samazinot komunālo pakalpojumu izmaksas un slodzi infrastruktūrai

• Atjaunojamo energoresursu integrācija:Uzglabā saules vai vēja enerģiju, kad tās ražošana ir augsta, un nodod to tālāk, kad tās ir zemas, tādējādi samazinot pārtraukumus

Kas ir enerģijas uzkrāšanas kabeļi?

Enerģijas uzkrāšanas kabeļi ir specializēti vadītāji, ko izmanto enerģijas uzglabāšanas sistēmās (ESS), lai pārraidītu augstu līdzstrāvas strāvu un vadības signālus starp sistēmas komponentiem. Atšķirībā no parastajiem maiņstrāvas kabeļiem, šiem kabeļiem jāiztur:

• Nepārtraukts augsts līdzstrāvas spriegums

• Divvirzienu jaudas plūsma (uzlāde un izlāde)

• Atkārtoti termiskie cikli

• Augstas frekvences strāvas izmaiņas

Tipiska konstrukcija:

• Diriģents:Daudzdzīslu alvas vai tīra vara vads elastībai un augstai vadītspējai

• Izolācija:XLPO (šķērssaistīts poliolefīns), TPE vai citi augstas temperatūras polimēri

• Darba temperatūra:Līdz 105°C nepārtraukti

• Nominālais spriegums:Līdz 1500 V līdzstrāva

• Dizaina apsvērumi:Ugunsdrošs, UV izturīgs, bez halogēna, maz dūmu

Kā šie kabeļi tiek galā ar uzlādi un izlādi?

Enerģijas uzkrāšanas kabeļi ir paredzēti, lai pārvaldītudivvirzienu enerģijas plūsmaefektīvi:

• Laikāuzlāde, tie pārvada strāvu no tīkla vai atjaunojamiem energoresursiem uz akumulatoriem.

• Laikāizlāde, tie vada augstu līdzstrāvu no akumulatoriem atpakaļ uz PCS vai tieši uz slodzi/tīklu.

Kabeļiem jābūt:

• Uzturēt zemu pretestību, lai samazinātu jaudas zudumus biežas ciklēšanas laikā

• Tiek galā ar maksimālajām izlādes strāvām bez pārkaršanas

• Nodrošina pastāvīgu dielektrisko izturību pastāvīgā sprieguma ietekmē

• Nodrošina mehānisko izturību šaurās plauktu konfigurācijās un āra apstākļos

Enerģijas uzkrāšanas kabeļu veidi

1. Zemsprieguma līdzstrāvas savienošanas kabeļi (<1000 V līdzstrāva)

• Pievienojiet atsevišķas akumulatora šūnas vai moduļus

• Smalki dzīslu vara vadi nodrošina elastību kompaktās telpās

• Parasti novērtēts 90–105 °C

2. Vidēja sprieguma līdzstrāvas maģistrālie kabeļi (līdz 1500 V līdzstrāvai)

• Pārvadīt enerģiju no akumulatoru kopām uz PCS

• Paredzēts lielai strāvai (no simtiem līdz tūkstošiem ampēru)

• Pastiprināta izolācija augstām temperatūrām un UV starojuma iedarbībai

• Izmanto konteinerizētās ESS, komunālo pakalpojumu mēroga instalācijās

3. Akumulatora savienojuma instalācijas

• Modulāras instalācijas ar iepriekš uzstādītiem savienotājiem, uzgaļiem un griezes momenta kalibrētiem galiem

• Atbalsta “plug & play” iestatīšanu ātrākai instalēšanai

• Nodrošina ērtu apkopi, paplašināšanu vai moduļu nomaiņu

Sertifikāti un starptautiskie standarti

Lai nodrošinātu drošību, izturību un globālu pieņemšanu, enerģijas uzkrāšanas kabeļiem jāatbilst galvenajiem starptautiskajiem standartiem. Visbiežāk sastopamie standarti ir:

Ražotājiem jāveic arī testi attiecībā uz:

• Termiskā izturība

• Sprieguma izturība

• Sāls miglas korozija(piekrastes iekārtām)

• Elastība dinamiskos apstākļos

Kāpēc enerģijas uzkrāšanas kabeļi ir kritiski svarīgi?

Mūsdienu arvien sarežģītākajā enerģijas ainavā kabeļi kalpo kāenerģijas uzkrāšanas infrastruktūras nervu sistēmaKabeļa darbības traucējumi var izraisīt:

• Pārkaršana un ugunsgrēki

• Strāvas padeves pārtraukumi

• Efektivitātes zudums un priekšlaicīga akumulatora degradācija

No otras puses, augstas kvalitātes kabeļi:

• Pagariniet akumulatora moduļu kalpošanas laiku

• Samaziniet jaudas zudumus riteņbraukšanas laikā

• Nodrošina ātru izvietošanu un modulāru sistēmas paplašināšanu

Enerģijas uzkrāšanas kabeļu nākotnes tendences

• Augstāks jaudas blīvums:Pieaugot enerģijas pieprasījumam, kabeļiem ir jāiztur augstāks spriegums un strāva kompaktākās sistēmās.

• Modularizācija un standartizācija:Kabeļu komplekti ar ātrās savienošanas sistēmām samazina darbu uz vietas un kļūdas.

• Integrēta uzraudzība:Tiek izstrādāti viedie kabeļi ar iestrādātiem sensoriem reāllaika temperatūras un strāvas datu mērīšanai.

• Videi draudzīgi materiāli:Halogēnus nesaturoši, pārstrādājami un mazdūmojoši materiāli kļūst par standartu.

Enerģijas uzkrāšanas kabeļu modeļa atsauces tabula

Lietošanai enerģijas uzkrāšanas sistēmās (ESPS)

UL atzīti enerģijas uzkrāšanas kabeļi

Enerģijas uzkrāšanas kabeļa izvēles padomi:

Secinājums

Globālajām energosistēmām pārejot uz dekarbonizāciju, enerģijas uzkrāšana ir viens no pamatpīlāriem, un enerģijas uzkrāšanas kabeļi ir tās svarīgākie savienotāji. Šie kabeļi, kas paredzēti izturībai, divvirzienu jaudas plūsmai un drošībai pie lielas līdzstrāvas slodzes, nodrošina, ka ESS var piegādāt tīru, stabilu un atsaucīgu jaudu tur un tad, kad tā visvairāk nepieciešama.

Pareiza enerģijas uzkrāšanas kabeļa izvēle nav tikai tehnisko specifikāciju jautājums —Tas ir stratēģisks ieguldījums ilgtermiņa uzticamībā, drošībā un veiktspējā.