مطالعه موردی جامع در مورد تدارکات و پیاده‌سازی سیستم‌های ذخیره انرژی تجاری و صنعتی

فرانکفورت، آلمان – در گامی مهم به سوی پایداری و کارایی عملیاتی، یک کارخانه تولیدی پیشرو در فرانکفورت با موفقیت یک سیستم ذخیره انرژی باتری در فضای باز پیشرفته را مستقر کرده است. این ابتکار عمل، اتخاذ فزاینده راه‌حل‌های انرژی تجدیدپذیر در بخش صنعتی اروپا برجسته می‌کند و به چالش‌های اقتصادی و زیست‌محیطی می‌پردازد.

این کارخانه تولیدی که در قطعات خودرو تخصص دارد، با افزایش هزینه‌های برق و مشکلات مکرر بی‌ثباتی شبکه مواجه بود. با توجه به اهداف اقلیمی بلندپروازانه آلمان و افزایش قیمت انرژی، مدیریت به دنبال یک راه‌حل قوی برای کاهش اتکا به منابع انرژی سنتی و در عین حال افزایش انعطاف‌پذیری انرژی بود.

پس از تحقیقات گسترده، تیم مهندسی این کارخانه یک سیستم ذخیره انرژی باتری در فضای باز یکپارچه را به عنوان راه‌حل ایده‌آل شناسایی کرد. توانایی این سیستم در ادغام یکپارچه با پنل‌های خورشیدی، پشتیبانی از شارژ وسایل نقلیه الکتریکی (EV) DC و عملکرد کارآمد در شرایط مختلف، آن را به انتخابی عالی برای نیازهای آنها تبدیل کرد.

این پروژه در طول چندین ماه انجام شد:

• مارس 2023:مطالعات امکان‌سنجی اولیه و ارزیابی فروشندگان.
• ژوئن 2023:تصمیم خرید نهایی و سفارشی‌سازی سیستم.
• سپتامبر 2023:نصب و راه‌اندازی.
• نوامبر 2023:استقرار عملیاتی کامل و اعتبارسنجی عملکرد.

پرسنل کلیدی درگیر شامل مدیر کارخانه، رئیس مهندسی و مسئول پایداری بودند که برای اطمینان از همسویی پروژه با اهداف عملیاتی و زیست‌محیطی، از نزدیک با هم همکاری کردند.

سیستم ذخیره انرژی شامل مجموعه‌ای جامع از اجزای طراحی شده برای قابلیت اطمینان، ایمنی و مقیاس‌پذیری است. در زیر فهرستی دقیق از تمام قطعات و لوازم جانبی یکپارچه شده است:

1. بسته باتری
   • مدل سلول: LiFePO4-100Ah
   • محدوده ظرفیت: قابل تنظیم از 46.08 کیلووات ساعت تا 207.36 کیلووات ساعت
2. سیستم تبدیل توان (PCS)
   • نوع اتصال شبکه: 3P4W+PE
   • توان نامی: مدل‌های 30 کیلووات / 60 کیلووات موجود است
   • محدوده فرکانس: 50/60 هرتز (±2.5 هرتز)
3. سیستم مدیریت باتری (BMS)
   • عملکرد بهینه و طول عمر سلول‌های باتری را تضمین می‌کند
4. سیستم اطفای حریق
   • سرکوب آتش FM200 خودکار (با گزینه‌های Novec1230 یا Aerosol)
5. سیستم کنترل دما
   • تهویه مطبوع برای کابینت‌های باتری
   • خنک‌کننده هوای اجباری برای کابینت‌های الکتریکی
6. سیستم نظارت
   • ردیابی داده‌ها در زمان واقعی و قابلیت‌های مدیریت از راه دور
7. رابط‌های ارتباطی
   • پورت‌های RS485 و اترنت
   • پروتکل‌ها: Modbus RTU، Modbus TCP/IP
8. مکانیسم خنک‌کننده
   • طراحی مجرای هوای جداگانه برای مدیریت حرارتی پیشرفته
9. ادغام فتوولتائیک (اختیاری)
   • حداکثر توان ورودی PV: تا 120 کیلووات
   • محدوده ولتاژ PV: 200 ولت تا ولتاژ باس منهای 50 ولت
10. ویژگی‌های ساختاری و ایمنی
    • محفظه با درجه IP55، مناسب برای استفاده در فضای باز
    • تشخیص گاز قابل اشتعال
    • نصب عایق دو پیچ برای ایمنی
11. لوازم جانبی اضافی
    • طراحی مدولار برای توسعه‌های انعطاف‌پذیر
    • پشتیبانی از اتصالات موازی تا شش واحد
    • انتشار نویز: ≤75 دسی‌بل

از زمان پیاده‌سازی، سیستم ذخیره انرژی مزایای ملموسی را ارائه کرده است:

• صرفه‌جویی در هزینه: با استفاده از تعرفه‌های زمان مصرف، این کارخانه باتری‌ها را در ساعات غیر اوج شارژ می‌کند و در طول تقاضای اوج تخلیه می‌کند و هزینه‌های برق را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد.
• استقلال انرژی: در طول قطعی شبکه، این سیستم منبع تغذیه بدون وقفه را برای بارهای حیاتی تضمین می‌کند.
• تاثیرات زیست‌محیطی: افزایش استفاده از انرژی خورشیدی، ردپای کربن را کاهش می‌دهد و با ابتکارات سبز آلمان همسو می‌شود.
• مقیاس‌پذیری: طراحی مدولار امکان توسعه‌های آینده را برای پاسخگویی به نیازهای رو به رشد انرژی فراهم می‌کند.

استقرار موفقیت‌آمیز این سیستم ذخیره انرژی، امکان‌سنجی آن را برای کاربردهای صنعتی و تجاری در سراسر جهان نشان می‌دهد. این راه‌حل با ادغام فناوری پیشرفته با عملکرد عملی، نه تنها به چالش‌های عملیاتی فوری می‌پردازد، بلکه راه را برای آینده‌ای پایدار در انرژی هموار می‌کند.

همانطور که یکی از مهندسان درگیر در این پروژه اشاره کرد، «این سیستم نشان‌دهنده یک تغییر پارادایم در نحوه مدیریت انرژی توسط تأسیسات صنعتی است—ترکیب کارایی، قابلیت اطمینان و مدیریت محیط زیست.»

این مطالعه موردی بر اساس مشخصات فنی در دسترس عموم و بهترین شیوه‌های صنعت است. تمام نام‌ها، مکان‌ها و شناسه‌های خاص برای اطمینان از انطباق با حریم خصوصی و دستورالعمل‌های ضد نقض، داستانی شده‌اند.