Vzorové řešení: 6 MW / 36 MWh

Střední utility-scale konfigurace se třemi zcela nezávislými PCS bloky — rozložení rizika, snazší servis a možnost částečného provozu i při výpadku jednoho bloku. Vychází z reálně zpracovaného technického návrhu pro lokalitu v ČR, čísla a rozvržení jsou obecně platná pro projekty této velikosti.

Přehled

Konfigurace systému

Battery kontejnery9× battery kontejner 4,17 MWh (20ft), 3× v každém ze 3 bloků
Nameplate kapacita při BOL37,61 MWh
Užitná AC kapacita při BOL (MV POC)33,85 MWh
PCS-transformátor bloky3× Power Electronics Multi PCSK-FP2865K3 (3 busbary), 2,865 MVA jmenovitě, limitováno na 2,21 MVA
MV skid (vč. RMU)3× Power Electronics MV skid
Nameplate instalovaný zdánlivý výkon8,56 MVA (limitováno na 6,63 MVA)
Zdánlivý výkon na MV POC6,37 MVA
Reálný výkon na MV POC (PF 0,95)6,01 MW
Připojovací napětí22 kV
Doba nabíjení/vybíjení5,6 h na blok
Cykly za den2
Aplikacezáložní zdroj (backup), aFRR
Doba životnosti projektu20 let (nebo 60 % SOH, nebo 8000 cyklů — podle toho, co nastane dřív)

Poměrové ukazatele návrhu: DC nameplate/AC užitná kapacita 1,11; DC užitná/AC užitná kapacita 1,04; DC nameplate/požadovaná kapacita 1,04; AC užitná/požadovaná kapacita 0,94. Augmentace (dodatečné navýšení kapacity v budoucnu) není v tomto návrhu potřeba.

Topologie

Obecné jednopólové schéma zapojení

BESS se připojuje na MV síť (POC) přes LV/MV transformátor. Do rozsahu dodávky Jinko spadají baterie, PCS a MV skid včetně LV AC kabeláže. DC kabeláž mezi bateriemi a PCS a MV AC kabeláž od MV rozváděče transformátoru k HV POC nejsou součástí dodávky Jinko.

Obecné jednopólové schéma zapojení — baterie, PCS, MV skid platforma, MV/HV transformátor a připojení do sítě
Konfigurace bloků

Tři nezávislé bloky po 3 kontejnerech

Každý ze tří bloků obsahuje vlastní MV stanici (transformátor + RMU), vlastní PCS (2865 kW, limitováno na 2210 kW) a 3× battery kontejner 4,17 MWh — dohromady 5,6hodinový blok. Bloky jsou na sobě nezávislé, což umožňuje snazší servis a částečný provoz i při výpadku jednoho bloku.

Jednopólové schéma BESS — tři bloky po 3 kontejnerech 4,17 MWh, každý s vlastním PCS 2865 kW a MV stanicí, připojení na 22 kV
Baterie

Battery kontejner 4,17 MWh

Chemie článkůLFP
Výrobce článkůJinko / EVE / REPT
Kapacita článku314 Ah
Max. C-rate článku0,5C
Rozměry článku (Š×D×V)174×72×205 mm
Váha článku5,6 kg
Jmenovitá energie článku1004,8 Wh
Hustota energie (gravimetrická)175 Wh/kg
Hustota energie (volumetrická)2,581 kW/l
Napěťový rozsah článku2,8–3,6 V (jmenovité 3,2 V)
Napěťový rozsah kontejneru1164,8–1497,6 V DC
Max. počet cyklů8000 cyklů
Návrhová životnostdo SOH 60 % / 20 let / 8000 cyklů
Max. cyklů za den2
Max. cyklů za rok730
Klidová doba (mezi nabíjením/vybíjením)1 h
Počet racků na kontejner10
Max. váha kontejneru42 000 kg
Barvabílá
Komunikační protokolyEthernet / RS485 / CAN
Krytí (IP)IP55
Korozní odolnostaž C5 (dle ISO 12944)
Max. hlučnost80 dB @1 m
Chlazeníkapalinové
Provozní teplota−30 až 50 °C
Bezpečnost

Požární a bezpečnostní vybavení kontejneru

Detektor kouřeano
Detektor teplaano
Detektor plynu (CO, H2, VOC)ano
Monitoring teploty uvnitř kontejneruano
Regulace vlhkostiano
HasivoPerfluorohexanon
Suchovod pro vodní hašeníano
Aktivní protivýbuchová ochrana (odvětrání)ano
Pasivní protivýbuchová ochrana (deflagrační panel)ano
Baterie — pack a rack

Skladba battery packu a racku

Battery pack
Počet článků na pack104
Konfigurace1P104S
Napěťový rozsah268,4–332,8 Vdc
Jmenovité napětí374,4 Vdc
Jmenovitá kapacita104,5 kWh
Výkon52,25 kW
Rozměry (D׊×V)785×2190×240 mm
Váha650 kg
Hustota energie (gravimetrická)160,77 Wh/kg
Hustota energie (volumetrická)0,253 kW/l
KrytíIP67
Battery rack
Počet modulů na rack4
Konfigurace1P416S
Napěťový rozsah1164,8–1497,6 Vdc
Jmenovité napětí1331,2 Vdc
Jmenovitá kapacita314 Ah
Jmenovitá energie418 kWh
Rozměry (D׊×V)805×2192×2664 mm
Váha2600 kg
Výkonová elektronika

PCS a MV stanice

Počet DC/DC konvertorů0 (nepoužívá se)
Výrobce PCSPower Electronics
Obchodní název PCSMulti PCSK-FP2865K3 (3 busbary)
Jmenovitý výkon PCS2,865 MVA / 2,865 MW (limitováno na 2,21 MVA/MW)
Jalový výkon (předbíhající) @Vn0,86 p.u.
Jalový výkon (zpožděný) @Vn0,86 p.u.
Krytí PCSIP55
Výrobce MV transformátoruEltas
Výkon MV transformátoru2865 kVA
Počet MV transformátorů3
Výrobce rozváděčeOrmazabal / Siemens
Technologie rozváděčeSF6
Účinnost

Ztráty a účinnost systému

Účinnost přepravy před COD (6 měsíců @25 °C)98,69 %
DC účinnost systému97,00 %
Účinnost racku a nesouměrnosti99,00 %
Účinnost DC kabeláže (mimo rozsah Jinko)99,80 %
Účinnost PCS97,94 %
Účinnost LV AC kabeláže99,40 %
Účinnost MV transformátoru99,20 %
Účinnost MV AC kabeláže 1 (mimo rozsah Jinko)99,70 %
Účinnost HV transformátoru (referenčně)99,50 %
Účinnost MV AC kabeláže 2 + HV AC kabeláže (referenčně)99,50 %
Průměrná denní účinnost pomocné spotřeby (6 MW, BOL)98,82 %
Vybíjecí účinnost na MV POC94,27 %
Nabíjecí účinnost vč. pomocné spotřeby na MV POC88,44 %
AC/AC RTE (bez pomocné spotřeby) při BOL87,34 %
AC/AC RTE (vč. pomocné spotřeby) při BOL82,83 %
DC/DC RTE vč. pomocné spotřeby při BOL94,6 %
Hlučnost<80 dB @1 m; <61 dB @10 m
Kalendářní stárnutí (skladování mezi FAT a COD)1,31 % pokles SOH za 6 měsíců; 3 % pokles SOC/měsíc
Degradace

Vývoj užitné kapacity a účinnosti v čase

Systém je navržen s rezervou kapacity (nameplate 37,61 MWh oproti požadavku 36 MWh), aby po degradaci článků stále splňoval smluvně požadovanou kapacitu — princip popsaný v slovníku pojmů (degradace kapacity). Návrhová hranice je 8000 cyklů nebo 60 % SOH, podle toho, co nastane dřív.

Vývoj užitné kapacity v čase — pokles z 33,85 MWh na cca 21,7 MWh po 13 letech / 8000 cyklech
Vývoj DC a AC round-trip účinnosti (RTE) v čase, s pomocnou spotřebou i bez ní
RokCyklySOHUžitná kapacita na MV POC (MWh)AC RTE bez pomocné spotřebyAC RTE vč. pomocné spotřeby
00100,00 %33,8587,34 %82,83 %
173093,93 %31,7987,16 %82,37 %
2146090,38 %30,5987,01 %82,04 %
3219087,59 %29,6586,87 %81,75 %
4292085,25 %28,8586,69 %81,45 %
5365083,11 %28,1386,56 %81,19 %
6438080,93 %27,3986,40 %80,90 %
7511078,80 %26,6786,21 %80,58 %
8584076,40 %25,8686,08 %80,28 %
9657073,98 %25,0485,96 %79,98 %
10730071,77 %24,2985,76 %79,62 %
11803069,20 %23,4285,63 %79,28 %
12876066,64 %22,5685,48 %78,90 %
13949064,09 %21,6985,32 %78,49 %

Hodnoty na MV POC. Ekvivalentní tabulka na HV POC (po odečtení účinnosti MV/HV transformátoru) je k dispozici na vyžádání — orientačně jde o pokles z 35,23 MWh (rok 0, vč. pomocné spotřeby při DC svorkách baterie) na 22,58 MWh (rok 13), s AC RTE vč. pomocné spotřeby klesající z 81,14 % na 76,87 %.

Regulační rozsah

PQ diagram — jalový výkon

PQ diagram je aproximace počítaná při jmenovitém napětí a návrhové teplotě, potvrzení proběhne po výběru konkrétního výrobce PCS. Ukazuje dostupný rozsah činného (P) a jalového (Q) výkonu na MV i HV POC v porovnání s požadavkem grid kódu.

PQ diagram — dostupný rozsah činného a jalového výkonu na MV a HV POC, maximální výkon na svorkách baterie 7,52 MW
Pomocná spotřeba

Spotřeba pomocných systémů

Pomocný výkon za provozu na kontejner (25 °C)7,54 kW
Pomocný výkon v pohotovostním režimu na kontejner (25 °C)0,64 kW
Průměrný pomocný výkon na blok (3× kontejner, bez PCS a MV skidu)24,34 kW
Pomocný výkon všech kontejnerů v bloku při špičce (−20 °C, stand-by)53,70 kW
Pomocný výkon všech kontejnerů při špičce (−20 °C, stand-by)161,10 kW
Denní pomocná spotřeba na kontejner v provozu195,97 kWh
Denní pomocná spotřeba na kontejner v stand-by−1,27 kWh
Celková denní pomocná spotřeba na kontejner194,70 kWh
Celková denní pomocná spotřeba všech kontejnerů při COD1,752 MWh
Celková denní pomocná spotřeba na MV COD1,91 MWh (2,82 % užitné kapacity)
Doporučená velikost pomocného transformátoru55 kVA na jednotku (dle špičkové spotřeby bloku/projektu)

Kalkulace pomocné spotřeby počítá s denní provozní dobou 6 hodin při 0,25C a účiníkem 1 pro pomocné zátěže. Pomocná spotřeba PCS a MV skidu je již zahrnuta v účinnosti PCS.

Podobný rozsah projektu?

Rádi připravíme konkrétní návrh na míru vašeho projektu — nezávazně a bez závazků.

Nezávazná poptávka