Sistemi za skladištenje energije (ESS) sve više postaju važan deo modernih elektroenergetskih sistema. Kako se sve više projekata solarne energije i energije vjetra povezuje na mrežu, tehnologija skladištenja energije pomaže u balansiranju proizvodnje električne energije i potražnje za električnom energijom. U mnogim projektima skladištenja energije, transformatori su ključna komponenta električnih sistema jer povezuju sisteme baterija, opremu za pretvaranje energije i srednjenaponske električne mreže.
Za razliku od tradicionalnih projekata distribucije električne energije, primjena sistema za skladištenje energije ima posebne zahtjeve za izbor transformatora.Transformatoripotreba za rad sa sistemima za skladištenje energije baterija (BESS), sistemima za konverziju energije (PCS),razvodni uređaj, i zaštitnih uređaja. Odabir pravog transformatora na početku projekta pomoći će u smanjenju gubitaka i izbjegavanju problema tokom-dugotrajnog rada.
Koja je uloga transformatora u sistemima za skladištenje energije?
U tipičnom sistemu za skladištenje energije baterija, baterija pohranjuje električnu energiju u obliku jednosmerne struje (DC). Prilikom prijenosa električne energije u električnu mrežu, PCS pretvara jednosmjernu struju u AC (AC) električnu energiju; tokom procesa punjenja, proces je suprotan.
Transformatori sistema za skladištenje energije se obično ugrađuju između PCS-a i srednjenaponskih rasklopnih uređaja. Njegova glavna funkcija je da pojača izlaz naizmjenične struje niskog{1}}napona preko PCS-a na nivo napona koji zahtijeva električna mreža.
Na primjer, radni napon PCS-a može biti 400 V, 690 V ili drugi niskonaponski nivoi, dok zahtjevi za povezivanje na mrežu mogu biti 10 kV, 20 kV, 22 kV ili 35 kV. Transformator obezbeđuje potrebnu konverziju napona i električnu izolaciju između dve strane
Ključne tačke izbora transformatora za sistem skladištenja energije
Nazivni kapacitet
Kapacitet transformatora treba da odgovara izlaznom kapacitetu PCS-a i operativnim zahtjevima sistema za skladištenje energije. Izračun treba da uzme u obzir kontinuiranu snagu, ciklus punjenja i pražnjenja, zahtjeve preopterećenja i moguće buduće zahtjeve za proširenjem.
Transformatori premalog kapaciteta mogu imati problem prekomjernog porasta temperature, dok će transformatori prevelikog kapaciteta povećati početnu investiciju i mogu dovesti do niske radne efikasnosti u uvjetima malog opterećenja.
01
Grupa napona i ožičenja
Primarni i sekundarni napon treba odabrati prema zahtjevima PCS-a i električne mreže. Grupa ožičenja (način povezivanja) transformatora je takođe veoma važna, jer će uticati na uzemljenje, odnos faza i harmonijske performanse sistema.
Za velike-projekte za pohranu energije baterija, transformatori su obično posebno dizajnirani prema stvarnoj PCS konfiguraciji, umjesto da se direktno koriste standardne specifikacije distributivnog transformatora.
02
Hlađenje i temperatura
Transformatori u sistemima za skladištenje energije (ESS) možda će morati da rade pod čestim ciklusima punjenja i pražnjenja. U poređenju sa tradicionalnim aplikacijama za distribuciju energije, ovo će proizvesti različite karakteristike opterećenja.
Instalaciono okruženje je takođe kritično. Projekti za skladištenje energije na otvorenom mogu se suočiti sa visokim temperaturama, prašinom, vlažnošću ili korozivnim okruženjima. Stoga, način hlađenja i dizajn kućišta transformatora treba odabrati u skladu s lokalnim uvjetima okoline.
03
Harmonika i kvaliteta struje
Oprema za pretvarač energije (PCS) koristi energetske elektronske komponente, tako da je harmonična struja faktor koji treba uzeti u obzir. Dizajn transformatora treba u potpunosti uzeti u obzir karakteristike PCS-a.
U nekim projektima, inženjeri će možda morati obratiti posebnu pažnju na lutajući gubitak, porast temperature, impedanciju i stvaranje topline uzrokovane harmonicima. Ove faktore treba potvrditi prije nego što se dizajn transformatora dovrši.
04
Transformator-uronjeni ili suvi{1}}?
I uljni{0}}uronjeni i suhi transformatori mogu se koristiti u projektima skladištenja energije.
Suhi transformatori su obično prikladni za zatvorena okruženja ili mjesta s visokim zahtjevima za sigurnost od požara i nisko održavanje. Ne koriste izolaciona ulja i mogu se instalirati pored električne opreme ako to dozvoljava izgled projekta.
Uljni-uronjeni transformatori se široko koriste u projektima skladištenja energije na otvorenom, posebno u scenarijima velikog{1}}kapaciteta. Obično imaju dobre performanse hlađenja i mogu se konfigurisati prema različitim zahtjevima napona i kapaciteta.
Konačan izbor ovisi o kapacitetu, lokaciji ugradnje, zahtjevima zaštite od požara, projektnim standardima i lokalnim propisima.
Zašto je dizajn transformatora bitan za projekte skladištenja energije
Inženjeri projekta i kupci takođe treba da provere odnos napona, impedanciju, način hlađenja, nivo izolacije, porast temperature, zahteve za gubitke, harmonične uslove rada, saradnju u zaštiti i važeće standarde.
Za međunarodne projekte skladištenja energije potrebno je prije proizvodnje potvrditi da li ispunjavaju IEC ili druge relevantne standarde.
Sažetak i razmatranje
Uz kontinuirani razvoj industrije skladištenja energije, transformatori će i dalje biti važna veza između baterijskog sistema i električne mreže. Odgovarajuće transformatore za skladištenje energije treba sveobuhvatno odabrati u kombinaciji sa zahtjevima PCS-a, rasklopnih uređaja i{1}}povezanih na mrežu i ne treba ih smatrati izoliranim komponentama.
Za programere projekata skladištenja energije i EPC (projektovanje, nabavka, izgradnja), za izvođače, pružanje detaljnih tehničkih informacija tokom faze ponude pomaže da se preciznije izaberu transformatori. Prilikom formulisanja planova transformatora za specifične projekte, informacije kao što su nivo napona, nazivni kapacitet, PCS parametri, uslovi instalacije i važeći standardi su posebno važni.
