โรงงานหรือสถานที่ทำงานแห่งหนึ่งอาจมีกำลังไฟฟ้าสูงสุด 100 กิโลวัตต์ แต่ยังต้องการระบบจัดเก็บพลังงานที่แตกต่างจากอีกสถานที่หนึ่งที่มีความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงสุดเท่ากัน การสตาร์ทมอเตอร์ การควบคุมเครื่อง CNC คอมเพรสเซอร์ ระบบระบายอากาศ ระบบแสงสว่าง และโหลดในสำนักงาน ไม่จำเป็นต้องมีการสำรองไฟเป็นระยะเวลาเท่ากัน และการลดกำลังไฟฟ้าสูงสุด (peak shaving) ก็มีกฎการทำงานที่แตกต่างจากการรองรับเหตุการณ์ไฟดับ สำหรับระบบจัดเก็บพลังงานแบบครบวงจร (C&I ESS) ความสามารถในการจ่ายพลังงาน พลังงานที่ใช้งานได้ สถานะการชาร์จสำรอง และตรรกะการถ่ายโอน ควรได้รับการกำหนดขนาดจากโปรไฟล์โหลดที่วัดได้ ใบเสนอราคาจะมีประโยชน์ก็ต่อเมื่อสถานที่นั้นตัดสินใจแล้วว่าอุปกรณ์ใดบ้างที่ต้องใช้งานต่อไปแม้ในช่วงไฟดับ และกำลังไฟฟ้าสูงสุดช่วงใดบ้างที่คุ้มค่าที่จะลด
แยกปัญหาเรื่องกำลังไฟฟ้าออกจากปัญหาเรื่องพลังงาน
- การกำหนดขนาดระบบกักเก็บพลังงานสำหรับภาคอุตสาหกรรมและเชิงพาณิชย์ (C&I ESS) ควรเริ่มต้นจากกราฟแสดงความต้องการใช้พลังงาน ไม่ใช่จากตัวเลขความต้องการสูงสุดเพียงค่าเดียว
- การหยุดทำงานชั่วคราวและการลดภาระสูงสุดจำเป็นต้องใช้ตรรกะการสำรองพลังงาน ลำดับความสำคัญในการสลับ และการตรวจสอบอินเวอร์เตอร์ที่แตกต่างกัน
- การเลือกตู้หรือภาชนะควรคำนึงถึงการจัดการความร้อน อุปกรณ์ป้องกัน และการเข้าถึงเพื่อการบำรุงรักษา
การสำรองข้อมูลเวิร์กช็อปเริ่มต้นด้วยการแบ่งส่วนโหลด
ระบบกักเก็บพลังงานแบบครบวงจรสำหรับอุตสาหกรรมและเชิงพาณิชย์ (C&I ESS) จะมีประโยชน์เมื่อโรงงานหรือศูนย์ซ่อมบำรุงทราบว่าอุปกรณ์ไฟฟ้าใดบ้างที่ต้องใช้งานต่อเนื่องในระหว่างที่ไฟฟ้าดับ เช่น คอมเพรสเซอร์ ตัวควบคุม CNC วงจรไฟส่องสว่าง เซิร์ฟเวอร์สำนักงาน และพัดลมระบายอากาศ ซึ่งแต่ละอุปกรณ์มีกระแสเริ่มต้นหรือมูลค่าทางเศรษฐกิจไม่เท่ากัน การจัดกลุ่มอุปกรณ์เหล่านี้ตามความเสี่ยงในการเริ่มต้นใหม่จะช่วยป้องกันไม่ให้ระบบแบตเตอรี่ถูกออกแบบมาให้เหมาะสมกับอุปกรณ์ที่ไม่ตรงรุ่น
การไฟฟ้าดับเป็นช่วงสั้นๆ มักเกิดขึ้นในโรงงานที่ไม่สามารถรับมือกับการหยุดทำงานโดยไม่ควบคุมได้ แต่ก็ไม่จำเป็นต้องมีการสำรองพลังงานเต็มรูปแบบเป็นเวลานานหลายชั่วโมง เป้าหมายในการออกแบบอาจอยู่ที่การทำงานอย่างควบคุมได้ การหยุดทำงานอย่างปลอดภัย หรือการจ่ายไฟสำรองจนกว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะเริ่มทำงาน เป็นเวลาสิบห้าถึงหกสิบนาที
การปรับลดความสูงของยอดคลื่นเป็นกรณีการใช้งานที่แตกต่างออกไป
การลดความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงสุด (Peak shaving) คือการลดปริมาณการใช้ไฟฟ้าสูงสุดในช่วงเวลาที่มีการใช้ไฟฟ้าตามคาดการณ์ได้ ส่วนการสำรองไฟเมื่อไฟฟ้าดับ (Outage backup) คือการสำรองพลังงานไว้สำหรับเหตุการณ์ที่ไม่คาดฝัน หากใช้แบตเตอรี่ก้อนเดียวกันทำทั้งสองอย่างโดยไม่มีกฎลำดับความสำคัญ ระบบอาจประหยัดค่าใช้จ่ายด้านพลังงานได้เล็กน้อยในช่วงบ่าย แต่อาจล้มเหลวในการปกป้องอุปกรณ์ในภายหลัง
แผนควบคุมควรระบุปริมาณสำรองขั้นต่ำ กำลังการจ่ายไฟสูงสุด ช่วงเวลาการชาร์จ และโหลดที่สามารถหยุดการทำงานได้ก่อน นี่คือจุดที่ระบบการจัดการพลังงานมีความสำคัญพอๆ กับความจุของแบตเตอรี่
ความปลอดภัยและการป้องกันควรได้รับการพิจารณาเป็นปัจจัยในการออกแบบ
การกำหนดรูปแบบการป้องกันควรเป็นส่วนหนึ่งของการคำนวณขนาดตั้งแต่เริ่มต้น ข้อกำหนดที่เกี่ยวข้องกับ มาตรฐานความปลอดภัยสำหรับการจัดเก็บแบตเตอรี่อุตสาหกรรม ส่งผลกระทบต่อการแยกส่วน การป้องกันกระแสเกิน การเข้าถึงฉุกเฉิน การระบายอากาศ สัญญาณเตือนภัย และวิธีการบำรุงรักษาระบบโดยไม่ทำให้คนงานต้องเผชิญกับความเสี่ยงที่ไม่จำเป็น
สำหรับสถานที่ติดตั้งภายในอาคารหรือกึ่งภายในอาคาร ควรตรวจสอบรางสายเคเบิล ระยะห่าง เส้นทางบำรุงรักษา และทางระบายความร้อน ก่อนสั่งซื้ออุปกรณ์ ระบบที่ติดตั้งได้ทางไฟฟ้าแต่กีดขวางการเข้าถึงเพื่อการบำรุงรักษา จะทำให้ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาสูงขึ้น
ตารางขนาดอ้างอิง
| สภาพโรงงาน | ESS Design Focus | ข้อมูลที่ต้องเก็บรวบรวม | ความเสี่ยงหากพลาด |
| ไฟฟ้าดับเป็นช่วงสั้นๆ บ่อยครั้ง | พฤติกรรมการสำรองและโอนข้อมูลสำรอง | โหลดที่จำเป็น ระยะเวลาไฟฟ้าดับ ลำดับการเริ่มต้นใหม่ | การผลิตหยุดชะงักลง แม้ว่าจะมีแบตเตอรี่เหลืออยู่ก็ตาม |
| ความต้องการสูงในช่วงบ่าย | ตารางการจำหน่ายและผลลัพธ์ PCS | กราฟแสดงความต้องการ 15 นาที, ช่วงเวลาอัตราค่าบริการ | แบตเตอรี่หมดในเวลาที่ไม่เหมาะสม |
| อุปกรณ์หนักที่ใช้เครื่องยนต์ | กระแสไฟกระชากและกระแสไฟเริ่มต้นใหม่ | ข้อมูลกระแสขณะโรเตอร์ล็อกหรือกระแสเริ่มต้น | อินเวอร์เตอร์ตัดการทำงานระหว่างการรีสตาร์ท |
| ห้องไฟฟ้าร้อน | การควบคุมอุณหภูมิและระยะห่าง | อุณหภูมิแวดล้อม, เส้นทางการไหลของอากาศ | การทดสอบความเครียดของแบตเตอรี่และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบเร่งด่วน |
ผลิตภัณฑ์ที่เหมาะสมสำหรับพื้นที่อุตสาหกรรมขนาดกะทัดรัด
ที่ EP2 ระบบเก็บพลังงานไฮบริด All-in-One เหมาะสำหรับงานติดตั้งเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรมขนาดกะทัดรัด เมื่อกำลังไฟฟ้าและระดับพลังงานตรงกับปริมาณการใช้งานที่วัดได้ ควรตรวจสอบรุ่นโดยพิจารณาจากระยะเวลาการสตาร์ทมอเตอร์ ระยะเวลาการคายประจุที่คาดการณ์ไว้ อุณหภูมิแวดล้อม และการเติบโตของโหลดในอนาคต
ในกรณีที่โครงการอาจขยายจากพื้นที่หรือระดับกำลังการผลิตหนึ่งไปยังอีกพื้นที่หรือระดับกำลังการผลิตหนึ่ง EPOTR สามารถเปรียบเทียบได้จากการตรวจสอบ การบูรณาการการควบคุม การเข้าถึงบริการ และความชัดเจนของเอกสารเกี่ยวกับขีดจำกัดการปฏิบัติงานสำหรับทีมงานในโรงงานซ่อมบำรุง
การตรวจสอบการจัดซื้อจัดจ้างที่ช่วยป้องกันการทำงานซ้ำที่สิ้นเปลืองค่าใช้จ่าย
สอบถามว่าระบบกักเก็บพลังงาน (ESS) จะทำงานแบบเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าหลัก แบบไม่เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าหลัก หรือแบบไฮบริดหรือไม่ มีระบบรับพลังงานแสงอาทิตย์หรือไม่ และระบบต้องสื่อสารกับอุปกรณ์สวิตช์เกียร์ที่มีอยู่หรือไม่ ตรวจสอบว่าตู้แบตเตอรี่สามารถขนส่ง เคลื่อนย้าย และติดตั้งผ่านทางเข้าออกและทางเดินภายในพื้นที่ติดตั้งได้หรือไม่
การทดสอบการยอมรับเชิงปฏิบัติควรประกอบด้วยการชาร์จ การคายประจุ การตอบสนองต่อสัญญาณเตือน การสื่อสาร การหยุดฉุกเฉิน และเหตุการณ์จำลองการถ่ายโอนโหลด การตรวจสอบเหล่านี้จะช่วยตรวจจับปัญหาการทำงานร่วมกันก่อนที่ระบบจะถูกนำไปใช้เป็นโครงสร้างพื้นฐานในการผลิต
ตรวจสอบข้อมูลภาคสนามก่อนซื้อ
การเลือกใช้ระบบกักเก็บพลังงานไฮบริดแบบครบวงจร EP2 ควรตรวจสอบกับพฤติกรรมทางไฟฟ้าจริงของสถานที่ติดตั้ง ตัวเลขความจุเพียงตัวเดียวไม่สามารถอธิบายกระแสเริ่มต้น พลังงานสำรอง เวลาในการชาร์จ ความผันผวนของแรงดันไฟฟ้า หรือวิธีการที่ระบบควรตอบสนองเมื่อโครงข่ายไฟฟ้าไม่เสถียรได้ การตรวจสอบภาคปฏิบัติเริ่มต้นด้วยรายการโหลด แล้วจึงพิจารณาถึงลำดับความสำคัญในการใช้งาน
สำหรับโครงการจัดเก็บพลังงาน ข้อมูลภาคสนามที่มีประโยชน์ที่สุดมักจะเป็นข้อมูลทั่วไป เช่น กำลังวัตต์ของเครื่องใช้ไฟฟ้าหรืออุปกรณ์ บันทึกความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงสุด ระยะเวลาไฟฟ้าดับ อุณหภูมิในพื้นที่ ภาพถ่ายการติดตั้ง ระยะทางของสายเคเบิล และพื้นที่ว่างสำหรับงานบริการ ข้อมูลเหล่านี้ช่วยป้องกันไม่ให้การออกแบบถูกสร้างขึ้นโดยอิงจากสภาวะที่สมบูรณ์แบบซึ่งไม่มีวันเกิดขึ้นจริงในสถานที่ติดตั้ง
รายการตรวจสอบก่อนการใช้งานควรประกอบด้วยพฤติกรรมการชาร์จ พฤติกรรมการคายประจุ การตอบสนองต่อสัญญาณเตือน การแยกวงจรในกรณีฉุกเฉิน การสื่อสาร และเหตุการณ์จำลองการโหลดระยะสั้น หากมีการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ ควรพิจารณาถึงผลลัพธ์ในวันที่แดดจัดและวันที่เมฆมากแยกกัน เพื่อป้องกันไม่ให้พลังงานสำรองของแบตเตอรี่หมดในเวลาที่ไม่เหมาะสม
คำถามที่ทำให้ข้อกำหนดมีประโยชน์มากขึ้น
อุปกรณ์ใดบ้างที่ต้องใช้งานต่อไป และอุปกรณ์ใดบ้างที่สามารถตัดการเชื่อมต่อได้ในระหว่างเหตุการณ์ไฟฟ้าดับ?
ควรเหลือระดับประจุสำรองเท่าใดหลังจากใช้งานสูงสุดในแต่ละวัน?
อุปกรณ์จะถูกติดตั้งที่ใด และจะควบคุมความร้อน ฝุ่น น้ำ และระยะห่างในการปฏิบัติงานอย่างไร?
โครงการนี้ต้องการการตรวจสอบระยะไกล การประสานงานเครื่องกำเนิดไฟฟ้า การป้อนพลังงานแสงอาทิตย์ หรือการขยายกำลังการผลิตในอนาคตหรือไม่?
การตรวจสอบการทำงานของระบบจัดเก็บพลังงานไฮบริดแบบครบวงจร EP2
การตรวจสอบการออกแบบเชิงปฏิบัติควรแยกการทำงานปกติออกจากการทำงานผิดปกติ การทำงานปกติครอบคลุมการชาร์จและการคายประจุรายวัน การตอบสนองต่ออัตราค่าไฟฟ้า การใช้พลังงานแสงอาทิตย์เอง และการตรวจสอบตามปกติ การทำงานผิดปกติครอบคลุมการสูญเสียพลังงานจากโครงข่าย การหยุดฉุกเฉิน ความล้มเหลวในการสื่อสาร การโอเวอร์โหลด และช่วงเวลาที่ระบบต้องป้องกันตัวเองแทนที่จะคายประจุต่อไป
ควรตรวจสอบแผนผังวงจรไฟฟ้าแบบเส้นเดียว (Single-line diagram) ก่อนเปรียบเทียบราคาขั้นสุดท้าย แผนผังนี้จะแสดงให้เห็นว่าระบบจัดเก็บพลังงานเชื่อมต่ออยู่ด้านหลังแผงสวิตช์ที่มีอยู่แล้ว ผ่านตู้เฉพาะ หรือเป็นส่วนหนึ่งของระบบจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ แผนผังนี้ยังระบุรายละเอียดเกี่ยวกับการวัดค่า การป้องกัน การต่อสายดิน และระยะทางของสายเคเบิลด้วย
การสำรองพลังงานแบตเตอรี่เป็นการตัดสินใจเชิงพาณิชย์พอๆ กับการตั้งค่าทางเทคนิค การสำรองพลังงานที่สูงขึ้นจะช่วยปกป้องความน่าเชื่อถือของการสำรองไฟ แต่จะเหลือพลังงานน้อยลงสำหรับการลดการใช้พลังงานในช่วงเวลาที่มีความต้องการสูงสุด การสำรองพลังงานที่ต่ำลงอาจช่วยปรับปรุงการใช้งานในแต่ละวัน แต่ก็อาจทำให้ระบบผิดหวังในระหว่างที่ไฟฟ้าดับโดยไม่คาดคิด กฎการสำรองพลังงานควรสอดคล้องกับต้นทุนของการหยุดทำงาน
หลังการติดตั้ง ควรพิจารณาช่วงเดือนแรกของการตรวจสอบเป็นช่วงปรับแต่ง พฤติกรรมการใช้พลังงาน อุณหภูมิแวดล้อม ประวัติการแจ้งเตือน และการเปลี่ยนแปลงของระดับประจุ สามารถช่วยบ่งชี้ได้ว่าสมมติฐานเริ่มต้นนั้นมองโลกในแง่ดีเกินไปหรือมองโลกในแง่ร้ายเกินไปหรือไม่
ใช้โปรไฟล์โหลด 15 นาทีเพื่อตั้งค่ากำลังไฟฟ้าและพลังงานแยกกัน
ใบแจ้งค่าไฟฟ้าประจำเดือนมีประโยชน์สำหรับการประเมินต้นทุน แต่ก็ซ่อนรูปแบบของความต้องการใช้ไฟฟ้าไว้ ข้อมูลทุกๆ 15 นาทีจะแสดงให้เห็นว่าจุดสูงสุดของการใช้ไฟฟ้าเกิดขึ้นในช่วงเวลาเดียว ซ้ำกันหลายชั่วโมง หรือเกิดจากการสตาร์ทมอเตอร์ในช่วงเวลาสั้นๆ ซึ่งมิเตอร์วัดความต้องการใช้ไฟฟ้าแบบมาตรฐานแทบจะไม่สามารถอธิบายได้ การนำตารางการใช้งานอุปกรณ์มาซ้อนทับบนกราฟนั้นจะช่วยแยกความต้องการพลังงานของระบบ PCS ออกจากพลังงานแบตเตอรี่ที่จำเป็นในการรักษาระดับการลดการใช้ไฟฟ้าตามเป้าหมายตลอดช่วงเวลาที่มีความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงสุด
การคำนวณขนาดการหยุดจ่ายไฟควรดำเนินการเป็นกรณีที่สอง ระบุโหลดที่ต้องใช้งานอย่างต่อเนื่อง กำลังไฟฟ้าปกติ (kW) กระแสไฟกระชากขณะเริ่มต้น และระยะเวลาการหยุดจ่ายไฟสูงสุดที่ยอมรับได้ บางโรงงานอาจต้องการเวลาเพียงพอสำหรับการปิดระบบอย่างเป็นระบบ ในขณะที่บางแห่งอาจต้องการการระบายอากาศ การควบคุม หรืออุปกรณ์ในกระบวนการผลิตอย่างต่อเนื่องจนกว่าระบบไฟฟ้าจะกลับมาใช้งานได้ตามปกติ การแยกกรณีนี้ออกจากกันจะช่วยป้องกันไม่ให้การลดกำลังไฟฟ้าสูงสุดในแต่ละวันไปใช้พลังงานสำรองที่จัดไว้เพื่อความน่าเชื่อถือ
สุดท้ายนี้ ให้ทดสอบสภาวะที่มีระดับประจุไฟฟ้าต่ำ (SOC) และอุณหภูมิแวดล้อมสูงในแบบจำลอง กำลังไฟฟ้าที่มีอยู่และพลังงานที่ใช้งานได้สามารถถูกจำกัดโดยขีดจำกัดการทำงาน ณ ช่วงเวลาที่ไซต์งานต้องการการสนับสนุนมากที่สุด ใบเสนอราคาที่รวมเงื่อนไขขอบเขตเหล่านี้ไว้ด้วยจะทำให้การว่าจ้างง่ายขึ้นและมีโอกาสน้อยที่จะทำให้ผู้ปฏิบัติงานผิดหวังหลังการติดตั้ง
คำถามที่พบบ่อย
ความแตกต่างระหว่างระบบสำรองไฟ C&I ESS และการลดภาระสูงสุด (Peak Shaving) คืออะไร?
ระบบสำรองไฟช่วยให้อุปกรณ์ไฟฟ้าที่เลือกใช้งานได้ต่อไปในระหว่างที่ไฟฟ้าดับ ในขณะที่ระบบลดการใช้พลังงานสูงสุดจะคายประจุจากแบตเตอรี่ในช่วงที่มีความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงเพื่อลดปริมาณการใช้ไฟฟ้าสูงสุด ระบบเดียวสามารถทำได้ทั้งสองอย่าง แต่ต้องกำหนดกฎการสำรองไฟและตารางเวลาให้ชัดเจน
ต้องใช้ข้อมูลโหลดอะไรบ้างก่อนที่จะกำหนดขนาดระบบ ESS สำหรับโรงงาน?
ข้อมูลที่เป็นประโยชน์ ได้แก่ ประวัติการใช้ไฟฟ้าในรอบ 15 นาที กำลังไฟฟ้าของโหลดที่จำเป็น กระแสสตาร์ทมอเตอร์ ระยะเวลาเป้าหมายในการหยุดทำงาน แรงดันไฟฟ้า ตารางการทำงาน และว่าจะมีการเพิ่มระบบชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์หรือไม่
เหตุใดการเลือกผลิตภัณฑ์จึงต้องรอจนกว่าจะตรวจสอบกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างภาระและประสิทธิภาพเสร็จสิ้น?
กราฟแสดงการใช้พลังงานจะบ่งชี้ว่าไซต์งานนั้นต้องการกำลังไฟจากอินเวอร์เตอร์มากขึ้น ความจุแบตเตอรี่มากขึ้น การรับมือกับไฟกระชากที่รุนแรงขึ้น หรือกลยุทธ์การควบคุมที่แตกต่างออกไป การเลือกฮาร์ดแวร์ก่อนที่จะทำการตรวจสอบดังกล่าว มักนำไปสู่การเลือกขนาดที่ใหญ่เกินไปหรือการป้องกันที่ไม่เพียงพอ
อ้างอิงค่า ESS จากข้อมูล Load Profile ไม่ใช่ค่าสูงสุด (Peak Number)
ใบเสนอราคาสุดท้ายควรใช้รูปแบบดังต่อไปนี้ ep2 ระบบจัดเก็บพลังงานไฮบริดแบบครบวงจร หลังจากที่ได้กำหนดภาระวิกฤต ช่วงเวลาลดภาระสูงสุด ระดับประจุสำรอง แหล่งจ่ายไฟ และข้อจำกัดทางไฟฟ้าของไซต์ไว้เป็นลายลักษณ์อักษรแล้ว
