このプロジェクトは、南アフリカの商業・産業顧客のバックアップ電源、負荷管理、エネルギー最適化のニーズを満たすために導入されました。システムは、125kW/241kWhの空冷式蓄電キャビネット2台で構成され、合計定格出力250kW、合計蓄電容量482kWhを実現しています。

このシステムは複数ユニットの並列運転に対応しており、将来の負荷増加や電力需要の変化に応じて、追加の蓄電キャビネットを設置することが可能です。

南アフリカの一部の地域では、送電網の容量不足、停電、電圧変動などが、生産活動、設備稼働、および通常の事業活動に支障をきたす可能性があります。従来のディーゼル発電機による解決策は、燃料費とメンテナンス費用が高額になるだけでなく、騒音、排気ガス、複雑な日常管理といった問題も抱えています。

顧客の電力供給の信頼性、コスト管理、およびメンテナンスの容易性に関する要求に応えるため、本プロジェクトでは空冷式バッテリー蓄電システムを統合的に採用しています。このシステムはバックアップ電源能力を向上させ、電力消費を最適化し、ピーク需要時の電力網への負荷を軽減することで、顧客により安定した、柔軟で費用対効果の高いエネルギー供給を提供します。

2。 システム構成

このプロジェクトには、それぞれ定格出力125kW、エネルギー貯蔵容量241kWhの屋外設置型空冷式エネルギー貯蔵キャビネット2基が含まれています。

並列運転時、2つのユニットは以下の機能を提供する。

• 総定格出力：250kW
• 総エネルギー貯蔵容量：482kWh
• 単体定格出力：125kW
• 単体蓄電容量：241kWh

各キャビネットには、バッテリーシステム、電力変換システム（PCS）、バッテリー管理システム（BMS）、エネルギー管理システム（EMS）、温度制御システム、防火システム、および電気保護コンポーネントが統合されています。

この高度に統合された設計により、現場での機器設置やシステム試運転作業が削減されます。また、プロジェクトの展開期間が短縮され、異なるシステムコンポーネント間の互換性リスクも最小限に抑えられます。

3. システム運用戦略

通常の電力網状況下では、顧客の運用戦略に基づき、需要が少ない時間帯や料金が安い時間帯にシステムを充電することができます。そして、蓄えられたエネルギーは需要がピークとなる時間帯に放電され、電力網のピーク消費量を削減し、顧客の電力使用プロファイルを最適化します。

電力網が停電、電圧変動、または電力供給不足に見舞われた場合、エネルギー貯蔵システムは設定された制御戦略に従って重要な負荷を支えることができます。これにより、予期せぬ停電による生産停止時間、業務中断、および損失を軽減できます。

EMS（エネルギー管理システム）は、電力網、蓄電設備、および現場負荷を継続的に監視・調整します。負荷需要、バッテリーの充電状態、およびシステム稼働状況に応じて充電・放電戦略を自動的に調整し、エネルギー利用効率全体を向上させます。

4. 空冷システムの設計

本プロジェクトは、実績のある空冷アーキテクチャを採用しています。最適化された内部エアフローチャネルと温度監視システムにより、バッテリーモジュールと電力変換機器への継続的な放熱が実現されます。

より複雑な液冷システムと比較して、空冷システムは冷却配管、冷却液、ポンプ、その他の液体循環部品が不要です。これにより、システム構造が簡素化され、日常点検が容易になり、長期的なメンテナンスもより便利になります。

空冷式設計は、初期設備投資額と長期的な運用・保守コストの削減にも貢献する。

南アフリカの一部地域に見られる高温多湿で埃っぽい屋外環境に対応するため、本装置は耐候性に優れた屋外用筐体設計に加え、インテリジェントな換気、温度制御、およびシステム保護機構を採用しています。これらの機能により、過酷な環境条件下でも安定した動作を実現します。

5. インテリジェント制御と安全管理

このシステムは、PCS、BMS、EMSという3つの主要な制御プラットフォームを統合しています。これらのプラットフォームが連携して、バッテリー管理、電力変換、システム監視、およびエネルギー配分を調整します。

BMS（バッテリー管理システム）は、バッテリーセルの電圧、温度、電流、充電状態、および動作状態を継続的に監視します。異常状態が検出されると、システムは警告を発し、対応する保護措置を作動させます。

PCSはバッテリーシステムと交流電源システム間の双方向エネルギー変換を管理し、EMSは顧客の電力需要に応じて充電および放電戦略を策定・実行する。

多段階の監視、警告、および保護メカニズムにより、システムは過電圧、低電圧、過電流、過熱、短絡、通信障害などの運転リスクを特定し、対応することができます。これにより、エネルギー貯蔵システムの全体的な安全性と信頼性が向上します。

6. プロジェクト適用価値

このシステムは、電力網からの供給が不足または中断した場合に、重要な負荷へのエネルギー供給を支援し、停電による生産および操業上の損失を軽減します。

通常運転時において、エネルギー貯蔵システムはピークカット、負荷シフト、電力消費最適化も実行できます。これにより、ピーク需要の圧力が軽減され、顧客の既存の配電システムの容量が向上します。

バッテリーによるエネルギー貯蔵を利用することで、顧客は変圧器やその他の電気インフラの高額な改修を回避または延期できるだけでなく、より柔軟な電力供給を受けることができる。

モジュール式システムは並列拡張に対応しています。生産能力、設備台数、電力需要の増加に応じて、追加の蓄電キャビネットを設置できます。これにより、過剰な初期投資を回避し、プロジェクトの長期的な拡張性を向上させることができます。

統合設計、インテリジェントなエネルギー管理、低い総投資コスト、そして便利な長期メンテナンスを備えたこのプロジェクトは、南アフリカをはじめとする高温地域や電力網が脆弱な市場における商業用および産業用エネルギー貯蔵用途にとって、実用的な参考事例となる。