کابینت های باتری در فضای باز: محافظت از حساس ترین بخش در محل

وضعیت

یک اپراتور مخابراتی که سوابق نگهداری را در سراسر شبکه منطقه‌ای خود بررسی می‌کرد، متوجه شد که تعویض باتری‌ها در انواع خاصی از سایت‌ها متمرکز شده است. سایت‌هایی که از کابینت‌های فضای باز با کاربرد عمومی استفاده می‌کردند — محفظه‌هایی که عمدتاً برای تجهیزات برق و انتقال طراحی شده‌اند و باتری‌ها در همان محفظه قرار دارند — عمر مفید باتری کوتاه‌تری نسبت به سایت‌هایی که باتری‌ها جداگانه نگهداری می‌شدند، نشان دادند.

این الگو تصادفی نبود. در کابینت‌های مشترک، باتری‌ها در معرض گرمای تولید شده توسط تجهیزات تبدیل توان قرار می‌گرفتند. دمای داخلی این کابینت‌ها چندین درجه بالاتر از کابینت‌های اختصاص داده شده به ذخیره‌سازی باتری بود. این تفاوت، که در طول سال‌ها بهره‌برداری پایدار بود، منجر به کاهش شتابان ظرفیت و تعویض زودتر شد.

اپراتور شروع به ارزیابی کابینت‌های باتری فضای باز با طراحی اختصاصی به عنوان یک اقدام اصلاحی کرد.

چالش

قرار گرفتن در معرض گرما از تجهیزات مجاور

سیستم‌های برق، رکتیفایرها و تجهیزات انتقال در حین کار گرما تولید می‌کنند. هنگامی که باتری‌ها در یک محیط حرارتی مشترک قرار می‌گیرند، علاوه بر بار حرارتی خورشیدی خارجی، این گرما را نیز جذب می‌کنند. عمر مفید باتری مستقیماً با دمای عملیاتی مرتبط است، بنابراین این چیدمان مشترک فواصل زمانی تعویض را کوتاه می‌کند.

الزامات جداسازی حرارتی

باتری‌ها از دماهای پایدار و متوسط بهره می‌برند. دستیابی به این امر در محیط فضای باز نیازمند عایق‌بندی و خنک‌کننده اختصاصی است که مستقل از محفظه تجهیزات باشد. کابینت باید محفظه باتری را از نظر حرارتی ایزوله کند و از انتقال گرما از تجهیزات مجاور جلوگیری کند.

پیوستگی خنک‌کننده در طول قطعی برق شبکه

کابینت‌های باتری حتی زمانی که برق شبکه در دسترس نیست به خنک‌کننده نیاز دارند — دقیقاً در لحظه‌ای که باتری‌ها بیشترین نیاز را دارند. اگر سیستم خنک‌کننده به برق شبکه وابسته باشد، در طول قطعی برق متوقف می‌شود و اجازه می‌دهد دما در زمانی که عملکرد باتری بیشترین اهمیت را دارد، افزایش یابد. راه حل خنک‌کننده باید قادر به کار با باس DC باشد.

حفاظت فیزیکی

باتری‌ها سنگین هستند و در برخی بازارها، اهداف جذابی برای سرقت محسوب می‌شوند. کابینت باید از استحکام ساختاری برای وزن قابل توجه پشتیبانی کند و در عین حال در برابر دسترسی غیرمجاز مقاومت کند.

فضای سایت

کابینت‌های باتری اغلب در کنار کابینت‌های تجهیزات موجود یا به عنوان واحدهای مستقل مستقر می‌شوند. فضای مورد نیاز باید به اندازه کافی فشرده باشد تا در فضای سایت موجود جای گیرد و در عین حال حجم داخلی کافی برای ظرفیت باتری مورد نیاز را فراهم کند.

راه حل

اپراتور کابینت‌های باتری فضای باز را که به طور خاص برای ذخیره‌سازی و حفاظت باتری طراحی شده‌اند، مستقر کرد.

جداسازی حرارتیاز طریق ساختار عایق‌بندی شده حاصل شد. نمای بیرونی کابینت از فولاد گالوانیزه مقاوم در برابر خوردگی استفاده می‌کند، در حالی که قسمت داخلی آن شامل عایق مقاوم در برابر شعله با هدایت حرارتی کم است. این ترکیب انتقال گرما از تابش خورشیدی و از تجهیزات مجاور را کاهش می‌دهد و دمای داخلی پایدارتری را حفظ می‌کند.

خنک‌کننده اختصاصیاز طریق دستگاه‌های خنک‌کننده با تغذیه DC فراهم شد. از آنجایی که این دستگاه‌ها از باس -48VDC تغذیه می‌شوند، در طول قطعی برق شبکه — دقیقاً زمانی که قابلیت اطمینان باتری حیاتی‌ترین است — به کار خود ادامه می‌دهند. ظرفیت خنک‌کننده با بار باتری و پروفیل دمای محیط سایت مطابقت دارد.

سازگاری باتریبه کابینت اجازه می‌دهد تا باتری‌های سربی-اسیدی یا لیتیومی را در خود جای دهد و به اپراتور انعطاف‌پذیری در انتخاب باتری بدون تغییر محفظه می‌دهد. محفظه کنترل شده با دما، حفاظت مکانیکی و محیطی قابل اعتماد را برای هر دو نوع شیمی باتری فراهم می‌کند.

امنیتاز طریق مکانیزم قفل سه نقطه‌ای و لولاهای فرورفته مورد بررسی قرار گرفت و ضمن حفظ یکپارچگی درز، بازدارنده سرقت را فراهم کرد. طراحی ماژولار امکان مونتاژ و پیکربندی انعطاف‌پذیر برای ظرفیت‌های مختلف باتری را فراهم می‌کند.

حفاظت محیطیاستانداردهای IP55 را برآورده می‌کند و در برابر باران، برف، تگرگ، باد، یخ، اسپری نمک، طوفان شن و صاعقه مقاوم است. این کابینت برای نصب در مکان‌های دشوار مانند قله کوه‌ها و پشت بام‌ها مناسب است.

نتایج

پس از استقرار کابینت‌های باتری اختصاصی، اپراتور مشاهده کرد:

جداسازی حرارتی، قرار گرفتن محفظه باتری در معرض گرما از تجهیزات مجاور و بار حرارتی خورشیدی را کاهش داد. دمای عملیاتی باتری در محدوده‌ای باقی ماند که از عمر مفید نامی پشتیبانی می‌کند و فواصل زمانی تعویض به پیش‌بینی‌ها بازگشت.

خنک‌کننده با تغذیه DC، محیط حرارتی را در طول قطعی برق شبکه حفظ کرد و از افزایش دما که قبلاً در زمان توقف خنک‌کننده در طول قطعی برق رخ می‌داد، جلوگیری کرد.

طراحی ماژولار کابینت همچنین برنامه‌ریزی ظرفیت را ساده کرد. اپراتور می‌توانست ظرفیت باتری را برای مطابقت با الزامات سایت پیکربندی کند و بدون تعویض کل محفظه، آن را با تغییر بارها تنظیم کند.

آنچه این مورد نشان می‌دهد

ذخیره‌سازی باتری شایسته حفاظت اختصاصی است. نگهداری باتری‌ها در یک محیط حرارتی مشترک با تجهیزات گرمازا یک صرفه‌جویی کاذب است — صرفه‌جویی اولیه در هزینه کابینت با تخریب شتابان باتری و تعویض مکرر جبران می‌شود.

برای اپراتورهایی که کابینت‌های باتری فضای باز را ارزیابی می‌کنند، مشخصات کلیدی عبارتند از جداسازی حرارتی، پیوستگی خنک‌کننده در طول قطعی برق شبکه، سازگاری با شیمی باتری و امنیت فیزیکی. منبع تغذیه سیستم خنک‌کننده به ویژه مهم است: خنک‌کننده با تغذیه DC تضمین می‌کند که محیط حرارتی حتی زمانی که برق شبکه در دسترس نیست، حفظ می‌شود.

کابینت همچنین باید برای الزامات واقعی باتری سایت اندازه‌گیری شود، با پیکربندی‌های ماژولار که امکان تنظیم ظرفیت با تکامل بارهای سایت را فراهم می‌کند. و از آنجایی که باتری‌ها سنگین هستند، طراحی ساختاری و روش نصب کابینت باید وزن بانک باتری را در نظر بگیرد.

برای اپراتورهایی که به دنبال حداکثر کردن عمر مفید باتری و به حداقل رساندن هزینه‌های تعویض هستند، کابینت‌های باتری فضای باز اختصاصی یک راه حل هدفمند ارائه می‌دهند: محافظت از حساس‌ترین جزء از نظر دما در سایت در برابر تنش‌های حرارتی که عمر آن را کوتاه می‌کند.