Bateriový systém ukládání energie, kde začít s kontrolou 'hluku'?

Ethan Brush, technický expert ve společnosti Acentech poskytující hlukové a akustické služby, nedávno zveřejnil výzkumnou zprávu. Ve své zprávě poukázal na to, že jak je půda stále vzácnější, stále více systémů pro ukládání energie z baterií je nasazováno v hustě obydlených obytných oblastech, což vedlo ke zvýšené pozornosti k problému hluku u systémů pro ukládání energie z baterií.

Jak se systémy pro ukládání energie z baterií stávají stále populárnějšími a začínají být nasazovány v hustě obydlených oblastech, nedostatek půdních zdrojů činí tento trend nevyhnutelným. Problém hluku u bateriových systémů pro ukládání energie a odpovídající kontrolní opatření jsou proto stále důležitější.

V hustě obydlených oblastech, jako je Evropa, je problém s hlukem u systémů pro ukládání energie z baterií obzvláště výrazný a postupně se také zintenzivňuje v zemích a regionech, jako jsou Spojené státy a Austrálie. Aby výrobci systémů pro uchovávání energie z baterií čelili této výzvě, musí věnovat větší pozornost akustickému designu, aby zajistili systémy skladování energie z baterií, které splňují životní potřeby obyvatel.

Zdroj hluku

Ø Chladicí systém

Systémy pro ukládání energie z baterií, stejně jako jiná elektronická zařízení, fungují nejlépe a bezpečněji při vhodných teplotách a vlhkosti. K tomu jsou zapotřebí různé vzduchové nebo kapalinové chladicí systémy. Tyto systémy často generují hluk, který pochází z ventilačních otvorů, ventilátorů a čerpadel, a tento hluk je obvykle konstantní.

Ø PCS pro ukládání energie

Úložiště energie PCS je odpovědné za přeměnu stejnosměrného proudu poskytovaného baterií na střídavé napájení pro napájení. Během procesu nabíjení měnič usměrňuje střídavý proud na stejnosměrný. Během tohoto procesu přeměny energie se určitý stupeň energie přeměňuje na teplo, takže je nutné chlazení, aby se zabránilo přehřátí, obvykle pomocí ventilátorů, které nevyhnutelně vytvářejí hluk.

Proces přeměny stejnosměrného proudu na střídavý výkon zahrnuje vysokorychlostní přepínání ke změně polarity (nebo směru toku proudu). Ve Spojených státech je frekvence střídavého proudu 60 Hz, takže vysokorychlostní přepínání probíhá dvakrát za sekundu. Tento proces produkuje zvuk, který je dvakrát vyšší než frekvence napájecího zdroje (120 Hz), a také produkuje další harmonické (jako je 240 Hz, 360 Hz, 480 Hz nebo vyšší frekvence).

Mnoho zemí a regionů má frekvenci střídavého proudu 50 Hz, takže harmonické, které produkuje, jsou mírně odlišné (100 Hz, 200 Hz, 300 Hz, 400 Hz). Tyto zvuky mají obvykle bzučivou charakteristiku. Tyto zvuky jsou často znatelnější v prostředí s vysokým hlukem na pozadí, což obtěžuje lidi kolem nich.

Uvnitř transformátoru jsou tři zdroje hluku: hluk jádra, hluk cívky a hluk ventilátoru. Šum jádra a cívky je způsoben magnetickými silami a podobně jako u invertorů i transformátory produkují 120Hz nebo 100Hz zvuky a jejich harmonické. Třetí typ hluku pochází z chladicího ventilátoru mimo transformátor, ačkoli některé transformátory používají chladiče místo ventilátorů, což je tišší varianta.

Zmírňující opatření

Ø Zjistěte více o normách hluku

Globálně země a regiony obecně dodržují jasné hlukové předpisy zaměřené na omezení rušení hlukem z průmyslových zařízení do obytných oblastí. Tyto předpisy se liší v detailech a srozumitelnosti, přičemž některé určují konkrétní normy a podmínky pro emise hluku, zatímco jiné stanoví pouze limity decibelů.

V některých regionech ještě nemusí být zavedeny hlukové předpisy týkající se systémů skladování energie z baterií. Nicméně i vývojáři bateriových systémů pro ukládání energie by měli plně zvážit dopad na okolní prostředí a případné negativní reakce obyvatel, i když zákon snížení hluku výslovně nevyžaduje.

Například normy National Electrical Manufacturers Association (NEMA) ve Spojených státech jasně definují hladiny hluku elektrických zařízení, když splňují hodnocení NEMA.

Kromě toho Mezinárodní elektrotechnická komise (IEC) a Institut elektrických a elektronických inženýrů (IEEE) také vyvinuly normy pro zvukový výstup různých typů elektrických zařízení. Podobně Institut klimatizace, vytápění a chlazení (AHRI), Americká společnost inženýrů vytápění, chlazení a klimatizace (ASHRAE), Americký národní institut pro normalizaci (ANSI) a Mezinárodní organizace pro normalizaci (ISO) také zveřejnily normy pro chladicí systémy.

Tyto normy neposkytují pouze specifikace pro průmysl skladování energie, ale mohou být také kombinovány se skutečnými daty měření zvuku systémů pro ukládání energie z baterií, aby bylo možné komplexněji vyhodnocovat a řídit hluk systémů pro ukládání energie z baterií.

Ø Zvukové modelování bateriových systémů skladování energie

Během fáze návrhu bateriových systémů pro ukládání energie potřebují akustickí poradci a techničtí experti přesně identifikovat a určit hlavní zdroje zvuku v různých zařízeních. Dodavatelé zařízení mohou poskytnout podrobné údaje o emisích hluku produktu. Použitím těchto dat k vytvoření akustického modelu lze simulovat hladinu zvuku generovanou systémem pro ukládání energie z baterie v okolním prostředí (jako je obytná oblast).

Akustický model zahrnuje nejen zdroje zvuku každého zařízení bateriového systému ukládání energie, ale zohledňuje také okolní terénní charakteristiky. Konečné výsledky vyhodnocení modelování budou porovnány s hlukovými limity platnými pro inženýrský projekt.

Ne všichni výrobci zařízení pro ukládání energie baterií poskytují údaje o hluku pro své produkty. V bateriovém systému skladování energie mohou různá zařízení pocházet od více různých dodavatelů a nedostatek určitých informací nepochybně zvyšuje obtížnost přesného modelování hladiny hluku systému skladování energie.

Ø Změřte hladinu okolního zvuku

Mnoho hlukových předpisů (jako jsou předpisy Massachusetts Department of Environmental Protection) stanoví, že hladiny hluku průmyslových zařízení nesmí překročit určité prahové hodnoty podmínek prostředí. Tyto hladiny okolního hluku je třeba určit před instalací průmyslového zařízení nebo po úplném odstavení zařízení.

Obvykle se okolní zvuk měří po dobu jednoho týdne nebo déle za relativně tichých povětrnostních podmínek, aby se získala komplexní charakteristika zvukového prostředí na místě. Protože limity hluku souvisejí s podmínkami prostředí na místě, tiché oblasti vyžadují nižší limity než hlučné oblasti.

Hlukové předpisy v jiných oblastech často stanoví, že existuje pevná horní hranice hluku generovaného systémy pro ukládání energie z baterií. To nemusí vyžadovat ověření na místě, ale obvykle se doporučuje použít metody měření okolního hluku, které pomohou spojit výsledky modelovací práce se stávajícími scénáři prostředí.

Ovládejte hluk

Kontrola hluku systémů pro ukládání energie z baterií je neustálý proces zlepšování. Pokud návrh a uspořádání zařízení generujících hluk překračuje limity hluku spojené s inženýrským projektem, musí akustický poradce navrhnout nová řešení pro snížení hladiny hluku. Zvážením modelu zdroj/cesta/přijímač lze nalézt efektivní řešení problémů se šumem.

Provozovatelé systému mohou do akustického modelu zařízení a okolního prostoru integrovat různá zmírňující opatření. Hluk lze účinně kontrolovat pouze tehdy, pokud předpokládané hladiny zvuku splňují normy pro hluk související se systémem ukládání energie baterie.

Jakmile je bateriový systém pro ukládání energie instalován, je třeba změřit hladiny zvuku, aby se ověřilo dodržování hlukových norem pro dané místo. To se obvykle provádí v noci, kdy je hladina hluku v prostředí nejnižší. Může být nutné na určitou dobu spustit a vypnout všechna zařízení systému pro ukládání energie z baterie, aby se plně vyhodnotily jeho celkové hlukové charakteristiky.

Zařízení používané k měření hluku prostředí musí splňovat mezinárodní standardní předpisy o přesnosti měřicího zařízení. Tato zařízení jsou klasifikována podle aspektů, jako je jejich přesnost a výkon.