Σύστημα αποθήκευσης ενέργειας μπαταρίας, από πού να ξεκινήσετε τον έλεγχο του 'θορύβου';

Ο Ethan Brush, τεχνικός εμπειρογνώμονας στην εταιρεία υπηρεσιών θορύβου και ακουστικών Acentech, δημοσίευσε πρόσφατα μια έκθεση έρευνας. Στην έκθεσή του, επεσήμανε ότι καθώς η γη γίνεται ολοένα και πιο σπάνια, όλο και περισσότερα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας από μπαταρίες αναπτύσσονται σε πυκνοκατοικημένες κατοικημένες περιοχές, γεγονός που οδήγησε στην αύξηση της προσοχής στο πρόβλημα του θορύβου των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας από μπαταρίες.

Καθώς τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας από μπαταρίες γίνονται πιο δημοφιλή και αρχίζουν να αναπτύσσονται σε πυκνοκατοικημένες περιοχές, η έλλειψη πόρων γης καθιστά αυτή την τάση αναπόφευκτη. Ως εκ τούτου, το πρόβλημα του θορύβου των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας της μπαταρίας και τα αντίστοιχα μέτρα ελέγχου έχουν γίνει ολοένα και πιο σημαντικά.

Σε πυκνοκατοικημένες περιοχές όπως η Ευρώπη, το πρόβλημα του θορύβου των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας από μπαταρίες είναι ιδιαίτερα εμφανές και επίσης εντείνεται σταδιακά σε χώρες και περιοχές όπως οι Ηνωμένες Πολιτείες και η Αυστραλία. Προκειμένου να ανταποκριθούν σε αυτήν την πρόκληση, οι κατασκευαστές συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας μπαταριών πρέπει να δώσουν μεγαλύτερη προσοχή στον ακουστικό σχεδιασμό για να παρέχουν συστήματα αποθήκευσης ενέργειας μπαταρίας που να καλύπτουν τις ανάγκες διαβίωσης των κατοίκων.

Πηγή θορύβου

Ø Σύστημα ψύξης

Τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας της μπαταρίας, όπως και άλλες ηλεκτρονικές συσκευές, λειτουργούν καλύτερα και ασφαλέστερα σε κατάλληλες θερμοκρασίες και υγρασία. Για το σκοπό αυτό, απαιτούνται διάφορα συστήματα ψύξης αέρα ή υγρού. Αυτά τα συστήματα συχνά δημιουργούν θόρυβο, ο οποίος προέρχεται από αεραγωγούς, ανεμιστήρες και αντλίες, και αυτός ο θόρυβος είναι συνήθως σταθερός.

Ø Η/Υ Αποθήκευσης Ενέργειας

Το PCS αποθήκευσης ενέργειας είναι υπεύθυνο για τη μετατροπή της ισχύος συνεχούς ρεύματος που παρέχεται από την μπαταρία σε εναλλασσόμενο ρεύμα για παροχή ρεύματος. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας φόρτισης, ο μετατροπέας διορθώνει την τροφοδοσία εναλλασσόμενου ρεύματος σε συνεχές ρεύμα. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας μετατροπής ισχύος, ένας ορισμένος βαθμός ενέργειας μετατρέπεται σε θερμότητα, επομένως απαιτείται ψύξη για να αποφευχθεί η υπερθέρμανση, συνήθως μέσω ανεμιστήρων, η οποία αναπόφευκτα δημιουργεί θόρυβο.

Η διαδικασία μετατροπής της ισχύος συνεχούς ρεύματος σε εναλλασσόμενο ρεύμα περιλαμβάνει εναλλαγή υψηλής ταχύτητας για αλλαγή της πολικότητας (ή της κατεύθυνσης της ροής του ρεύματος). Στις Ηνωμένες Πολιτείες, η συχνότητα εναλλασσόμενου ρεύματος είναι 60 Hz, επομένως η μεταγωγή υψηλής ταχύτητας λειτουργεί δύο φορές σε ένα δευτερόλεπτο. Αυτή η διαδικασία παράγει έναν ήχο που είναι διπλάσιος από τη συχνότητα τροφοδοσίας (120Hz) και παράγει επίσης άλλες αρμονικές (όπως 240Hz, 360Hz, 480Hz ή υψηλότερες συχνότητες).

Πολλές χώρες και περιοχές έχουν συχνότητα AC 50Hz, επομένως οι αρμονικές που παράγει είναι ελαφρώς διαφορετικές (100Hz, 200Hz, 300Hz, 400Hz). Αυτοί οι ήχοι έχουν συνήθως ένα χαρακτηριστικό βουητό. Αυτοί οι θόρυβοι είναι συχνά πιο αισθητοί σε περιβάλλοντα με υψηλό θόρυβο φόντου, προκαλώντας ενόχληση στους ανθρώπους γύρω τους.

Υπάρχουν τρεις πηγές θορύβου στο εσωτερικό του μετασχηματιστή: θόρυβος πυρήνα, θόρυβος πηνίου και θόρυβος ανεμιστήρα. Ο θόρυβος του πυρήνα και του πηνίου προκαλούνται από μαγνητικές δυνάμεις και, παρόμοια με τους μετατροπείς, οι μετασχηματιστές παράγουν επίσης ήχους 120Hz ή 100Hz και τις αρμονικές τους. Ο τρίτος τύπος θορύβου προέρχεται από τον ανεμιστήρα ψύξης έξω από τον μετασχηματιστή, αν και ορισμένοι μετασχηματιστές χρησιμοποιούν ψύκτρες αντί για ανεμιστήρες, κάτι που είναι μια πιο αθόρυβη επιλογή.

Μέτρα μετριασμού

Ø Μάθετε περισσότερα σχετικά με τα πρότυπα θορύβου

Σε παγκόσμιο επίπεδο, οι χώρες και οι περιοχές ακολουθούν γενικά σαφείς κανονισμούς θορύβου που στοχεύουν στον περιορισμό των διαταραχών θορύβου από βιομηχανικές εγκαταστάσεις σε κατοικημένες περιοχές. Αυτοί οι κανονισμοί ποικίλλουν ως προς τη λεπτομέρεια και τη σαφήνεια, με ορισμένους να καθορίζουν συγκεκριμένα πρότυπα και συνθήκες εκπομπής θορύβου, ενώ άλλοι καθορίζουν μόνο όρια ντεσιμπέλ.

Σε ορισμένες περιοχές, ενδέχεται να μην έχουν θεσπιστεί ακόμη κανονισμοί θορύβου που σχετίζονται με συστήματα αποθήκευσης ενέργειας μπαταρίας. Ωστόσο, οι προγραμματιστές συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας από μπαταρίες θα πρέπει επίσης να εξετάσουν πλήρως τις επιπτώσεις στο περιβάλλον και τις πιθανές αρνητικές αντιδράσεις των κατοίκων, ακόμη και αν ο νόμος δεν απαιτεί ρητά τη μείωση του θορύβου.

Για παράδειγμα, τα πρότυπα της National Electrical Manufacturers Association (NEMA) στις Ηνωμένες Πολιτείες ορίζουν με σαφήνεια τα επίπεδα θορύβου του ηλεκτρικού εξοπλισμού όταν πληρούν την αξιολόγηση NEMA.

Επιπλέον, η Διεθνής Ηλεκτροτεχνική Επιτροπή (IEC) και το Ινστιτούτο Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών Μηχανικών (IEEE) έχουν επίσης αναπτύξει πρότυπα για την έξοδο ήχου διαφόρων τύπων ηλεκτρικού εξοπλισμού. Ομοίως, το Ινστιτούτο Κλιματισμού, Θέρμανσης και Ψύξης (AHRI), η Αμερικανική Εταιρεία Μηχανικών Θέρμανσης, Ψύξης και Κλιματισμού (ASHRAE), το Αμερικανικό Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων (ANSI) και ο Διεθνής Οργανισμός Προτύπων (ISO) έχουν επίσης δημοσιεύσει πρότυπα για συστήματα ψύξης.

Αυτά τα πρότυπα όχι μόνο παρέχουν προδιαγραφές για τη βιομηχανία αποθήκευσης ενέργειας, αλλά μπορούν επίσης να συνδυαστούν με πραγματικά δεδομένα μέτρησης ήχου των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας μπαταρίας για την πιο ολοκληρωμένη αξιολόγηση και διαχείριση του θορύβου των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας μπαταρίας.

Ø Ηχητική μοντελοποίηση συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας μπαταρίας

Κατά τη φάση σχεδιασμού των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας της μπαταρίας, οι σύμβουλοι ακουστικής και οι τεχνικοί εμπειρογνώμονες πρέπει να προσδιορίζουν και να προσδιορίζουν με ακρίβεια τις κύριες πηγές ήχου σε διάφορους εξοπλισμούς. Οι προμηθευτές εξοπλισμού μπορούν να παρέχουν λεπτομερή δεδομένα σχετικά με τις εκπομπές θορύβου του προϊόντος. Χρησιμοποιώντας αυτά τα δεδομένα για την κατασκευή ενός ακουστικού μοντέλου, μπορεί να προσομοιωθεί η στάθμη ήχου που παράγεται από το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας της μπαταρίας στο περιβάλλον του (όπως μια κατοικημένη περιοχή).

Το ακουστικό μοντέλο δεν περιλαμβάνει μόνο τις πηγές ήχου κάθε συσκευής του συστήματος αποθήκευσης ενέργειας της μπαταρίας, αλλά λαμβάνει επίσης υπόψη τα χαρακτηριστικά του περιβάλλοντος εδάφους. Τα τελικά αποτελέσματα της αξιολόγησης της μοντελοποίησης θα συγκριθούν με τα πρότυπα ορίου θορύβου που ισχύουν για το έργο μηχανικής.

Δεν παρέχουν όλοι οι κατασκευαστές εξοπλισμού συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας μπαταρίας δεδομένα θορύβου για τα προϊόντα τους. Σε ένα σύστημα αποθήκευσης ενέργειας μπαταρίας, διάφορος εξοπλισμός μπορεί να προέρχεται από πολλούς διαφορετικούς προμηθευτές και η έλλειψη ορισμένων πληροφοριών αναμφίβολα αυξάνει τη δυσκολία ακριβούς μοντελοποίησης του επιπέδου θορύβου του συστήματος αποθήκευσης ενέργειας.

Ø Μετρήστε τα επίπεδα ήχου περιβάλλοντος

Πολλοί κανονισμοί για τον θόρυβο (όπως εκείνοι του Τμήματος Περιβαλλοντικής Προστασίας της Μασαχουσέτης) ορίζουν ότι τα επίπεδα ήχου των βιομηχανικών εγκαταστάσεων δεν πρέπει να υπερβαίνουν ορισμένα όρια περιβαλλοντικών συνθηκών. Αυτά τα επίπεδα ήχου περιβάλλοντος πρέπει να καθοριστούν πριν από την εγκατάσταση της βιομηχανικής εγκατάστασης ή όταν η εγκατάσταση τερματιστεί πλήρως.

Συνήθως, ο ήχος περιβάλλοντος μετριέται για μια εβδομάδα ή περισσότερο σε σχετικά ήσυχες καιρικές συνθήκες για να ληφθεί ένας ολοκληρωμένος χαρακτηρισμός του ηχητικού περιβάλλοντος της τοποθεσίας. Επειδή τα όρια θορύβου σχετίζονται με τις επιτόπιες περιβαλλοντικές συνθήκες, οι ήσυχες περιοχές απαιτούν χαμηλότερα όρια από τις θορυβώδεις περιοχές.

Οι κανονισμοί θορύβου σε άλλους τομείς συχνά ορίζουν ότι υπάρχει ένα σταθερό ανώτατο όριο για τον θόρυβο που δημιουργείται από τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας της μπαταρίας. Αυτό μπορεί να μην απαιτεί επιτόπια επαλήθευση, αλλά συνήθως συνιστάται η χρήση μεθόδων μέτρησης θορύβου περιβάλλοντος για να συνδυαστούν τα αποτελέσματα της εργασίας μοντελοποίησης με τα υπάρχοντα περιβαλλοντικά σενάρια.

Έλεγχος θορύβου

Ο έλεγχος θορύβου των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας της μπαταρίας είναι μια διαδικασία συνεχούς βελτίωσης. Εάν ο σχεδιασμός και η διάταξη του εξοπλισμού που παράγει θόρυβο υπερβαίνει τα όρια θορύβου που σχετίζονται με το έργο μηχανικής, ο σύμβουλος ακουστικής πρέπει να σχεδιάσει νέες λύσεις για τη μείωση των επιπέδων θορύβου. Εξετάζοντας το μοντέλο πηγής/διαδρομής/δέκτη, μπορούν να βρεθούν αποτελεσματικές λύσεις σε προβλήματα θορύβου.

Οι διαχειριστές συστημάτων μπορούν να ενσωματώσουν διάφορα μέτρα μετριασμού στο ακουστικό μοντέλο της εγκατάστασης και της γύρω περιοχής. Ο θόρυβος μπορεί να ελεγχθεί αποτελεσματικά μόνο εάν τα προβλεπόμενα επίπεδα ήχου πληρούν τα πρότυπα θορύβου που σχετίζονται με το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας της μπαταρίας.

Μόλις εγκατασταθεί το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας της μπαταρίας, πρέπει να μετρηθούν τα επίπεδα ήχου για να επαληθευτεί η συμμόρφωση με τα πρότυπα θορύβου για την τοποθεσία. Αυτό γίνεται συνήθως τη νύχτα όταν το επίπεδο θορύβου είναι χαμηλότερο στο περιβάλλον. Ενδέχεται να χρειαστεί να ξεκινήσετε και να απενεργοποιήσετε όλο τον εξοπλισμό του συστήματος αποθήκευσης ενέργειας της μπαταρίας για ένα χρονικό διάστημα, ώστε να αξιολογηθούν πλήρως τα συνολικά χαρακτηριστικά θορύβου του.

Για τον εξοπλισμό που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση του περιβαλλοντικού ήχου, πρέπει να συμμορφώνεται με τους διεθνείς κανονισμούς προτύπων σχετικά με την ακρίβεια του εξοπλισμού μέτρησης. Αυτές οι συσκευές ταξινομούνται σύμφωνα με πτυχές όπως η ακρίβεια και η απόδοσή τους.