Système de stockage d'énergie par batterie, par où commencer à contrôler le « bruit » ?

Ethan Brush, expert technique chez Acentech, société de services en matière de bruit et d'acoustique, a récemment publié un rapport de recherche. Dans son rapport, il a souligné qu'à mesure que les terrains deviennent de plus en plus rares, de plus en plus de systèmes de stockage d'énergie par batterie sont déployés dans des zones résidentielles densément peuplées, ce qui a conduit à une attention croissante au problème du bruit des systèmes de stockage d'énergie par batterie.

À mesure que les systèmes de stockage d’énergie par batterie deviennent plus populaires et commencent à être déployés dans des zones densément peuplées, la rareté des ressources foncières rend cette tendance inévitable. Par conséquent, le problème du bruit des systèmes de stockage d’énergie par batterie et les mesures de contrôle correspondantes sont devenus de plus en plus importants.

Dans les zones densément peuplées comme l’Europe, le problème du bruit des systèmes de stockage d’énergie par batterie est particulièrement important, et il s’intensifie également progressivement dans des pays et régions comme les États-Unis et l’Australie. Afin de relever ce défi, les fabricants de systèmes de stockage d’énergie par batterie doivent accorder davantage d’attention à la conception acoustique afin de fournir des systèmes de stockage d’énergie par batterie qui répondent aux besoins de vie des résidents.

Source de bruit

ØSystème de refroidissement

Les systèmes de stockage d’énergie par batterie, comme les autres appareils électroniques, fonctionnent mieux et de manière plus sûre à des températures et une humidité appropriées. Pour cela, différents systèmes de refroidissement par air ou liquide sont nécessaires. Ces systèmes génèrent souvent du bruit provenant des évents, des ventilateurs et des pompes, et ce bruit est généralement constant.

Ø PCS de stockage d'énergie

Stockage d'énergie PCS est chargé de convertir l'alimentation CC fournie par la batterie en alimentation CA pour l'alimentation électrique. Pendant le processus de charge, l'onduleur redresse le courant alternatif en courant continu. Au cours de ce processus de conversion d'énergie, un certain degré d'énergie est converti en chaleur. Un refroidissement est donc nécessaire pour éviter la surchauffe, généralement via des ventilateurs, qui génèrent inévitablement du bruit.

Le processus de conversion du courant continu en courant alternatif implique une commutation à grande vitesse pour changer la polarité (ou la direction du flux de courant). Aux États-Unis, la fréquence du courant alternatif est de 60 Hz, la commutation à grande vitesse est donc actionnée deux fois en une seconde. Ce processus produit un son qui est deux fois la fréquence d'alimentation (120 Hz) et produit également d'autres harmoniques (telles que 240 Hz, 360 Hz, 480 Hz ou des fréquences supérieures).

De nombreux pays et régions ont une fréquence alternative de 50 Hz, les harmoniques qu'elle produit sont donc légèrement différentes (100 Hz, 200 Hz, 300 Hz, 400 Hz). Ces sons ont généralement une caractéristique de bourdonnement. Ces bruits sont souvent plus perceptibles dans les environnements à bruit de fond élevé, ce qui gêne les personnes qui les entourent.

Il existe trois sources de bruit à l’intérieur du transformateur : le bruit du noyau, le bruit de la bobine et le bruit du ventilateur. Le bruit du noyau et de la bobine est causé par les forces magnétiques et, comme les onduleurs, les transformateurs produisent également des sons de 120 Hz ou 100 Hz et leurs harmoniques. Le troisième type de bruit provient du ventilateur de refroidissement situé à l’extérieur du transformateur, bien que certains transformateurs utilisent des dissipateurs thermiques au lieu de ventilateurs, ce qui constitue une option plus silencieuse.

Mesures d'atténuation

Ø En savoir plus sur les normes de bruit

À l’échelle mondiale, les pays et les régions suivent généralement des réglementations claires en matière de bruit visant à limiter les nuisances sonores provenant des installations industrielles vers les zones résidentielles. Ces réglementations varient en détail et en clarté, certaines spécifiant des normes et conditions spécifiques en matière d'émission sonore, tandis que d'autres ne précisent que des limites de décibels.

Dans certaines régions, les réglementations sur le bruit liées aux systèmes de stockage d’énergie par batterie ne sont peut-être pas encore établies. Néanmoins, les développeurs de systèmes de stockage d’énergie par batterie devraient également pleinement prendre en compte l’impact sur l’environnement et les éventuelles réactions négatives des résidents, même si la loi n’exige pas explicitement une réduction du bruit.

Par exemple, les normes de la National Electrical Manufacturers Association (NEMA) aux États-Unis définissent clairement les niveaux de bruit des équipements électriques lorsqu'ils répondent aux normes NEMA.

En outre, la Commission électrotechnique internationale (CEI) et l'Institut des ingénieurs électriciens et électroniciens (IEEE) ont également élaboré des normes pour le rendement sonore de divers types d'équipements électriques. De même, l'Air Conditioning, Heating and Refrigeration Institute (AHRI), l'American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE), l'American National Standards Institute (ANSI) et l'Organisation internationale de normalisation (ISO) ont également publié des normes pour les systèmes de réfrigération.

Ces normes fournissent non seulement des spécifications pour l'industrie du stockage d'énergie, mais peuvent également être combinées avec des données de mesure sonore réelles des systèmes de stockage d'énergie par batterie pour évaluer et gérer de manière plus complète le bruit des systèmes de stockage d'énergie par batterie.

Ø Modélisation sonore des systèmes de stockage d'énergie par batterie

Pendant la phase de conception des systèmes de stockage d’énergie par batterie, les consultants en acoustique et les experts techniques doivent identifier et déterminer avec précision les principales sources sonores dans divers équipements. Les fournisseurs d’équipements peuvent fournir des données détaillées sur les émissions sonores des produits. En utilisant ces données pour construire un modèle acoustique, le niveau sonore généré par le système de stockage d'énergie par batterie dans son environnement (comme une zone résidentielle) peut être simulé.

Le modèle acoustique inclut non seulement les sources sonores de chaque dispositif du système de stockage d’énergie par batterie, mais prend également en compte les caractéristiques du terrain environnant. Les résultats finaux de l'évaluation de la modélisation seront comparés aux normes de limites de bruit applicables au projet d'ingénierie.

Tous les fabricants d’équipements de systèmes de stockage d’énergie par batterie ne fournissent pas de données sur le bruit pour leurs produits. Dans un système de stockage d’énergie par batterie, divers équipements peuvent provenir de plusieurs fournisseurs différents, et le manque de certaines informations augmente sans aucun doute la difficulté de modéliser avec précision le niveau de bruit du système de stockage d’énergie.

Ø Mesurer les niveaux sonores ambiants

De nombreuses réglementations sur le bruit (telles que celles du Département de la protection de l'environnement du Massachusetts) stipulent que les niveaux sonores des installations industrielles ne doivent pas dépasser certains seuils de conditions environnementales. Ces niveaux sonores ambiants doivent être déterminés avant l’installation de l’installation industrielle ou lors de son arrêt complet.

Habituellement, le son ambiant est mesuré pendant une semaine ou plus dans des conditions météorologiques relativement calmes afin d'obtenir une caractérisation complète de l'environnement sonore sur site. Étant donné que les limites de bruit sont liées aux conditions environnementales sur place, les zones calmes nécessitent des limites inférieures à celles des zones bruyantes.

Dans d'autres domaines, les réglementations sur le bruit stipulent souvent qu'il existe une limite supérieure fixe pour le bruit généré par les systèmes de stockage d'énergie par batterie. Cela ne nécessite peut-être pas de vérification sur site, mais il est généralement recommandé d'utiliser des méthodes de mesure du bruit ambiant pour aider à combiner les résultats des travaux de modélisation avec les scénarios environnementaux existants.

Contrôler le bruit

Le contrôle du bruit des systèmes de stockage d’énergie par batterie est un processus d’amélioration continue. Si la conception et la disposition des équipements générateurs de bruit dépassent les limites de bruit associées au projet d'ingénierie, le consultant en acoustique doit concevoir de nouvelles solutions pour réduire les niveaux de bruit. En considérant le modèle source/chemin/récepteur, des solutions efficaces aux problèmes de bruit peuvent être trouvées.

Les opérateurs du système peuvent intégrer diverses mesures d'atténuation dans le modèle acoustique de l'installation et de la zone environnante. Le bruit ne peut être contrôlé efficacement que si les niveaux sonores prévus répondent aux normes de bruit associées au système de stockage d’énergie par batterie.

Une fois le système de stockage d’énergie par batterie installé, les niveaux sonores doivent être mesurés pour vérifier le respect des normes sonores du site. Cela se fait généralement la nuit, lorsque le niveau de bruit est le plus faible de l'environnement. Il peut être nécessaire de démarrer et d'arrêter tous les équipements du système de stockage d'énergie par batterie pendant un certain temps pour évaluer pleinement ses caractéristiques sonores globales.

Pour l’équipement utilisé pour mesurer le bruit ambiant, il doit être conforme aux réglementations internationales sur la précision de l’équipement de mesure. Ces appareils sont classés selon des aspects tels que leur précision et leurs performances.