מערכת אחסון אנרגיית סוללה, היכן להתחיל לשלוט על 'רעש'?

איתן מברשת, מומחה טכני בחברת שירותי הרעש והאקוסטיקה Acentech, פרסם לאחרונה דו'ח מחקר. בדו'ח שלו הוא ציין שככל שהקרקע נעשית נדירה יותר ויותר, יותר ויותר מערכות אחסון אנרגיה של סוללות נפרסות באזורי מגורים מאוכלסים בצפיפות, מה שהוביל להתייחסות גוברת לבעיית הרעש של מערכות אחסון אנרגיה בסוללות.

ככל שמערכות אחסון אנרגיה של סוללות הופכות פופולריות יותר ומתחילות להיפרס באזורים מאוכלסים בצפיפות, המחסור במשאבי קרקע הופך את המגמה הזו לבלתי נמנעת. לכן, בעיית הרעש של מערכות אחסון אנרגיה בסוללה ואמצעי בקרה מתאימים הפכו חשובים יותר ויותר.

באזורים צפופים כמו אירופה בולטת במיוחד בעיית הרעש של מערכות אחסון אנרגיה בסוללות, והיא גם מתעצמת בהדרגה במדינות ואזורים כמו ארצות הברית ואוסטרליה. על מנת לעמוד באתגר זה, יצרני מערכות אחסון אנרגיה בסוללות צריכים להקדיש תשומת לב רבה יותר לתכנון אקוסטי כדי לספק מערכות אחסון אנרגיה בסוללות העונות על צורכי החיים של התושבים.

מקור הרעש

Ø מערכת קירור

מערכות אחסון אנרגיה של סוללה, כמו מכשירים אלקטרוניים אחרים, פועלות בצורה הטובה והבטוחה יותר בטמפרטורות ולחות מתאימות. לשם כך נדרשות מערכות קירור אוויר או נוזל שונות. מערכות אלו מייצרות לרוב רעש, שמקורו בפתחי אוורור, מאווררים ומשאבות, והרעש הזה הוא בדרך כלל קבוע.

Ø אחסון אנרגיה PCS

אחסון אנרגיה PCS אחראי להמרת מתח ה-DC שמספקת הסוללה למתח AC לאספקת חשמל. במהלך תהליך הטעינה, המהפך מתקן את מתח ה-AC למתח DC. במהלך תהליך המרת הכוח הזה, מידה מסוימת של אנרגיה מומרת לחום, ולכן נדרש קירור כדי למנוע התחממות יתר, בדרך כלל באמצעות מאווררים, אשר בהכרח מייצר רעש.

תהליך המרת הספק DC למתח AC כולל מעבר מהיר לשינוי הקוטביות (או כיוון זרימת הזרם). בארצות הברית, התדר של מתח AC הוא 60Hz, כך שהמיתוג המהיר מופעל פעמיים בשנייה אחת. תהליך זה מפיק צליל שהוא פי שניים מתדר אספקת החשמל (120Hz), ומפיק גם הרמוניות אחרות (כגון 240Hz, 360Hz, 480Hz או תדרים גבוהים יותר).

למדינות ואזורים רבים יש תדר AC של 50Hz, כך שההרמוניות שהוא מייצר מעט שונות (100Hz, 200Hz, 300Hz, 400Hz). לצלילים האלה יש בדרך כלל מאפיין זמזום. רעשים אלו לרוב בולטים יותר בסביבות עם רעשי רקע גבוהים, וגורמים למטרד לאנשים סביבם.

ישנם שלושה מקורות רעש בתוך השנאי: רעש ליבה, רעש סליל ורעש מאוורר. רעשי ליבה וסליל נגרמים על ידי כוחות מגנטיים, ובדומה לממירים, שנאים מפיקים גם צלילים של 120Hz או 100Hz וההרמוניה שלהם. הסוג השלישי של הרעש מגיע ממאוורר הקירור מחוץ לשנאי, אם כי חלק מהשנאים משתמשים בגוף קירור במקום מאווררים, שזו אפשרות שקטה יותר.

אמצעי הפחתה

Ø למידע נוסף על תקני רעש

ברחבי העולם, מדינות ואזורים עוקבים בדרך כלל אחר תקנות רעש ברורות שמטרתן להגביל הפרעות רעש ממתקני תעשייה לאזורי מגורים. תקנות אלו משתנות בפירוט ובבהירות, כאשר חלקן מציינות תקנים ותנאים ספציפיים של פליטת רעש, בעוד שאחרות מציינות רק מגבלות דציבלים.

באזורים מסוימים, ייתכן שעדיין לא נקבעו תקנות רעש הקשורות למערכות אחסון אנרגיה בסוללה. עם זאת, מפתחי מערכות אחסון אנרגיה בסוללות צריכים לשקול היטב את ההשפעה על הסביבה הסובבת והתגובות השליליות האפשריות של התושבים, גם אם החוק אינו מחייב הפחתת רעש במפורש.

לדוגמה, התקנים של איגוד יצרני החשמל הלאומי (NEMA) בארצות הברית מגדירים בבירור את רמות הרעש של ציוד חשמלי כאשר הם עומדים בדירוג NEMA.

בנוסף, הוועדה הבינלאומית לאלקטרוטכניקה (IEC) והמכון למהנדסי חשמל ואלקטרוניקה (IEEE) פיתחו גם תקנים לפלט קול של סוגים שונים של ציוד חשמלי. באופן דומה, מכון מיזוג אוויר, חימום וקירור (AHRI), האגודה האמריקאית למהנדסי חימום, קירור ומיזוג אוויר (ASHRAE), מכון התקנים הלאומי האמריקאי (ANSI), וארגון התקנים הבינלאומי (ISO) פרסמו גם הם תקנים למערכות קירור.

תקנים אלה לא רק מספקים מפרטים לתעשיית אגירת האנרגיה, אלא גם ניתנים לשילוב עם נתוני מדידת קול בפועל של מערכות אחסון אנרגיה בסוללה כדי להעריך ולנהל בצורה מקיפה יותר את הרעש של מערכות אחסון אנרגיה בסוללה.

Ø מידול סאונד של מערכות אחסון אנרגיה בסוללה

במהלך שלב התכנון של מערכות אחסון אנרגיה בסוללות, יועצים אקוסטיים ומומחים טכניים צריכים לזהות ולקבוע במדויק את מקורות הקול העיקריים בציוד השונות. ספקי ציוד עשויים לספק נתונים מפורטים על פליטת רעש של מוצרים. על ידי שימוש בנתונים אלה לבניית מודל אקוסטי, ניתן לדמות את רמת הקול שנוצרת על ידי מערכת אחסון האנרגיה של הסוללה בסביבתה (כגון אזור מגורים).

הדגם האקוסטי לא רק כולל את מקורות הקול של כל מכשיר של מערכת אחסון האנרגיה של הסוללה, אלא גם לוקח בחשבון את מאפייני השטח שמסביב. תוצאות הערכת המידול הסופי יושוו עם תקני מגבלת הרעש החלים על הפרויקט ההנדסי.

לא כל יצרני הציוד למערכות אחסון אנרגיה בסוללות מספקות נתוני רעש עבור המוצרים שלהם. במערכת אחסון אנרגיה של סוללות, ציוד שונה עשוי להגיע ממספר ספקים שונים, והיעדר מידע מסוים ללא ספק מגביר את הקושי במודל מדויק של רמת הרעש של מערכת אגירת האנרגיה.

Ø למדוד את רמות צליל הסביבה

תקנות רעש רבות (כגון אלה של מחלקת הגנת הסביבה של מסצ'וסטס) קובעות כי רמות הקול של מתקנים תעשייתיים לא יחרגו מספים מסוימים של תנאי סביבה. יש לקבוע את רמות הקול הסביבתי הללו לפני התקנת המתקן התעשייתי או כאשר המתקן מושבת לחלוטין.

בדרך כלל, צליל הסביבה נמדד במשך שבוע או יותר בתנאי מזג אוויר שקטים יחסית כדי לקבל אפיון מקיף של סביבת הסאונד באתר. מכיוון שמגבלות הרעש קשורות לתנאי הסביבה באתר, אזורים שקטים דורשים גבולות נמוכים יותר מאשר אזורים רועשים.

תקנות הרעש באזורים אחרים קובעות פעמים רבות כי קיים גבול עליון קבוע לרעש שנוצר ממערכות אחסון אנרגיה בסוללה. זה אולי לא דורש אימות באתר, אבל בדרך כלל מומלץ להשתמש בשיטות מדידת רעשי סביבה כדי לעזור לשלב את התוצאות של עבודת הדוגמנות עם תרחישים סביבתיים קיימים.

שליטה ברעש

בקרת רעש של מערכות אחסון אנרגיה בסוללה היא תהליך שיפור מתמיד. אם התכנון והפריסה של ציוד מייצר רעש חורגים מגבולות הרעש הקשורים לפרויקט ההנדסי, היועץ האקוסטי צריך לתכנן פתרונות חדשים להפחתת רמות הרעש. על ידי התחשבות במודל המקור/הנתיב/המקלט, ניתן למצוא פתרונות יעילים לבעיות רעש.

מפעילי מערכות יכולים לשלב אמצעי הפחתה שונים במודל האקוסטי של המתקן והסביבה. ניתן לשלוט ברעש ביעילות רק אם רמות הקול החזויות עומדות בתקני הרעש הקשורים למערכת אחסון האנרגיה של הסוללה.

לאחר התקנת מערכת אחסון האנרגיה של הסוללה, יש למדוד את רמות הקול כדי לוודא עמידה בתקני הרעש עבור האתר. זה נעשה בדרך כלל בלילה כאשר רמת הרעש הנמוכה ביותר בסביבה. ייתכן שיהיה צורך להפעיל ולכבות את כל הציוד של מערכת אחסון האנרגיה של הסוללה למשך פרק זמן כדי להעריך באופן מלא את מאפייני הרעש הכוללים שלה.

עבור הציוד המשמש למדידת צליל סביבתי, הוא צריך לעמוד בתקנות התקן הבינלאומיות על דיוק ציוד המדידה. מכשירים אלו מסווגים לפי היבטים כמו הדיוק והביצועים שלהם.