Pil enerji depolama sistemi, 'gürültüyü' kontrol etmeye nereden başlamalı?

Gürültü ve akustik hizmetleri şirketi Acentech'te teknik uzman olan Ethan Brush, yakın zamanda bir araştırma raporu yayınladı. Raporunda, arazi giderek kıtlaştıkça, yoğun nüfuslu yerleşim alanlarında gittikçe daha fazla pil enerji depolama sisteminin konuşlandırıldığını, bunun da pil enerji depolama sistemlerinin gürültü sorununa olan ilginin artmasına yol açtığını belirtti.

Batarya enerji depolama sistemleri popülerleşip yoğun nüfuslu bölgelerde kullanılmaya başlandıkça, arazi kaynaklarının kıtlığı da bu eğilimi kaçınılmaz kılıyor. Bu nedenle batarya enerji depolama sistemlerinin gürültü sorunu ve buna karşılık gelen kontrol önlemleri giderek önem kazanmıştır.

Özellikle Avrupa gibi nüfusun yoğun olduğu bölgelerde batarya enerji depolama sistemlerinde gürültü sorunu ön plana çıkarken, Amerika Birleşik Devletleri, Avustralya gibi ülke ve bölgelerde de giderek yoğunlaşıyor. Bu zorluğun üstesinden gelmek için batarya enerji depolama sistemi üreticilerinin, sakinlerin yaşam ihtiyaçlarını karşılayan batarya enerji depolama sistemleri sağlamak için akustik tasarıma daha fazla dikkat etmeleri gerekiyor.

Gürültü kaynağı

Ø Soğutma sistemi

Pil enerji depolama sistemleri de diğer elektronik cihazlar gibi uygun sıcaklık ve nem koşullarında en iyi ve güvenli şekilde çalışır. Bu amaçla çeşitli hava veya sıvı soğutma sistemlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu sistemler sıklıkla havalandırma deliklerinden, fanlardan ve pompalardan kaynaklanan gürültü üretir ve bu gürültü genellikle sabittir.

Ø Enerji Depolama PC'leri

Enerji depolama PCS, pil tarafından sağlanan DC gücünün, güç kaynağı için AC gücüne dönüştürülmesinden sorumludur. Şarj işlemi sırasında invertör AC gücünü DC gücüne dönüştürür. Bu güç dönüştürme işlemi sırasında, belirli bir enerji derecesi ısıya dönüştürülür, bu nedenle aşırı ısınmayı önlemek için genellikle fanlar aracılığıyla kaçınılmaz olarak gürültü üreten soğutma gerekir.

DC gücünü AC gücüne dönüştürme işlemi, polariteyi (veya akım akışının yönünü) değiştirmek için yüksek hızlı anahtarlamayı içerir. Amerika Birleşik Devletleri'nde AC gücünün frekansı 60Hz'dir, dolayısıyla yüksek hızlı anahtarlama bir saniyede iki kez çalıştırılır. Bu işlem, güç kaynağı frekansının (120Hz) iki katı olan bir ses üretir ve aynı zamanda başka harmonikler de (240Hz, 360Hz, 480Hz veya daha yüksek frekanslar gibi) üretir.

Birçok ülke ve bölgenin AC frekansı 50Hz'dir, dolayısıyla ürettiği harmonikler biraz farklıdır (100Hz, 200Hz, 300Hz, 400Hz). Bu sesler genellikle uğultu niteliğindedir. Bu sesler genellikle arka plan gürültüsünün yüksek olduğu ortamlarda daha fazla fark edilir ve çevredeki insanları rahatsız eder.

Transformatörün içinde üç gürültü kaynağı vardır: çekirdek gürültüsü, bobin gürültüsü ve fan gürültüsü. Çekirdek ve bobin gürültüsü manyetik kuvvetlerden kaynaklanır ve invertörlere benzer şekilde transformatörler de 120Hz veya 100Hz sesler ve bunların harmoniklerini üretirler. Üçüncü tür gürültü, transformatörün dışındaki soğutma fanından gelir; ancak bazı transformatörler, daha sessiz bir seçenek olan fanlar yerine soğutucular kullanır.

Azaltıcı önlemler

Ø Gürültü standartları hakkında daha fazla bilgi edinin

Küresel olarak ülkeler ve bölgeler genellikle endüstriyel tesislerden yerleşim alanlarına kadar gürültüyü sınırlamayı amaçlayan net gürültü düzenlemelerine uymaktadır. Bu düzenlemeler ayrıntı ve netlik açısından değişiklik göstermektedir; bazıları belirli gürültü emisyon standartlarını ve koşullarını belirtirken diğerleri yalnızca desibel sınırlarını belirtir.

Bazı bölgelerde batarya enerji depolama sistemlerine ilişkin gürültü düzenlemeleri henüz oluşturulmamış olabilir. Bununla birlikte, pil enerji depolama sistemlerini geliştirenlerin, yasa açıkça gürültünün azaltılmasını gerektirmese bile, çevre üzerindeki etkiyi ve sakinlerin olası olumsuz tepkilerini de tam olarak dikkate almaları gerekir.

Örneğin, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Ulusal Elektrik Üreticileri Birliği'nin (NEMA) standartları, NEMA derecelendirmesini karşıladığında elektrikli ekipmanların gürültü seviyelerini açıkça tanımlamaktadır.

Ayrıca Uluslararası Elektroteknik Komisyonu (IEC) ve Elektrik ve Elektronik Mühendisleri Enstitüsü (IEEE) de çeşitli elektrikli ekipmanların ses çıkışına yönelik standartlar geliştirmiştir. Benzer şekilde, İklimlendirme, Isıtma ve Soğutma Enstitüsü (AHRI), Amerikan Isıtma, Soğutma ve İklimlendirme Mühendisleri Derneği (ASHRAE), Amerikan Ulusal Standartlar Enstitüsü (ANSI) ve Uluslararası Standartlar Organizasyonu (ISO) da soğutma sistemlerine yönelik standartlar yayınlamıştır.

Bu standartlar yalnızca enerji depolama endüstrisi için spesifikasyonlar sağlamakla kalmaz, aynı zamanda pil enerji depolama sistemlerinin gürültüsünü daha kapsamlı bir şekilde değerlendirmek ve yönetmek için pil enerji depolama sistemlerinin gerçek ses ölçüm verileriyle de birleştirilebilir.

Ø Batarya enerji depolama sistemlerinin ses modellemesi

Batarya enerji depolama sistemlerinin tasarım aşamasında akustik danışmanlarının ve teknik uzmanların çeşitli ekipmanlardaki ana ses kaynaklarını doğru bir şekilde tanımlaması ve belirlemesi gerekir. Ekipman tedarikçileri ürün gürültü emisyonlarına ilişkin ayrıntılı veriler sağlayabilir. Akustik bir model oluşturmak için bu veriler kullanılarak, batarya enerji depolama sisteminin çevresindeki ortamda (yerleşim alanı gibi) ürettiği ses seviyesi simüle edilebilir.

Akustik model, yalnızca batarya enerji depolama sisteminin her bir cihazının ses kaynaklarını içermekle kalmaz, aynı zamanda çevredeki arazi özelliklerini de dikkate alır. Nihai modelleme değerlendirme sonuçları, mühendislik projesine uygulanabilir gürültü sınırı standartlarıyla karşılaştırılacaktır.

Batarya enerji depolama sistemi ekipmanı üreticilerinin tümü, ürünleri için gürültü verilerini sağlamaz. Bir batarya enerji depolama sisteminde, çeşitli ekipmanlar birden fazla farklı tedarikçiden gelebilir ve belirli bilgilerin eksikliği, şüphesiz, enerji depolama sisteminin gürültü seviyesinin doğru şekilde modellenmesinin zorluğunu artırır.

Ø Ortam ses seviyelerini ölçün

Pek çok gürültü yönetmeliği (Massachusetts Çevre Koruma Departmanı'nınkiler gibi), endüstriyel tesislerin ses seviyelerinin belirli çevre koşulları eşiklerini aşmaması gerektiğini şart koşar. Bu ortam ses seviyelerinin endüstriyel tesis kurulmadan önce veya tesis tamamen kapatıldığında belirlenmesi gerekir.

Genellikle ortam sesi, sahadaki ses ortamının kapsamlı bir karakterizasyonunu elde etmek için nispeten sakin hava koşullarında bir hafta veya daha uzun süre ölçülür. Gürültü limitleri sahadaki çevresel koşullarla ilgili olduğundan sessiz alanlar, gürültülü alanlara göre daha düşük limitler gerektirir.

Diğer alanlardaki gürültü düzenlemeleri genellikle batarya enerji depolama sistemlerinin ürettiği gürültüye ilişkin sabit bir üst sınır olmasını şart koşmaktadır. Bu, sahada doğrulama gerektirmeyebilir ancak modelleme çalışmasının sonuçlarının mevcut çevresel senaryolarla birleştirilmesine yardımcı olmak için genellikle ortam gürültüsü ölçüm yöntemlerinin kullanılması tavsiye edilir.

Gürültüyü kontrol edin

Pil enerji depolama sistemlerinin gürültü kontrolü sürekli bir iyileştirme sürecidir. Gürültü üreten ekipmanın tasarımı ve yerleşimi mühendislik projesiyle ilgili gürültü sınırlarını aşarsa akustik danışmanının gürültü seviyelerini azaltmak için yeni çözümler tasarlaması gerekir. Kaynak/yol/alıcı modeli dikkate alınarak gürültü sorunlarına etkili çözümler bulunabilir.

Sistem operatörleri çeşitli hafifletme önlemlerini tesisin ve çevredeki alanın akustik modeline entegre edebilir. Gürültü ancak tahmin edilen ses seviyelerinin batarya enerji depolama sistemiyle ilişkili gürültü standartlarını karşılaması durumunda etkili bir şekilde kontrol edilebilir.

Batarya enerji depolama sistemi kurulduktan sonra, sahanın gürültü standartlarına uygunluğunu doğrulamak için ses seviyelerinin ölçülmesi gerekir. Bu genellikle ortamdaki gürültü seviyesinin en düşük olduğu geceleri yapılır. Genel gürültü özelliklerini tam olarak değerlendirmek için batarya enerji depolama sisteminin tüm ekipmanlarını bir süreliğine başlatmak ve kapatmak gerekli olabilir.

Çevresel sesi ölçmek için kullanılan ekipmanların, ölçüm ekipmanlarının doğruluğu konusunda uluslararası standart düzenlemelere uygun olması gerekmektedir. Bu cihazlar doğrulukları ve performansları gibi hususlara göre sınıflandırılır.