Акумуляторна система накопичення енергії, з чого почати контроль 'шуму'?

Ітан Браш, технічний експерт компанії з шуму та акустичних послуг Acentech, нещодавно опублікував звіт про дослідження. У своїй доповіді він зазначив, що оскільки землі стає дедалі дефіцитніше, все більше і більше систем накопичення енергії від акумуляторів розгортається в густонаселених житлових районах, що призвело до збільшення уваги до проблеми шуму систем зберігання енергії від акумуляторів.

Оскільки акумуляторні системи зберігання енергії стають все більш популярними та починають розгортатися в густонаселених районах, дефіцит земельних ресурсів робить цю тенденцію неминучою. Тому проблема шуму систем накопичення енергії акумулятора та відповідні заходи контролю стають все більш важливими.

У густонаселених районах, таких як Європа, проблема шуму акумуляторних систем зберігання енергії є особливо помітною, і вона також поступово посилюється в таких країнах і регіонах, як Сполучені Штати та Австралія. Щоб впоратися з цією проблемою, виробники акумуляторних систем накопичення енергії повинні приділяти більше уваги акустичному дизайну, щоб забезпечити системи накопичення енергії акумуляторів, які відповідають життєвим потребам мешканців.

Джерело шуму

Ø Система охолодження

Акумуляторні системи зберігання енергії, як і інші електронні пристрої, працюють найкраще та безпечніше за відповідних температур і вологості. Для цього потрібні різні повітряні або рідинні системи охолодження. Ці системи часто створюють шум, який походить від вентиляційних отворів, вентиляторів і насосів, і цей шум зазвичай постійний.

Ø Накопичувач енергії PCS

Накопичувач енергії PCS відповідає за перетворення постійного струму, що надається акумулятором, на змінний струм для живлення. Під час заряджання інвертор перетворює напругу змінного струму на постійний. Під час цього процесу перетворення електроенергії певна кількість енергії перетворюється на тепло, тому для запобігання перегріву потрібне охолодження, зазвичай через вентилятори, які неминуче створюють шум.

Процес перетворення живлення постійного струму в живлення змінного струму передбачає високошвидкісне перемикання для зміни полярності (або напрямку потоку струму). У Сполучених Штатах частота мережі змінного струму становить 60 Гц, тому високошвидкісне перемикання виконується двічі за одну секунду. Цей процес створює звук, який вдвічі перевищує частоту джерела живлення (120 Гц), а також виробляє інші гармоніки (наприклад, 240 Гц, 360 Гц, 480 Гц або вищі частоти).

У багатьох країнах і регіонах частота змінного струму становить 50 Гц, тому гармоніки, які він створює, дещо відрізняються (100 Гц, 200 Гц, 300 Гц, 400 Гц). Зазвичай ці звуки мають характер дзижчання. Ці шуми часто більш помітні в середовищах із високим фоновим шумом, що дратує оточуючих людей.

Усередині трансформатора є три джерела шуму: шум сердечника, шум котушки та шум вентилятора. Шум сердечника та котушки спричинений магнітними силами, і, подібно до інверторів, трансформатори також виробляють звуки 120 Гц або 100 Гц та їхні гармоніки. Третій тип шуму походить від охолоджуючого вентилятора поза трансформатором, хоча деякі трансформатори використовують радіатори замість вентиляторів, що є тихішим варіантом.

Заходи пом'якшення

Ø Дізнайтеся більше про стандарти шуму

У всьому світі країни та регіони, як правило, дотримуються чітких норм щодо шуму, спрямованих на обмеження шуму від промислових об’єктів до житлових районів. Ці правила відрізняються деталізаціями та чіткістю, причому деякі визначають конкретні стандарти та умови випромінювання шуму, тоді як інші визначають лише обмеження в децибелах.

У деяких регіонах норми щодо рівня шуму, пов’язані з системами накопичення енергії в акумуляторах, можуть ще не встановлені. Тим не менш, розробники систем накопичення енергії від батарей також повинні повністю враховувати вплив на навколишнє середовище та можливу негативну реакцію мешканців, навіть якщо закон прямо не вимагає зменшення шуму.

Наприклад, стандарти Національної асоціації виробників електроенергії (NEMA) у Сполучених Штатах чітко визначають рівні шуму електричного обладнання, коли воно відповідає рейтингу NEMA.

Крім того, Міжнародна електротехнічна комісія (IEC) та Інститут інженерів з електротехніки та електроніки (IEEE) також розробили стандарти для вихідного звуку різних типів електричного обладнання. Подібним чином Інститут кондиціонування, опалення та охолодження (AHRI), Американське товариство інженерів з опалення, охолодження та кондиціонування повітря (ASHRAE), Американський національний інститут стандартів (ANSI) і Міжнародна організація стандартів (ISO) також опублікували стандарти для систем охолодження.

Ці стандарти не лише надають специфікації для індустрії зберігання енергії, але також можуть бути об’єднані з фактичними даними вимірювання звуку систем накопичення енергії акумулятора для більш повної оцінки та управління шумом систем накопичення енергії акумулятора.

Ø Звукове моделювання акумуляторних систем накопичення енергії

На етапі проектування систем накопичення енергії акумулятора консультанти з акустики та технічні експерти повинні точно ідентифікувати та визначити основні джерела звуку в різному обладнанні. Постачальники обладнання можуть надавати докладні дані про вироблення шуму продукту. Використовуючи ці дані для створення акустичної моделі, можна змоделювати рівень звуку, створюваний системою накопичення енергії батареї в навколишньому середовищі (наприклад, житловому районі).

Акустична модель включає не тільки джерела звуку кожного пристрою акумуляторної системи накопичення енергії, а й враховує характеристики навколишнього рельєфу. Остаточні результати оцінки моделювання порівнюватимуться зі стандартами обмеження шуму, що застосовуються до інженерного проекту.

Не всі виробники обладнання систем накопичення енергії надають дані про рівень шуму для своїх продуктів. У акумуляторній системі накопичення енергії різне обладнання може надходити від багатьох різних постачальників, і відсутність певної інформації, безсумнівно, ускладнює точне моделювання рівня шуму системи накопичення енергії.

Ø Виміряти рівні навколишнього шуму

Багато норм щодо шуму (наприклад, Департаменту охорони навколишнього середовища штату Массачусетс) передбачають, що рівень шуму на промислових об’єктах не повинен перевищувати певні порогові значення умов навколишнього середовища. Ці рівні навколишнього шуму необхідно визначити до встановлення промислового об’єкта або після його повної зупинки.

Зазвичай навколишній звук вимірюється протягом тижня чи більше за відносно тихих погодних умов, щоб отримати повну характеристику звукового середовища на місці. Оскільки обмеження шуму пов’язані з умовами навколишнього середовища на місці, тихі зони потребують нижчих обмежень, ніж шумні зони.

Норми щодо шуму в інших областях часто передбачають фіксовану верхню межу шуму, створюваного системами накопичення енергії від батарей. Це може не вимагати перевірки на місці, але зазвичай рекомендується використовувати методи вимірювання навколишнього шуму, щоб допомогти поєднати результати моделювання з існуючими екологічними сценаріями.

Контролюйте шум

Контроль шуму систем накопичення енергії акумуляторів є процесом постійного вдосконалення. Якщо конструкція та компонування шумогенеруючого обладнання перевищують ліміти шуму, пов’язані з інженерним проектом, консультант з акустики повинен розробити нові рішення для зниження рівня шуму. Розглядаючи модель джерело/шлях/приймач, можна знайти ефективні рішення проблем шуму.

Системні оператори можуть інтегрувати різні заходи пом’якшення в акустичну модель об’єкта та навколишньої території. Шум можна ефективно контролювати, лише якщо прогнозовані рівні звуку відповідають нормам шуму, пов’язаним із системою накопичення енергії акумулятора.

Після того, як акумуляторну систему накопичення енергії встановлено, необхідно виміряти рівні звуку, щоб перевірити відповідність нормам шуму для об’єкта. Зазвичай це робиться вночі, коли рівень шуму в навколишньому середовищі найнижчий. Може знадобитися запустити та вимкнути все обладнання системи накопичення енергії батареї на певний період часу, щоб повністю оцінити його загальні шумові характеристики.

Обладнання, яке використовується для вимірювання звуку навколишнього середовища, має відповідати міжнародним стандартам щодо точності вимірювального обладнання. Ці пристрої класифікуються за такими аспектами, як точність і продуктивність.