Hệ thống lưu trữ năng lượng pin, bắt đầu kiểm soát 'tiếng ồn' từ đâu?

Ethan Brush, chuyên gia kỹ thuật tại công ty dịch vụ âm thanh và tiếng ồn Acetech, mới đây đã công bố một báo cáo nghiên cứu. Trong báo cáo của mình, ông chỉ ra rằng khi đất đai ngày càng khan hiếm, ngày càng có nhiều hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin được triển khai tại các khu dân cư đông đúc, điều này khiến người ta ngày càng chú ý đến vấn đề tiếng ồn của hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin.

Khi hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin trở nên phổ biến hơn và bắt đầu được triển khai ở những khu vực đông dân cư, sự khan hiếm tài nguyên đất đai khiến xu hướng này trở nên tất yếu. Do đó, vấn đề tiếng ồn của hệ thống lưu trữ năng lượng pin và các biện pháp kiểm soát tương ứng ngày càng trở nên quan trọng.

Ở những khu vực đông dân cư như Châu Âu, vấn đề tiếng ồn của hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin đặc biệt nổi bật và nó cũng đang dần gia tăng ở các quốc gia và khu vực như Hoa Kỳ và Úc. Để đáp ứng thách thức này, các nhà sản xuất hệ thống lưu trữ năng lượng pin cần quan tâm hơn đến thiết kế âm thanh để cung cấp hệ thống lưu trữ năng lượng pin đáp ứng nhu cầu sinh hoạt của cư dân.

Nguồn tiếng ồn

Ø Hệ thống làm mát

Hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin cũng giống như các thiết bị điện tử khác, hoạt động tốt nhất và an toàn hơn ở nhiệt độ và độ ẩm phù hợp. Để đạt được mục đích này, cần có nhiều hệ thống làm mát bằng không khí hoặc chất lỏng khác nhau. Các hệ thống này thường tạo ra tiếng ồn, bắt nguồn từ lỗ thông hơi, quạt và máy bơm và tiếng ồn này thường không đổi.

Ø Bộ lưu trữ năng lượng

Bộ lưu trữ năng lượng có nhiệm vụ chuyển đổi nguồn DC do pin cung cấp thành nguồn AC để cấp nguồn. Trong quá trình sạc, biến tần sẽ chỉnh lưu nguồn AC thành nguồn DC. Trong quá trình chuyển đổi năng lượng này, một mức năng lượng nhất định được chuyển thành nhiệt, do đó cần phải làm mát để tránh quá nhiệt, thường là thông qua quạt, điều này chắc chắn sẽ tạo ra tiếng ồn.

Quá trình chuyển đổi nguồn DC thành nguồn AC bao gồm việc chuyển đổi tốc độ cao để thay đổi cực tính (hoặc hướng của dòng điện). Ở Hoa Kỳ, tần số nguồn điện xoay chiều là 60Hz nên việc chuyển mạch tốc độ cao được thực hiện hai lần trong một giây. Quá trình này tạo ra âm thanh gấp đôi tần số nguồn điện (120Hz) và cũng tạo ra các sóng hài khác (như tần số 240Hz, 360Hz, 480Hz hoặc cao hơn).

Nhiều quốc gia và khu vực có tần số AC là 50Hz, do đó sóng hài mà nó tạo ra hơi khác nhau (100Hz, 200Hz, 300Hz, 400Hz). Những âm thanh này thường có đặc tính vo ve. Những tiếng động này thường dễ nhận thấy hơn trong môi trường có tiếng ồn nền cao, gây khó chịu cho những người xung quanh.

Có ba nguồn gây tiếng ồn bên trong máy biến áp: tiếng ồn lõi, tiếng ồn cuộn dây và tiếng ồn quạt. Tiếng ồn lõi và cuộn dây là do lực từ gây ra, và tương tự như bộ biến tần, máy biến áp cũng tạo ra âm thanh 120Hz hoặc 100Hz và sóng hài của chúng. Loại tiếng ồn thứ ba đến từ quạt làm mát bên ngoài máy biến áp, mặc dù một số máy biến áp sử dụng tản nhiệt thay vì quạt, đây là một lựa chọn yên tĩnh hơn.

Biện pháp giảm thiểu

Ø Tìm hiểu thêm về tiêu chuẩn tiếng ồn

Trên toàn cầu, các quốc gia và khu vực thường tuân theo các quy định rõ ràng về tiếng ồn nhằm hạn chế nhiễu loạn tiếng ồn từ các cơ sở công nghiệp đến khu dân cư. Các quy định này khác nhau về mức độ chi tiết và rõ ràng, trong đó một số quy định cụ thể về tiêu chuẩn và điều kiện phát ra tiếng ồn, trong khi các quy định khác chỉ quy định giới hạn decibel.

Ở một số vùng, các quy định về tiếng ồn liên quan đến hệ thống lưu trữ năng lượng pin có thể chưa được thiết lập. Tuy nhiên, các nhà phát triển hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin cũng nên xem xét đầy đủ tác động đến môi trường xung quanh và những phản ứng tiêu cực có thể xảy ra của người dân, ngay cả khi luật pháp không yêu cầu rõ ràng việc giảm tiếng ồn.

Ví dụ, các tiêu chuẩn của Hiệp hội các nhà sản xuất điện quốc gia (NEMA) tại Hoa Kỳ xác định rõ ràng mức độ ồn của thiết bị điện khi chúng đáp ứng định mức NEMA.

Ngoài ra, Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế (IEC) và Viện Kỹ sư Điện và Điện tử (IEEE) cũng đã phát triển các tiêu chuẩn về âm thanh phát ra của nhiều loại thiết bị điện. Tương tự, Viện Điều hòa không khí, Sưởi ấm và Làm lạnh (AHRI), Hiệp hội Kỹ sư Sưởi ấm, Làm lạnh và Điều hòa không khí Hoa Kỳ (ASHRAE), Viện Tiêu chuẩn Quốc gia Hoa Kỳ (ANSI) và Tổ chức Tiêu chuẩn Quốc tế (ISO) cũng đã công bố các tiêu chuẩn cho hệ thống làm lạnh.

Các tiêu chuẩn này không chỉ cung cấp thông số kỹ thuật cho ngành lưu trữ năng lượng mà còn có thể kết hợp với dữ liệu đo âm thanh thực tế của hệ thống lưu trữ năng lượng pin để đánh giá và quản lý tiếng ồn của hệ thống lưu trữ năng lượng pin một cách toàn diện hơn.

Ø Mô hình hóa âm thanh của hệ thống lưu trữ năng lượng pin

Trong giai đoạn thiết kế hệ thống lưu trữ năng lượng pin, các chuyên gia tư vấn âm thanh và kỹ thuật cần xác định và xác định chính xác các nguồn âm thanh chính trong các thiết bị khác nhau. Nhà cung cấp thiết bị có thể cung cấp dữ liệu chi tiết về mức phát ra tiếng ồn của sản phẩm. Bằng cách sử dụng dữ liệu này để xây dựng mô hình âm thanh, mức âm thanh do hệ thống lưu trữ năng lượng pin tạo ra trong môi trường xung quanh (chẳng hạn như khu dân cư) có thể được mô phỏng.

Mô hình âm thanh không chỉ bao gồm các nguồn âm thanh của từng thiết bị của hệ thống lưu trữ năng lượng pin mà còn tính đến đặc điểm địa hình xung quanh. Kết quả đánh giá mô hình cuối cùng sẽ được so sánh với các tiêu chuẩn giới hạn tiếng ồn áp dụng cho dự án kỹ thuật.

Không phải tất cả các nhà sản xuất thiết bị hệ thống lưu trữ năng lượng pin đều cung cấp dữ liệu tiếng ồn cho sản phẩm của họ. Trong hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin, nhiều thiết bị khác nhau có thể đến từ nhiều nhà cung cấp khác nhau và việc thiếu thông tin nhất định chắc chắn sẽ làm tăng khó khăn trong việc lập mô hình chính xác mức độ ồn của hệ thống lưu trữ năng lượng.

Ø Đo mức âm thanh xung quanh

Nhiều quy định về tiếng ồn (chẳng hạn như của Cục Bảo vệ Môi trường Massachusetts) quy định rằng mức âm thanh của các cơ sở công nghiệp không được vượt quá ngưỡng nhất định của điều kiện môi trường. Các mức âm thanh xung quanh này cần được xác định trước khi lắp đặt cơ sở công nghiệp hoặc khi cơ sở ngừng hoạt động hoàn toàn.

Thông thường, âm thanh xung quanh được đo trong một tuần hoặc hơn trong điều kiện thời tiết tương đối yên tĩnh để có được đặc tính toàn diện về môi trường âm thanh tại chỗ. Vì giới hạn tiếng ồn liên quan đến điều kiện môi trường tại chỗ nên khu vực yên tĩnh yêu cầu giới hạn thấp hơn khu vực ồn ào.

Các quy định về tiếng ồn ở các khu vực khác thường quy định rằng có một giới hạn trên cố định đối với tiếng ồn do hệ thống lưu trữ năng lượng pin tạo ra. Điều này có thể không yêu cầu xác minh tại chỗ nhưng thường nên sử dụng các phương pháp đo tiếng ồn xung quanh để giúp kết hợp kết quả của công việc lập mô hình với các kịch bản môi trường hiện có.

Kiểm soát tiếng ồn

Kiểm soát tiếng ồn của hệ thống lưu trữ năng lượng pin là một quá trình cải tiến liên tục. Nếu thiết kế và bố trí thiết bị tạo tiếng ồn vượt quá giới hạn tiếng ồn liên quan đến dự án kỹ thuật, nhà tư vấn âm thanh cần thiết kế các giải pháp mới để giảm mức tiếng ồn. Bằng cách xem xét mô hình nguồn/đường dẫn/máy thu, có thể tìm ra giải pháp hiệu quả cho các vấn đề nhiễu.

Người vận hành hệ thống có thể tích hợp nhiều biện pháp giảm thiểu khác nhau vào mô hình âm thanh của cơ sở và khu vực xung quanh. Tiếng ồn chỉ có thể được kiểm soát hiệu quả nếu mức âm thanh dự đoán đáp ứng các tiêu chuẩn tiếng ồn liên quan đến hệ thống lưu trữ năng lượng của pin.

Sau khi lắp đặt hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin, cần phải đo mức âm thanh để xác minh việc tuân thủ các tiêu chuẩn về tiếng ồn của cơ sở. Việc này thường được thực hiện vào ban đêm khi độ ồn trong môi trường ở mức thấp nhất. Có thể cần phải khởi động và tắt tất cả các thiết bị của hệ thống lưu trữ năng lượng ắc quy trong một khoảng thời gian để đánh giá đầy đủ các đặc tính tiếng ồn tổng thể của nó.

Đối với thiết bị dùng để đo âm thanh môi trường cần phải tuân thủ các quy định tiêu chuẩn quốc tế về độ chính xác của thiết bị đo. Các thiết bị này được phân loại theo các khía cạnh như độ chính xác và hiệu suất của chúng.