شبکه های ضعیف و قطعی های مکرر: تنظیم عمق تخلیه برای ایستگاه های پایه آفریقا

مقاله

22 آگوست 2017

هنگامی که در دسترس بودن شبکه از 99٪ به 60٪ کاهش می یابد، یک باتری در حالت آماده به کار شناور نمی ماند و شروع به دوچرخه سواری روزانه می کند. باتری های مشخص شده در مفروضات UPS ظرف هجده ماه در سرتاسر نیجریه، آفریقای جنوبی، غنا و تانزانیا از کار می افتند - مشکل در فرض وظیفه است، نه محصول. این مقاله عمق تخلیه را در برابر عمر چرخه کمی می کند و جدول فاکتور ظرفیت را بر اساس در دسترس بودن شبکه ارائه می دهد.

یک باتری، دو وظیفه کاملا متفاوت

نواحی تجاری لاگوس، استان‌های سراسر آفریقای جنوبی در زمان کاهش بار، غنا در دوره مدیریت بار «دومسور»، حاشیه‌های شهری تانزانیا و اوگاندا، و شهرهای غرب کنیا همگی با واقعیت شبکه‌ای مشابه روبرو هستند: برق گهگاه قطع نمی‌شود، چندین بار در روز برای چندین ساعت در یک زمان از کار می‌افتد. به نظر می رسد یک سوال فرکانس باشد، اما جایگزین کل حالت عملکرد باتری می شود. در مواردی که در دسترس بودن 99% است، یک باتری کمتر از ده بار در سال تخلیه می شود و روی شناور می نشیند. عمر توسط خوردگی شبکه کنترل می شود و عمر طراحی دوازده ساله واقعاً دوازده سال است. در مواردی که در دسترس بودن 60٪ است، باتری هر روز یک یا دو چرخه کامل را تکمیل می کند - بیش از 500 در سال - و عمر با تعداد چرخه کنترل می شود. یک محصول یکسان می تواند در طول عمر کاری بیش از پنج برابر بین دو وظیفه متفاوت باشد. با این حال، مشخصات خرید معمولا فقط «چهار ساعت پشتیبان» را بدون اشاره به چرخه‌ها بیان می‌کند، و این حذف دقیقاً دلیل مرگ باتری‌ها در هجده ماهگی است.

رابطه کمی بین DOD و زندگی

تأثیر عمق دبی بر عمر چرخه به شدت غیرخطی است و صرفاً به معنای استفاده کمتر برای دوام بیشتر نیست. برای AGM معمولی، 30٪ DOD ممکن است حدود 1200 سیکل، 50٪ حدود 600، 80٪ فقط در حدود 300، و 100٪ کمتر از 200 چرخه بدهد. به عبارت دیگر، افزایش DOD از 50٪ به 80٪ انرژی در هر تخلیه را 60٪ افزایش می دهد - دفعات کل چرخه عمر چرخه، اما به نصف افزایش می یابد. - در واقع سقوط می کند. این منحنی توضیح می‌دهد که چرا «عمیق‌تر از آن استفاده کنید» یک توهم است: فقط زودتر جایگزین می‌خرد. روش صحیح یافتن DOD است که طول عمر را حداکثر بین 50 تا 70 درصد، مشروط به یک محدودیت مهم: زمان شارژ مجدد پس از تخلیه عمیق. در جایی که شبکه فقط چند ساعت در روز وجود دارد، یک دشارژ 80 درصدی به بیش از ده ساعت برای شارژ مجدد کامل نیاز دارد، روز بعد ممکن است آن را کامل نکند و باتری به طور مزمن با سولفاته شتاب‌دهنده کم شارژ می‌شود - که قاتل واقعی است.

چرا "چهار ساعت پشتیبان گیری" در آفریقا شکست می خورد؟

چهار ساعت پشتیبان گیری یک رقم ظرفیت است، نه یک رقم عمر، و در سه مسیر در کار شبکه ضعیف شکست می خورد. اول، تعداد چرخه ها به طور کامل نادیده گرفته می شود: چهار ساعت پشتیبان گیری تقریباً 50٪ تا 60٪ DOD را نشان می دهد، بنابراین در یک چرخه در روز و 365 در سال، یک AGM معمولی با رتبه بندی 600 چرخه در حدود بیست ماه پایان می یابد - تقریباً دقیقاً هجده ماه در میدان مشاهده می شود. دوم، پنجره شارژ ناکافی است: رشته ای با اندازه چهار ساعت بارگذاری معمولاً تنها با دمای 0.1 درجه سانتیگراد شارژ می شود، بنابراین افزایش از 50٪ به 100٪ بیش از ده ساعت طول می کشد، در حالی که شبکه فقط چهار تا شش ساعت در روز وجود دارد. باتری هرگز به شارژ کامل نمی رسد و به طور دائم در PSoC زندگی می کند. سوم، گرما آن را ترکیب می‌کند: بسیاری از مکان‌های آفریقایی در دمای 35 تا 45 درجه سانتی‌گراد کار می‌کنند و عمر چرخه در این دماها دوباره کاهش می‌یابد. این سه را روی هم بچینید و هجده ماه خواهید داشت. بنابراین یک مشخصات باید سه چیز را با هم بیان کند: تعداد چرخه هدف، پنجره شارژ موجود و دمای محیط سایت.

عوامل ظرفیت بر اساس در دسترس بودن شبکه

در اینجا جدولی وجود دارد که می توانید مستقیماً از آن استفاده کنید. اصل این است که ظرفیت به اندازه کسری انرژی روزانه است، نه به ساعت های پشتیبان. بیش از 95٪ در دسترس بودن، وظیفه آماده به کار شناور است: اندازه تا طولانی ترین زمان قطع بار، نگه داشتن DOD در 50٪، و سری استاندارد ترمینال جلو کافی است. بین 80٪ تا 95٪، با تقریباً یک خاموشی دو تا چهار ساعته در روز، ضریب دوچرخه سواری 1.2 را در بالای ساعات پشتیبان اعمال کنید و یک سری چرخه عمیق را ترجیح دهید (FTC، 100-170Ah، رتبه بندی 1500 چرخه یا بیشتر). بین 50٪ تا 80٪، باتری موتور محرک اصلی چرخه روزانه است: ضریب 1.5 تا 1.8 را اعمال کنید و به کربن سرب (LLC، 300-1000Ah، چهار تا پنج برابر عمر چرخه در PSoC) یا LiFePO4 (SDA10، تخلیه مداوم 1C) بروید. کمتر از 50 درصد، سایت عملاً خارج از شبکه است: اندازه برای یک چرخه کامل در روز به علاوه سه روز استقلال در هوای ابری، که به معنای رفتن مستقیم به طراحی هیبریدی خورشیدی است - اضافه کردن باتری به تنهایی مقرون به صرفه نیست.

درخت تصمیم گیری انتخاب

تجزیه و تحلیل را به چهار مرحله متراکم کنید که مهندس سایت می تواند دنبال کند. مرحله اول، در دسترس بودن شبکه: بالای 95%، سری ترمینال جلویی استاندارد 12 ولت (6-FMX، 50-200Ah، عمر طراحی دوازده ساله) را با کمترین هزینه استفاده کنید. 80٪ تا 95٪، چرخه عمیق (FTC) یا ژل (6-XFMJ، عمر طراحی پانزده ساله، تحمل گرما با اتلاف آب کم) را مصرف کنید. 50٪ تا 80٪، کربن سرب (LLC، عمر طراحی بیست ساله، 30٪ پذیرش شارژ بهتر، بنابراین پنجره شارژ محدود در واقع استفاده می شود). زیر 50 درصد، به هیبریدی خورشیدی بروید و باتری را برای دوچرخه سواری روزانه اندازه کنید. مرحله دوم، پنجره شارژ: جایی که حضور شبکه کمتر از شش ساعت در روز است، پذیرش شارژ غالب است، و کربن سرب یا لیتیوم AGM معمولی را شکست می دهد. مرحله سوم، دمای محیط: بالای 45 درجه سانتیگراد به طور مداوم، سرب-کربن یا سری با دمای بالا را ترجیح دهید. در جایی که دما کنترل می شود، می توان از مزیت حجمی لیتیوم استفاده کرد. مرحله چهارم، عمر باقیمانده: سایتی که کمتر از پنج سال اجاره باقی مانده باشد، نیازی به فناوری بیست ساله ندارد - ارزانترین گزینه سازگار را برای مدت باقیمانده انتخاب کنید. پس از چهار مرحله، فضای کمی برای بحث وجود دارد.

پنج مورد اجباری در مشخصات

در وظیفه شبکه ضعیف، مشخصات باید وظیفه را بیان کند، نه فقط ظرفیت. پنج مورد اجباری است و حذف هر یک شما را به چرخه شکست هجده ماهه بازمی گرداند. اول، در دسترس بودن شبکه به عنوان درصد، با دوره گزارش ذکر شده - ماهانه یا سالانه، زیرا این دو ارقام بسیار متفاوتی را تولید می کنند - و این مورد به تنهایی تعیین می کند که آیا باتری شناور است یا چرخه. دوم، طولانی‌ترین مدت خاموشی و میانگین قطعی در روز، به طور جداگانه بیان شده است: اولی ظرفیت را تعیین می‌کند، دومی عمر چرخه را تعیین می‌کند، و بیشتر مشخصات فقط اولین مورد را نشان می‌دهد. سوم، پنجره شارژ موجود در روز، که الزامات پذیرش شارژ را تعیین می کند. زیر شش ساعت، فناوری شارژ سریع اجباری است یا باتری هرگز به شارژ کامل نمی رسد. چهارم، محدوده دمایی سایت، به عنوان فضای داخلی کابینت به جای فضای باز، با اوج تابستان بیان می شود، زیرا فضای داخلی کابینت معمولاً بیش از 10 درجه سانتیگراد بالاتر از محیط کار می کند. پنجم، عمر سرویس و اجاره باقیمانده سایت، بنابراین سایتی که سه سال اجاره باقی مانده است، باتری بیست ساله ندارد - این احتیاط نیست، اتلاف است. با این پنج مورد، پیشنهاد دهندگان دیگر نمی توانند پشت یک جمله در مورد چهار ساعت پشتیبان پنهان شوند و ارزیابی مبنایی قابل مقایسه دارد. بسیاری از پروژه ها شکست می خورند نه به این دلیل که محصول اشتباهی انتخاب شده است، بلکه به این دلیل که وظیفه آن هرگز مشخص نشده است، بنابراین تامین کنندگان بر خلاف مطلوب ترین فرض نقل قول می کنند در حالی که اپراتورها سایت را با کمترین واقعیت مطلوب اداره می کنند. View Telecom Backup Power Selection