Jaringan Listrik Lemah dan Seringnya Pemadaman Listrik: Menetapkan Kedalaman Pelepasan untuk Stasiun Pangkalan di Afrika

Artikel

22 Agustus 2017

Ketika ketersediaan jaringan listrik turun dari 99% menjadi 60%, baterai tidak lagi berada dalam kondisi siaga mengambang dan mulai berputar setiap hari. Baterai yang ditentukan berdasarkan asumsi UPS akan rusak dalam waktu delapan belas bulan di Nigeria, Afrika Selatan, Ghana, dan Tanzania — masalahnya terletak pada asumsi bea, bukan pada produknya. Artikel ini menghitung kedalaman debit terhadap siklus hidup dan memberikan tabel faktor kapasitas berdasarkan ketersediaan jaringan.

Satu Baterai, Dua Tugas yang Sangat Berbeda

Distrik-distrik komersial di Lagos, provinsi-provinsi di Afrika Selatan selama pelepasan beban, Ghana melalui periode manajemen beban 'dumsor', pinggiran kota Tanzania dan Uganda, dan kota-kota di Kenya bagian barat semuanya menghadapi realitas jaringan listrik yang sama: listrik tidak sesekali padam, listrik padam beberapa kali sehari selama beberapa jam pada suatu waktu. Tampaknya ini adalah pertanyaan tentang frekuensi, tetapi ini menggantikan seluruh mode pengoperasian baterai. Jika ketersediaannya 99%, daya baterai akan habis kurang dari sepuluh kali dalam setahun dan tetap mengapung; umurnya ditentukan oleh korosi jaringan dan umur desain dua belas tahun sebenarnya adalah dua belas tahun. Jika ketersediaannya 60%, baterai akan menyelesaikan satu atau dua siklus penuh setiap hari — lebih dari 500 siklus per tahun — dan masa pakai baterai ditentukan oleh jumlah siklus. Produk yang sama dapat berbeda masa pakainya lebih dari lima kali lipat di antara kedua tugas tersebut. Namun spesifikasi pengadaan biasanya hanya menyatakan 'cadangan empat jam' tanpa menyebutkan siklus, dan kelalaian tersebut adalah penyebab baterai mati dalam delapan belas bulan.

Hubungan Kuantitatif Antara DOD dan Kehidupan

Pengaruh kedalaman pelepasan terhadap siklus hidup sangat non-linear, dan bukan sekadar masalah penggunaan lebih sedikit agar dapat bertahan lebih lama. Untuk RUPS konvensional, 30% DOD dapat menghasilkan sekitar 1.200 siklus, 50% sekitar 600, 80% hanya sekitar 300, dan 100% kurang dari 200. Dengan kata lain, meningkatkan DOD dari 50% menjadi 80% meningkatkan energi per pelepasan sebesar 60% namun mengurangi separuh jumlah siklus, sehingga total keluaran seumur hidup — siklus dikalikan energi per siklus — sebenarnya turun. Kurva tersebut menjelaskan mengapa 'menggunakannya lebih dalam' hanyalah sebuah ilusi: ia hanya membeli penggantinya lebih cepat. Pendekatan yang benar adalah dengan menemukan DOD yang memaksimalkan throughput seumur hidup, biasanya antara 50% dan 70%, dengan batasan penting: waktu pengisian ulang setelah pengosongan dalam. Apabila jaringan listrik hanya menyala beberapa jam sehari, pengosongan sebesar 80% memerlukan waktu lebih dari sepuluh jam untuk terisi penuh, keesokan harinya mungkin tidak dapat terisi penuh, dan daya baterai terus-menerus mengalami kekurangan daya akibat percepatan sulfasi — yang merupakan pembunuh sesungguhnya.

Mengapa 'Pencadangan Empat Jam' Gagal di Afrika

Cadangan selama empat jam merupakan angka kapasitas, bukan angka umur, dan gagal dalam tugas jaringan lemah di tiga jalur. Pertama, penghitungan siklus diabaikan seluruhnya: empat jam cadangan berarti sekitar 50% hingga 60% DOD, jadi pada satu siklus sehari dan 365 siklus setahun, RUPS konvensional dengan nilai 600 siklus akan habis dalam waktu sekitar dua puluh bulan — hampir persis dengan delapan belas bulan yang terlihat di lapangan. Kedua, jangka waktu pengisian daya tidak mencukupi: string yang berukuran untuk beban empat jam biasanya hanya mengisi daya pada 0,1C, sehingga beralih dari 50% ke 100% membutuhkan waktu lebih dari sepuluh jam, sedangkan jaringan listrik hanya ada empat hingga enam jam sehari; baterai tidak pernah terisi penuh dan hidup secara permanen di PSoC. Ketiga, panas memperparahnya: banyak lokasi di Afrika yang beroperasi pada suhu 35°C hingga 45°C, dan siklus hidup berkurang lagi pada suhu tersebut. Tumpuk ketiganya dan Anda mendapat delapan belas bulan. Oleh karena itu, suatu spesifikasi harus menyatakan tiga hal secara bersamaan: jumlah siklus target, jangka waktu pengisian daya yang tersedia, dan suhu sekitar lokasi.

Faktor Kapasitas berdasarkan Ketersediaan Jaringan

Berikut adalah tabel yang dapat Anda gunakan secara langsung. Prinsipnya adalah kapasitas diukur berdasarkan defisit energi harian, bukan jam cadangan. Di atas 95% ketersediaan, tugasnya adalah siaga mengambang: sesuai dengan waktu pemadaman terlama memuat, menahan DOD dalam 50%, dan seri terminal depan standar sudah cukup. Antara 80% dan 95%, dengan sekitar satu kali pemadaman selama dua hingga empat jam sehari, menerapkan faktor siklus 1,2 di atas jam cadangan dan lebih memilih rangkaian siklus dalam (FTC, 100–170Ah, dengan nilai 1.500 siklus atau lebih). Antara 50% dan 80%, baterai adalah penggerak utama siklus harian: terapkan faktor 1,5 hingga 1,8 dan beralih ke timbal-karbon (LLC, 300–1,000Ah, empat hingga lima kali siklus hidup di PSoC) atau LiFePO4 (SDA10, pengosongan 1C berkelanjutan). Di bawah 50%, lokasi tersebut secara efektif tidak terhubung dengan jaringan listrik: ukuran untuk satu siklus penuh sehari ditambah tiga hari otonomi melalui cuaca mendung, yang berarti langsung beralih ke desain hibrida tenaga surya — menambahkan baterai saja tidaklah ekonomis.

Pohon Keputusan Seleksi

Ringkas analisis menjadi empat langkah yang dapat diikuti oleh teknisi lokasi. Langkah pertama, ketersediaan jaringan listrik: di atas 95%, gunakan seri terminal depan 12V standar (6-FMX, 50–200Ah, umur desain dua belas tahun) dengan biaya terendah; 80% hingga 95%, gunakan siklus dalam (FTC) atau gel (6-XFMJ, umur desain lima belas tahun, toleran terhadap panas dengan kehilangan air yang rendah); 50% hingga 80%, menggunakan timbal-karbon (LLC, umur desain dua puluh tahun, penerimaan biaya 30% lebih baik sehingga jendela pengisian daya terbatas benar-benar digunakan); di bawah 50%, beralihlah ke tenaga surya hibrida dan sesuaikan baterai untuk bersepeda sehari-hari. Langkah kedua, periode pengisian daya: ketika kehadiran jaringan listrik kurang dari enam jam sehari, penerimaan biaya mendominasi, dan timbal-karbon atau litium mengalahkan RUPS konvensional. Langkah ketiga, suhu sekitar: terus-menerus di atas 45°C, lebih memilih timbal-karbon atau seri suhu tinggi; jika suhu dikontrol, keunggulan volume litium dapat digunakan. Langkah keempat, sisa masa pakai: situs dengan sisa masa sewa di bawah lima tahun tidak memerlukan teknologi dua puluh tahun — ambil opsi kepatuhan termurah untuk sisa jangka waktu. Setelah empat langkah hanya ada sedikit ruang untuk berdebat.

Lima Item Wajib dalam Spesifikasi

Dalam tugas jaringan lemah, spesifikasi harus menyatakan tugasnya, bukan hanya kapasitasnya. Lima item bersifat wajib, dan mengabaikan salah satu item akan mengembalikan Anda ke siklus kegagalan delapan belas bulan. Pertama, ketersediaan jaringan listrik sebagai persentase, dengan periode pelaporan yang disebutkan — bulanan atau tahunan, karena keduanya menghasilkan angka yang sangat berbeda — dan item ini sendiri yang menentukan apakah baterai mengapung atau berputar. Kedua, durasi pemadaman tunggal terlama dan rata-rata pemadaman per hari, dinyatakan secara terpisah: yang pertama menentukan kapasitas, yang kedua menentukan umur siklus, dan sebagian besar spesifikasi hanya mencatat yang pertama. Ketiga, tersedia jendela pengisian daya per hari, yang menetapkan persyaratan penerimaan biaya; di bawah enam jam, teknologi pengisian cepat wajib dilakukan jika tidak, baterai tidak akan pernah terisi penuh. Keempat, kisaran suhu lokasi, dinyatakan sebagai bagian dalam kabinet, bukan bagian luar ruangan, dengan puncak musim panas, karena suhu bagian dalam kabinet biasanya lebih dari 10°C di atas suhu sekitar. Kelima, menargetkan masa pakai dan sisa sewa lokasi, sehingga lokasi dengan sisa masa sewa tiga tahun tidak dilengkapi dengan baterai yang berumur dua puluh tahun — itu tidak bijaksana, itu adalah pemborosan. Dengan lima hal tersebut, penawar tidak dapat lagi bersembunyi di balik satu kalimat cadangan sekitar empat jam, dan evaluasi memiliki dasar yang sebanding. Banyak proyek yang gagal bukan karena produk yang dipilih salah namun karena tarifnya tidak pernah ditentukan, sehingga pemasok memilih asumsi yang tidak menguntungkan, sementara operator menjalankan proyek dengan kondisi yang paling tidak menguntungkan. View Telecom Backup Power Selection