バッテリーストレージシステムの信頼性の高い動作のためのソリューション バッテリーモジュールシステムは、世界の持続可能な電化にとってますます重要になっています。当社の製品とソリューションにより、このようなシステムの信頼性の高い運用を確保することができます。

緑の風景にバッテリーの印字があるコンテナ

All Electric Societyでは、ますます多くの機器とシステムが電気で動作し、バッテリーストレージシステムは特に重要です。送電網の変動のバランスをとり、太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギーをより効率的に使用することで、電源の安定性と信頼性を保ちます。バッテリーストレージシステムは、炭素排出を削減するのに役立ち、持続可能なエネルギーの未来の促進に貢献します。

バッテリーモジュールシステムのデザインはモジュール型です。重要なモジュールとしては、バッテリー管理システム(BMS)、電力変換システム(PCS)、気候制御システム(HVAC)、電源管理システム(PMS)などがあります。さらに、バッテリーモジュールシステムの安全な動作を確保する、その他のモジュールも設置されています。これには、例えば火災警報システム、照明用補助電源、バッテリーの供給と充電を処理するDCパネルなどがあります。

発電所規模のバッテリーストレージシステムの概略構造


数メガワット時の容量を持つ発電所規模のストレージシステムは、グリッドサービスで重要な役割を果たします。送電網の変動に対処してグリッドの安定性を向上させます。需要が低い場合には、余分なエネルギーは蓄積され、ピーク負荷時に再度放出されます。再生可能エネルギーの統合もサポートし、供給の安全保障が向上します。発電所規模のストレージシステムは、モジュール型または機能コンテナとして設計することができます。

インタラクティブイメージマップ:バッテリーストレージシステム
PMS – 電源管理システム(Power Management System)
PMSはバッテリーモジュールシステムの制御の中心です。エネルギーのフローを制御し、すべてが一緒にスムーズに機能することを確保します。さらにPMSは、重要なデータを収集し、リアルタイムで意思決定を行うために、BMSやPCSなどの他のシステムと通信します。PMSは、バッテリー、グリッド、さまざまな負荷の間の電源供給を制御することにより、最適なシステムの動作を確保します。産業用バッテリーストレージシステムでは、PMSとHVACは中央ユニットに組み込まれています。
発電所規模のストレージのPMSのシステムの可用性向けのソリューションの例
ACパネル
ACパネルは、電力変換システム(PCS)で変換されたAC電圧を、供給ネットワークに接続します。
ACパネルのシステムの可用性向けのソリューションの例
PCS - 電力変換システム(Power Conversion System)
PCSはバッテリーとグリッドの間の電流を制御し、バッテリーに蓄積されている直流電流を、グリッドで使用するために交流電流に変換し、その逆も行います。産業用バッテリーストレージシステムでは、DCパネル、PCS、ACパネルは中央ユニットに組み込まれています。
BMS – バッテリー管理システム(Battery Management System)
BMSはバッテリーの状態と性能を監視します。各バッテリーセルの電圧、電流、温度が試験され、バッテリーは過充電、過熱、その他の潜在的な危険から保護されています。BMSは安全で効率的な動作に貢献し、バッテリーのサービス寿命を延長します。同時に、システム内のエネルギー管理を最適化するための明白なデータを提供します。
DCパネル
DCパネルは、DCソース(太陽光発電システムなど)をバッテリーモジュールシステムに接続するために使用されます。
火災警報器と消火システム
火災警報器と消火システムは、BESSにおける保護コンセプトを形成し、予防的火災保護と防御的火災保護で構成されます。
バッテリー
バッテリーのテクノロジとサイズにより、バッテリーモジュールシステムの容量とアプリケーション分野が決まります。
補助システム(加熱、HVAC、火災警報システム)
バッテリーモジュールシステムには、制御および管理機能に加えて、安全性も同様に重要です。過熱されたバッテリーは、容量低下や火災につながり、極端な場合には爆発することもあります。このようなリスクをすべて防止するため、安全で最適な環境を維持するためにHVACシステムは重要です。
空調システム部品の概要

産業用バッテリーストレージシステムの概略構造


発電所規模のストレージシステムとは対照的に、産業用バッテリーストレージソリューションは、産業用システム向けに調整された特有の要件を満たします。ここでの主な焦点は、負荷シフトによるエネルギーコストの最適化や、製造プロセスにおけるエネルギー効率の向上です。これらは構造とコンポーネント選択の点で異なり、発電所規模のストレージシステムより小さいことが多いです。

インタラクティブイメージマップ:産業用バッテリーストレージシステムの3D表示
PCS - 電力変換システム(Power Conversion System)
電力変換システムは、産業用ストレージシステム内ではよりコンパクトです。交流電圧はDC電圧に変換され、バッテリーシステムの供給と電源入力は、ほとんどの場合1台の制御盤のみで行われます。
産業用バッテリーモジュールユニット内のPCSの概略構造
バッテリー/バッテリー管理システム(BMS)
容量に応じて、数個のバッテリーラックが接続され、BMSによって監視されます。
PMS – 電源管理システム(Power Management System)
このタイプのバッテリーモジュールユニットでは、電源管理システムは複数の機能を実行します。補助電力の全体的な配電に加えて、空調、照明、ビデオ監視などの電源もここに配置されています。
産業用バッテリーモジュールシステム内のPMSの概略構造

電源管理システム向けのソリューション


発電所規模のストレージ内のPMS

PMSはバッテリーモジュールユニットの必須の部分です。サブシステムからのすべての信号がここで一緒になります。したがって、可用性の要件は非常に厳しくなっています。PMS内のすべてのコンポーネントは、高性能のサージ保護で保護されています。コントローラと通信の電源はバッテリーで支えられています。アップストリームのサブシステムまたはAC電源の故障時には、UPSが動作を確保します。機器保護により、過負荷や短絡による故障を防ぎます。PMS内の性能データを監視するために、エネルギー計測ユニットが使用されます。

インタラクティブイメージマップ:発電所規模のストレージシステムのPMSのトポロジ
雷保護とサージ保護
タイプ1サージ保護は、雷電流や、AC電源入力で発生することがあるスイッチング過電圧から、電源管理システムを保護します。ここでは、カーボンスパークギャップテクノロジを備えたサージ保護を推奨します。
FLT-MB-T1-264/25-3+1-UT-R
雷保護とサージ保護
24 V DC電源
PMSの利用可能性は、バッテリーストレージシステムに必須で、QUINT POWER電源はそのために完璧なソリューションです。電源の固有のSFB Technologyと監視機能によりアプリケーションの可用性が向上します。ここでは、QUINT POWER電源の例を使用して、別々のモジュールからのソリューションをご紹介します。
QUINT4-PS/1AC/24DC/10
24 V DC電源
バッテリー
バッテリーのそれぞれの寸法により、24 V DC電源の故障が修正されるまでの潜在的なバッファ時間、または主電源が回復するまでの時間が決まります。さまざまな製品シリーズ向けに、さまざまなテクノロジと容量のバッテリーをご用意しています。この例では、7 Ahの鉛バッテリーを推奨します。
UPS-BAT/PB/24DC/7AH
バッテリー
信号インターフェースのサージ保護
信号ラインやデータラインを介して過電圧によってシステムが停止する可能性がある方法もいくつか存在します。そのため、すべての信号線とデータ線も適切なサージ保護で保護すべきです。推奨:入力側と出力側の両方を、適切な保護機器で保護します。この例では、TERMITRAB completeシリーズの薄型サージ保護機器を使用します。
TTC-6P-4X1-24-PT-I
信号インターフェースのサージ保護
エネルギー計測ユニット
エネルギー計測ユニットは、電源管理システム内でエネルギー消費を正確に測定するのに役立ちます。電圧、電流、電力などのパラメータを継続的に記録することにより、エネルギー効率を最適化するのに役立ちます。高調波を正確に取得することで、システム機能の保全をサポートします。EMpro EEM-MA370シリーズのエネルギー計測ユニットは、これに理想的です。
EMpro EEM-MA370
エネルギー計測ユニット
無停電電源装置
無停電電源装置(UPS)は、電圧降下の際に、例えばコントローラを安全にシャットダウンするために、十分なエネルギーが供給されることを確保します。接続されているバッテリーから、直ちに電源の役割を引き継ぎます。すべてのバッテリー動作パラメータは、内蔵の通信インターフェース経由で継続的に監視されます。
QUINT4-UPS/24DC/24DC/10
無停電電源装置
機器保護
末端機器や電源を、過負荷や短絡から保護するため、機器用サーキットブレーカを使用することが重要です。特に、複数の機器を保護する場合は、CAPAROCサーキットブレーカシステムを推奨します。これにより、通信インターフェースで高いレベルのシステムの透明性が得られます。
サーキットブレーカシステムCAPAROC
機器保護
EMCフィルタ
トランスなどの潜在的な電磁干渉の影響を最小化し、電源システムの全体的な性能と信頼性を最適化するために、ここではEMCフィルタを使用します。
EMCフィルタ
EMCフィルタ

産業用ストレージシステムのPMS

産業用バッテリーストレージシステムと発電所規模のストレージシステムは、容量、複雑さ、安全要件が異なります。産業用ストレージシステムはより小型で、特定のアプリケーション向けであり、よりシンプルなPMSがあります。しかし、どちらのシステムも既存のインフラにシームレスに統合される必要があります。

インタラクティブイメージマップ:産業用ストレージシステムのPMSの基本回路図
雷保護とサージ保護
タイプ1サージ保護は、雷電流や、AC電源入力で発生することがあるスイッチング過電圧から、電源管理システムを保護します。SEC製品シリーズのプラグインタイプ1直撃雷用アレスタを推奨します。
FLT-SEC-P-T1-3S-350/25-FM
雷保護とサージ保護
24 V DC電源
コントローラや通信ユニットに電圧を供給するために、非常に機能的な電源QUINT POWERと、QUINT製品シリーズの独立したUPSモジュールを使用します。
QUINT4-PS/1AC/24DC/10
24 V DC電源
EMCフィルタ
トランスなどの潜在的な電磁干渉の影響を最小化し、電源システムの全体的な性能と信頼性を最適化するために、ここではEMCフィルタを使用します。
EMCフィルタ
EMCフィルタ
無停電電源装置
無停電電源装置(UPS)は、電圧降下の際に、例えばコントローラを安全にシャットダウンするために、十分なエネルギーが供給されることを確保します。接続されているバッテリーから、直ちに電源の役割を引き継ぎます。すべてのバッテリー動作パラメータは、内蔵の通信インターフェース経由で継続的に監視されます。
QUINT4-UPS/24DC/24DC/10
無停電電源装置
バッテリー
バッテリーのそれぞれの寸法により、24 V DC電源の故障が修正されるまでの潜在的なバッファ時間、または主電源が回復するまでの時間が決まります。さまざまな製品シリーズ向けに、さまざまなテクノロジと容量のバッテリーをご用意しています。この例では、7 Ahの鉛バッテリーを推奨します。
UPS-BAT/PB/24DC/7AH
バッテリー
機器保護
機器や電源を、過負荷や短絡による故障から保護するため、サーキットブレーカが使用されます。特に、複数の機器を保護したい場合は、CAPAROCシステムを使用することを推奨します。このシステムは、通信インターフェースにより、QUINT POWER電源と完璧に通信することができます。
サーキットブレーカシステムCAPAROC
機器保護
エネルギー計測ユニット
エネルギー計測ユニットは、電源管理システム内でエネルギー消費を正確に測定するのに役立ちます。電圧、電流、電力などのパラメータを継続的に記録することにより、エネルギー効率を最適化するのに役立ちます。高調波を正確に取得することで、システム機能の保全をサポートします。EMpro EEM-MA370シリーズのエネルギー計測ユニットは、これに理想的です。
EMpro EEM-MA370
エネルギー計測ユニット
信号インターフェースのサージ保護
信号ラインやデータラインを介して過電圧によってシステムが停止する可能性がある方法もいくつか存在します。そのため、すべての信号ラインとデータラインは適切なサージ保護で保護すべきです。
TTC-6P-4X1-24-PT-I
信号インターフェースのサージ保護
48 V DC電源
48 V DC電源は、効率、柔軟性、セキュリティを提供します。電力損失を削減し、多用途で、例えば監視カメラやネットワークルーターなどのPoE機器への給電に使用することができます。ここでは電源UNO POWERを推奨します。
UNO2-PS/1AC/48DC/240W
48 V DC電源

電力変換システム向けのソリューション


産業用バッテリーモジュールユニット内のPCS

PCSは電気エネルギーを変換します。この場合、バッテリーからの直流(DC)が、グリッド向けの交流(AC)に変換されます。バッテリーを充電する際にはプロセスは逆転します。PCSは充電・放電のプロセスを制御し、グリッドの安定性を向上させ、バッテリーモジュールシステムの効率を高めます。

インタラクティブイメージマップ:産業用バッテリーストレージシステム内の電力変換システム(PCS)のトポロジ
DC/DC電源
ラック取付け用の高効率のパワーエレクトロニクスにより、バッテリーストレージシステムの費用対効果の高い運用が可能になります。モジュール型の拡張可能なシステムは、高電圧大電流のDC充電向けに最適化されています。
CHARX PS-M2/825DC/1000DC/30KW
DC/DC電源
タイプ3サージ保護
タイプ3サージ保護を使用することにより、電源と下流のコンポーネントが高い信頼性で動作し、突然の電圧ピークの際にも損傷しないことを確保できます。これにより、機器とACパネル全体の耐用年数が増加します。
PLT-SEC-T3-230-FM-PT
タイプ3サージ保護
AC/DC電源
19インチラック取付け用のパワーエレクトロニクスにより、バッテリーストレージシステムを効率的に充電および放電することができます。システムはモジュール型で拡張可能、高電圧大電流の双方向電力変換用に最適化されています。いくつかのモジュールを組み合わせることにより、最大960 kWの出力電力に到達することができます。
TRIO-HP/3AC/1KDC/20KW/BI
AC/DC電源
DCサージ保護
VAL-MB-DCサージ保護により、接地済み単極DC電源システムの安全な運用を確保します。コンパクト設計で省スペースを実現し柔軟に設置できます。さらに、機械光学式ステータスインジケータとリモート表示接点により、システムの状態について常に情報を得られます。
VAL-MB-T2-750DC-2+V-R
DCサージ保護

ACパネル向けソリューション


発電所規模のストレージシステムのACパネル

ACパネルは、グリッド発電所規模のストレージで、直流(DC)を交流(AC)に変換します。さらに、パネルは主線電圧と主線周波数を安定化させます。すべてのエネルギーフローはACパネルで監視され、電源入力とエネルギーの調達が効率的に記録および管理されることを確保します。

インタラクティブイメージマップ:発電所規模のストレージシステムのACパネルのトポロジ
雷保護とサージ保護
クラス1直撃雷用アレスタは、トランスのすぐ下流にあり、サージ電圧によって生じる損傷や故障からACパネルを保護します。SEC製品シリーズのプラグインタイプ1直撃雷用アレスタを推奨します。
FLT-SEC-P-T1-3S-350/25-FM
雷保護とサージ保護
110 V DC電源
110 V DC電源向けのQUINTシリーズの単相電源を推奨します。QUINT POWER電源は、110~125 V DCの範囲の負荷への給電に理想的です。
QUINT4-PS/1AC/110DC/4
110 V DC電源
機器保護
機器や電源を、過負荷や短絡による故障から保護するため、サーキットブレーカが使用されます。特に、複数の機器を保護したい場合は、CAPAROCシステムを使用することを推奨します。このシステムは、通信インターフェースにより、QUINT POWER電源と完璧に通信することができます。
サーキットブレーカシステムCAPAROC
機器保護
24 V DC電源
冗長アプリケーションでは、QUINT POWER Plusバージョンを使用することを推奨します。これらの電源は、内蔵のデカップリングMOSFET、DC負荷の安全なサージ保護、大規模な認証パッケージが特徴で、冗長接続の過酷なアプリケーションに理想的です。
QUINT4-PS/1AC/24DC/10/+
24 V DC電源
冗長化モジュール
冗長化モジュールにより、システムの信頼性が高まります。エラー時には2つのアップストリーム電源をデカップリングし、電源故障時には負荷に信頼性の高い電源を供給します。ACB Technologyにより、両方の電源に対称的に負荷を分散できるため、電源システムのサービス寿命予測を増加させることができます。
QUINT4-S-ORING/12-24DC/1x40
冗長化モジュール
信号インターフェースのサージ保護
危険なサージ電圧は供給線経由でシステムにカップリングされる可能性があるだけではなく、信号ラインやデータラインを介して過電圧によってシステムが停止する可能性がある方法もいくつか存在します。そのため、すべての信号ラインとデータラインは適切なサージ保護で保護すべきです。この例では、TERMITRAB completeシリーズの薄型サージ保護機器を使用します。
TTC-6P-3-HF-F-12DC-PT-I
信号インターフェースのサージ保護
エネルギー計測ユニット
課金対象エネルギー測定の要件がある場合、MID認証のエネルギーメーターを使用すると、ACパネル内のエネルギーデータを正確に取得して保存することができます。例えば、EMpro製品シリーズのMID認証エネルギーメーターを使用することができます。
EEM-EM377
エネルギー計測ユニット
EMCフィルタ
トランスなどの潜在的な電磁干渉の影響を最小化し、電源システムの全体的な性能と信頼性を最適化するために、ここではEMCフィルタを使用します。
EMCフィルタ
EMCフィルタ

暖房、換気、空調(HVAC)のためのソリューション


発電所規模のストレージ内のHVAC

大規模なバッテリーストレージシステムのHVACシステム(暖房、換気、空調)は、温度と湿度を制御して理想的な動作状態を確保するのに欠かせません。過熱や、湿気による損傷を防ぎ、効率を向上させ、バッテリーのサービス寿命を延長します。さらに、火事と故障のリスクを軽減することにより安全性も向上します。

インタラクティブイメージマップ:大規模バッテリーモジュールユニットの空調の概略構造
最大2.5 kWの24 V電源
バッテリーストレージシステム内のポンプとベンチレータの電源には、TRIO POWERシリーズの電源を推奨します。直接壁面取付け用のフラットなデザインで、システム内のスペースを節約し、柔軟なソリューションを可能にします。
TRIO-PM/1AC/24DC/2500W
最大2.5 kWの24 V電源
信号インターフェースのサージ保護
信号ラインやデータラインを介して過電圧によってシステムが停止する可能性がある方法もいくつか存在します。そのため、すべての信号ラインとデータラインは適切なサージ保護で保護すべきです。
TTC-6P-3-HF-F-12DC-PT-I
信号インターフェースのサージ保護
タイプ3サージ保護
タイプ3サージ保護を使用することにより、電源、ポンプ、ベンチレータが高い信頼性で動作し、突然の電圧ピークの際にも損傷しないようにすることができます。これにより、機器の耐用年数が増加します。
PLT-SEC-T3-230-FM-PT
タイプ3サージ保護

バッテリーストレージシステムのシステムの可用性


電源の信頼性(Power Reliability)の製品概要

バッテリーモジュールシステムは、電気の変動への対応と、再生可能エネルギーの効率的な使用にとって重要です。送電網を安定化させ、ピーク負荷の管理に役立ちます。

当社の製品とソリューションを使用すると、バッテリーストレージシステムのほぼすべてのモジュールの、給電、保護、測定の3要素を理想的に活用することにより、バッテリーモジュールシステムを高い信頼性で効率よく動作させることができます。このアプローチにより、送電網の安定化と再生可能エネルギーの効率的な使用に、積極的に貢献できます。