Urbanizazioaren etengabeko garapenarekin eta ur garbiaren eskaria gero eta handiagoa denez, ura arazteko instalazioak hiri-azpiegituren ezinbesteko atal bihurtu dira. Ura arazteko ekipamenduen funtzionamendu egonkorra ezinbestekoa da bizilagunei eta enpresei iturriko ur seguru eta kualifikatuaren hornidura bermatzeko. Hala ere, ura arazteko instalazioen funtzionamenduak ekipamendu elektriko ugari eskatzen ditu, hala nola ur-ponpak, iragazkiak, desinfekzio-sistemak eta monitorizazio-gailuak, eta horiek energia-horniduraren egonkortasun eta jarraitutasunerako eskakizun handiak dituzte.
Azken urteotan, litiozko baterien energia biltegiratzeko teknologiaren heldutasunarekin, industriako eta merkataritzako litiozko biltegiratze-bateriak asko erabili dira ura arazteko instalazioetan, sareko energia-hornidura ezegonkorraren, puntako haraneko energia-kontsumoaren kostu handien eta larrialdiko energia-eskariaren arazoak eraginkortasunez konponduz. Artikulu honek litiozko biltegiratze-baterien funtzionamendu-printzipioan zentratuko da, eta industriako eta merkataritzako litiozko biltegiratze-baterien aplikazioa eta funtzionamendu-prozesu espezifikoa zehaztuko du ura arazteko instalazioetako ekipamenduetan, aplikazio-eszenatoki praktikoekin konbinatuz.
Lehenik eta behin, litiozko baterien funtzionamendu-printzipioa argitu behar da, hau baita ura arazteko instalazioetan aplikatzeko oinarria. Litiozko bateriek litio ioien interkalazioan eta desinterkalazioan oinarritzen dira elektrodo positiboaren eta negatiboaren artean energia elektrikoa biltegiratu eta askatzeko. Kargatzeko prozesuan, litio ioiak elektrodo positibotik desinterkalatzen dira, elektrolitotik migratzen dira eta elektrodo negatiboan interkalatzen dira, eta elektroiak kanpoko zirkuitutik igarotzen dira korrontea sortzeko; deskargatzeko prozesuan, alderantzizko erreakzioa gertatzen da, litio ioiak elektrodo negatibotik desinterkalatzen dira eta elektrodo positibora itzultzen dira, eta biltegiratutako energia elektrikoa energia elektriko bihurtzen da kanpo-erabilerarako.
Litiozko baterien aldean, berun-azidozko bateriek energia-dentsitate handia, ziklo-bizitza luzea, autodeskarga-tasa baxua, kargatze-abiadura azkarra eta ingurumenarekiko errespetua dituzte, eta horrek egokiagoak bihurtzen ditu ur-araztegien moduko industria- eta merkataritza-eszenatokietako epe luzerako, egonkor eta eraginkorren beharretarako.
Ura arazteko plantek funtzionamendu-prozedura konplexuak eta energia-kontsumo handia dituzte, eta energia-eskariak gailur-haranen ezaugarri nabarmenak erakusten ditu. Ur-kontsumoaren gailurreko aldian (goizean eta arratsaldean, adibidez), ur-ponpen, iragazki eta bestelako ekipamenduen karga nabarmen handitzen da, eta horren ondorioz energia-eskaria igotzen da; ur-kontsumo txikiko aldian, ekipamenduen karga gutxitzen da, eta energia-eskaria ere horren arabera gutxitzen da.
Gainera, sareko energia-hornidura eten egin daiteke hondamendi naturalen, ekipamenduen matxuren edo sarearen mantentze-lanen ondorioz, eta horrek zuzenean eragingo dio ura arazteko ekipamenduen funtzionamendu normalean eta baita ur-hornidura etetea ere. Litiozko biltegiratze-baterien aplikazio industrial eta komertzialek arazo horiek modu eraginkorrean konpondu ditzakete, eta ura arazteko plantetan dituen aplikazio-eszenatokiak hiru alderdi hauetan kontzentratzen dira batez ere: gailur-haranen arbitrajea, larrialdietako babeskopiako energia-hornidura eta sare osagarriaren egonkortasuna.
Punta-harana arbitrajea industria- eta merkataritza-litiozko bateria-biltegiratzeen aplikazio-eszenatoki garrantzitsuenetako bat da ur-araztegietan. Sare elektrikoak punta-harana erabilera-orduan oinarritutako elektrizitate-prezioak ezartzen ditu, hau da, puntako energia-kontsumoaren garaiko elektrizitatearen prezioa haran-aldikoa baino askoz handiagoa da. Ur-araztegiek erabil dezakete 241 kWh-ko industria eta merkataritza energia biltegiratzea (BESS) haran-aldian (elektrizitatearen prezioa baxua denean) energia elektrikoa biltegiratzeko. Energia-eskaria gailurrera iristen denean eta elektrizitatearen prezioa igotzen denean, biltegiratutako energia elektrikoa askatzen da ura arazteko ekipoei energia emateko, eta horrela ur-instalazioaren energia-kontsumoaren kostua murrizten da. Adibidez, egunero 100,000 tonako ur-hornidura duen tamaina ertaineko ura arazteko instalazio batek energia elektriko asko kontsumitu behar du ura ponpatzeko eta iragazteko egunero.
241 kWh-ko Industria eta Merkataritza Energia Biltegiratze (BESS) bat konfiguratuz, ur-lantegiak 241 kWh energia elektriko inguru biltegiratu ditzake haran-aldian, eta punta-aldian askatu. kWh bakoitzeko 0.3-0.5 yuaneko punta-haranen arteko elektrizitate-prezio aldearen arabera, ur-lantegiak urtero hamar milaka yuan aurreztu ditzake energia-kostuetan. Horrez gain, eskala txikiko ura arazteko ekipamendu edo sistema laguntzaile batzuetarako, 15 kWh-ko litiozko bateria karga txikien gailur-haranen doikuntza beharrak asetzeko konfigura daiteke, eta hori malguagoa eta kostu-eraginkorragoa da.
Larrialdietako babeskopiako energia-hornidura industria- eta merkataritza-litiozko baterien beste aplikazio gako bat da ur-arazteko instalazioetan. Ur-ponpak eta desinfekzio-sistemak bezalako ur-arazteko ekipoak ezin dira denbora luzez itzali. Sare elektrikoaren hornidura eteten denean, ur-arazteko lanak eten egingo dira, eta uraren kalitatea kaltetuko da hodietan dagoen ura gelditzeagatik.
Industria eta merkataritzako litiozko biltegiratze-bateriak larrialdiko babeskopia-energia iturri gisa erabil daitezke, sare elektrikoa mozten denean ekipo gakoak funtzionatzen jarrai dezaten ziurtatzeko. 215 kWh-ko litiozko biltegiratze-bateriak askotan erabiltzen dira ura arazteko instalazio ertain eta handietan larrialdiko babeskopia-energia iturri nagusi gisa, eta horrek energia-hornidura egonkorra eman diezaieke ekipo gakoei, hala nola ur-ponpei eta desinfekzio-sistemei, hainbat orduz edo hamar ordu baino gehiagoz, sareko konponketarako denbora irabaziz eta ur-horniduraren jarraitutasuna bermatuz.
Adibidez, tifoi baten edo linea-matxuraren ondorioz bat-bateko argindar-eten bat gertatzen denean, 215 kWh-ko litiozko biltegiratze bateriak milisegundo batzuen buruan automatikoki abiaraziko da, energia-iturria aldatuko du eta ura arazteko ekipoak funtzionatzen jarraitzen duela ziurtatuko du, ur-horniduraren etenak eta uraren kalitatearen arazoak saihestuz.
Horrez gain, industria- eta merkataritza-litiozko biltegiratze-bateriek sare elektrikoaren hornidura egonkortzen ere lagun dezakete. Ura arazteko ekipoen funtzionamenduak zenbait inpaktu-karga sortuko ditu sare elektrikoan, batez ere ur-ponpa handiak martxan jartzen direnean, eta horrek tentsio-gorabeherak eragingo ditu eta sarearen egonkortasunean eragina izango du. Litiozko biltegiratze-bateriek irteerako potentzia azkar egokitu dezakete sareko tentsioaren eta maiztasunaren aldaketen arabera, inpaktu-karga xurgatu, sareko tentsioa egonkortu eta sarearen eta ur-arazteko ekipoen funtzionamendu egonkorra bermatu. Aldi berean, energia berriztagarriak, hala nola eguzki-energia eta haize-energia, ura arazteko instalazioetan hedatzen ari direnez, litiozko biltegiratze-bateriek energia berriztagarriek sortutako energia elektrikoa ere gorde dezakete, energia berriztagarrien irteera ezegonkorraren arazoa konpondu eta energia berriztagarrien erabilera-tasa hobetu.
Ura arazteko instalazioetako litiozko bateria industrial eta komertzialen funtzionamendu-prozesua ur-instalazioaren funtzionamendu-prozesuarekin lotuta dago, eta lau etapatan bana daiteke: kargatzea, itxaron-modua, deskargatzea eta mantentze-lanak, eta etapa bakoitzak lan-helburu eta funtzionamendu-eskakizun argiak ditu.
Kargatze-etapa da litiozko bateriak bere eginkizuna betetzeko premisa. Ura arazteko instalazioetan industria- eta merkataritza-litiozko bateriak kargatzea batez ere sare elektrikoaren haran-aldian egiten da (normalean gaueko 23:00etatik goizeko 7:00etara). Litiozko bateriaren kargatze-sistema sarera konektatuta dago, eta sareko energia elektrikoa energia kimiko bihurtzen da kargagailuaren bidez eta baterian gordetzen da.
Kargatzeko prozesuan zehar, BMS-ak (Bateria Kudeatzeko Sistema) bateria-zelula bakoitzaren tentsioa, korrontea, tenperatura eta beste parametro batzuk denbora errealean kontrolatuko ditu kargatzeko prozesua segurua eta egonkorra dela ziurtatzeko. 241 kWh-ko industria eta merkataritza energia biltegiratzea (BESS) 215 kWh-ko litiozko biltegiratze bateriak, kargatzeko denbora normalean 6-8 ordukoa da, eta kargatzeko korrontea eta tentsioa zorrotz kontrolatzen dira gehiegi kargatzea saihesteko, eta horrek bateriaren iraupenean eragina izango du. 15 kWh-ko litiozko bateria, kargatzeko denbora nahiko laburra da, normalean 3-4 ordu, eta hori egokia da karga txikien babeskopiarako eta gailur-haranan doikuntzarako.
Itxarote-fasea litiozko bateria guztiz kargatu ondoren funtzionatzeko prest dagoen aldia da. Fase honetan, litiozko bateria energia-kontsumo baxuko egoeran dago, eta BMSak bateriaren parametroak kontrolatzen jarraitzen du bateria egoera onean dagoela ziurtatzeko.
Aldi berean, sistema ura arazteko plantaren monitorizazio-sistemara konektatuta dago, eta litiozko bateriaren funtzionamendu-egoera (geroago den potentzia, tentsioa, tenperatura, adibidez) kontrol-zentrora transmititzen da denbora errealean. Langileek bateriaren funtzionamendu-egoera edozein unetan jakin dezakete kontrol-zentroaren bidez. Itxarote-fasean, sareko energia-hornidura normala bada eta ura arazteko ekipoak egonkor funtzionatzen badu, litiozko bateria itxarote-egoeran geratuko da; sareko energia-hornidura anormala bada edo ekipoen karga gailurrera iristen bada, bateria azkar sartuko da deskarga-fasean.
Deskarga-etapa litio-biltegiratze-bateriaren funtsezko etapa da, eta bi eszenatokitan banatzen da batez ere: puntako karga-deskarga eta larrialdiko babeskopia-deskarga. Puntako karga-deskarga eszenatokian, ura arazteko planta ur-kontsumo puntako aldian sartzen denean eta potentzia-eskaria igotzen denean, litio-biltegiratze-bateriaren kontrol-sistemak automatikoki abiaraziko du deskarga-modua, eta baterian gordetako energia kimikoa energia elektriko bihurtuko da ura arazteko ekipoari energia emateko, sareko puntako potentziarekiko menpekotasuna murriztuz.
Une honetan, 241 kWh-ko Industria eta Merkataritza Energia Biltegiratzeak (BESS) eta 215 kWh-ko Litiozko Biltegiratze Bateriek potentzia egonkorra emango dute karga-eskariaren arabera, ur-ponpak, iragazkiak eta bestelako ekipamenduak normal funtzionatzea bermatuz. Larrialdiko babeskopia-deskarga egoeran, sareko energia-hornidura eteten denean, litiozko biltegiratze-bateriak automatikoki aldatuko dira larrialdiko energia-hornidura modura milisegundo batzuen buruan, eta energia emango die ura arazteko plantako ekipamendu nagusiei, ekipamenduaren funtzionamendu jarraitua bermatzeko. Bateriaren deskarga-denbora ekipamenduaren kargaren eta bateriaren edukieraren araberakoa da. Adibidez, 215 kWh-ko Litiozko Biltegiratze Bateriek ekipamendu nagusientzako energia eman dezakete 8-10 orduz karga normalaren baldintzapean, eta hori nahikoa da sareko energia-mozketa orokorrei aurre egiteko.
Mantentze-fasea berme garrantzitsua da industria- eta merkataritza-litiozko biltegiratze-baterien epe luzerako funtzionamendu egonkorrerako. Mantentze-lanek batez ere bateriaren parametroen aldizkako ikuskapena, bateria-moduluen garbiketa, BMSren funtzionamendu-egoeraren ikuskapena eta kaltetutako bateria-zelula ordezkatzea barne hartzen dituzte. Ura arazteko plantako langileek aldizkako ikuskapena egin behar dute litiozko biltegiratze-bateriaren sisteman, bateriak ihesak, puzturak eta bestelako fenomenoak dituen egiaztatu, bateria-moduluaren konexioa sendoa den eta BMSak normal funtziona dezakeen egiaztatu.
241 kWh-ko Industria eta Merkataritza Energia Biltegiratzeko (BESS) eta 215 kWh-ko Litiozko Biltegiratze Baterien kasuan, edukiera handia eta bateria-zelula asko dituztenentzat, mantentze-lan erregularrak bereziki garrantzitsuak dira. Normalean, 3 hilabetetik behin ikuskapen osoa eta 6 hilabetetik behin mantentze-lan sakona egin behar dira bateria-sistema funtzionamendu-egoera onean dagoela ziurtatzeko. 15 kWh-ko litiozko bateria, mantentze-lana nahiko sinplea da, batez ere bateriaren tentsioa eta tenperatura aldizka ikuskatzea eta bateriaren gainazala garbitzea.
Ondorioz, industria- eta merkataritza-litiozko biltegiratze-bateriek, energia-dentsitate handiko, ziklo-bizitza luzeko eta errendimendu egonkorreko abantailekin, aplikazio-aukera zabalak dituzte ura arazteko instalazioen ekipamenduetan. Ez bakarrik lagun dezakete ura arazteko instalazioei energia-kontsumoaren kostuak murrizten gailur-haranen arbitrajearen bidez, baizik eta ekipamenduen etengabeko funtzionamendua bermatu dezakete larrialdiko babeskopia-energia-horniduraren bidez, eta sareko energia-hornidura egonkortzen lagundu.
215 kWh-ko litiozko biltegiratze baterien, 241 kWh-ko industria eta merkataritzako energia biltegiratzearen (BESS) eta lan-prozesua 15 kWh-ko litiozko bateria Ura arazteko instalazioetan zientifikoa eta estandarizatua da, kargatzeko, itxaron-egoeran, deskargatzeko eta mantentze-lanetarako etapak hartzen ditu barne, eta horrek bateria-sistemaren funtzionamendu segurua eta eraginkorra bermatzen du. Litiozko baterien teknologiaren etengabeko aurrerapenarekin eta energiaren kontserbazioari eta isurien murrizketari gero eta garrantzi handiagoa ematen zaionez, industria- eta merkataritza-litiozko biltegiratze-bateriek gero eta paper garrantzitsuagoa izango dute uraren arazketan, hirien ur-hornikuntza segururako energia-berme egonkorragoa eta fidagarriagoa eskainiz.
