Dengan perkembangan urbanisasi yang berterusan dan peningkatan permintaan untuk air bersih, loji penulenan air telah menjadi bahagian yang sangat penting dalam infrastruktur bandar. Operasi peralatan penulenan air yang stabil adalah penting untuk memastikan bekalan air paip yang selamat dan berkualiti kepada penduduk dan perusahaan. Walau bagaimanapun, operasi loji penulenan air melibatkan sebilangan besar peralatan elektrik, seperti pam air, penapis, sistem pembasmian kuman dan peranti pemantauan, yang mempunyai keperluan yang tinggi untuk kestabilan dan kesinambungan bekalan kuasa.
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, dengan kematangan teknologi penyimpanan tenaga bateri litium, bateri penyimpanan litium perindustrian dan komersial telah digunakan secara meluas dalam loji penulenan air, menyelesaikan masalah bekalan kuasa grid yang tidak stabil, kos penggunaan kuasa lembah puncak yang tinggi dan permintaan kuasa kecemasan dengan berkesan. Artikel ini akan memberi tumpuan kepada prinsip kerja bateri penyimpanan litium, dan menghuraikan aplikasi dan proses kerja khusus bateri penyimpanan litium perindustrian dan komersial dalam peralatan loji penulenan air, digabungkan dengan senario aplikasi praktikal.
Pertama sekali, adalah perlu untuk menjelaskan prinsip kerja bateri simpanan litium, yang merupakan asas aplikasinya dalam loji penulenan air. Bateri simpanan litium bergantung pada interkalasi dan penyahinterkalasi ion litium antara elektrod positif dan negatif untuk merealisasikan penyimpanan dan pembebasan tenaga elektrik. Semasa proses pengecasan, ion litium dinyahinterkalasi daripada elektrod positif, berhijrah melalui elektrolit dan masuk ke dalam elektrod negatif, manakala elektron mengalir melalui litar luaran untuk membentuk arus; semasa proses nyahcas, tindak balas terbalik berlaku, ion litium dinyahinterkalasi daripada elektrod negatif dan kembali ke elektrod positif, dan tenaga elektrik yang disimpan ditukar menjadi tenaga elektrik untuk kegunaan luaran.
Berbanding dengan bateri asid plumbum tradisional, bateri simpanan litium mempunyai kelebihan ketumpatan tenaga yang tinggi, jangka hayat kitaran yang panjang, kadar nyahcas sendiri yang rendah, kelajuan pengecasan pantas dan mesra alam, yang menjadikannya lebih sesuai untuk keperluan operasi jangka panjang, stabil dan cekap bagi senario perindustrian dan komersial seperti loji penulenan air.
Loji penulenan air mempunyai prosedur operasi yang kompleks dan penggunaan kuasa yang tinggi, dan permintaan kuasa menunjukkan ciri-ciri lembah puncak yang jelas. Semasa tempoh penggunaan air puncak (seperti pagi dan petang), beban pam air, penapis dan peralatan lain meningkat dengan mendadak, mengakibatkan lonjakan permintaan kuasa; semasa tempoh penggunaan air yang rendah, beban peralatan berkurangan, dan permintaan kuasa juga berkurangan sewajarnya.
Di samping itu, bekalan kuasa grid mungkin terganggu disebabkan oleh bencana alam, kegagalan peralatan atau penyelenggaraan grid, yang akan menjejaskan operasi normal peralatan penulenan air secara langsung dan juga mengakibatkan gangguan bekalan air. Penggunaan bateri storan litium perindustrian dan komersial dapat menyelesaikan masalah ini dengan berkesan, dan senario aplikasinya dalam loji penulenan air tertumpu terutamanya dalam tiga aspek: arbitraj lembah puncak, bekalan kuasa sandaran kecemasan dan kestabilan grid tambahan.
Arbitraj lembah puncak merupakan salah satu senario aplikasi terpenting bagi bateri simpanan litium perindustrian dan komersial dalam loji penulenan air. Grid kuasa melaksanakan harga elektrik masa penggunaan lembah puncak, iaitu harga elektrik semasa tempoh penggunaan kuasa puncak adalah jauh lebih tinggi berbanding semasa tempoh lembah. Loji penulenan air boleh menggunakan Penyimpanan Tenaga Perindustrian dan Komersial 241Kwh (BESS) untuk menyimpan tenaga elektrik semasa tempoh lembah (apabila harga elektrik rendah). Apabila permintaan kuasa mencapai puncak dan harga elektrik meningkat, tenaga elektrik yang disimpan dibebaskan untuk membekalkan kuasa kepada peralatan penulenan air, sekali gus mengurangkan kos penggunaan kuasa loji air. Contohnya, loji penulenan air bersaiz sederhana dengan bekalan air harian sebanyak 100,000 tan perlu menggunakan banyak tenaga elektrik untuk mengepam dan menapis air setiap hari.
Dengan mengkonfigurasi Penyimpanan Tenaga Perindustrian dan Komersial (BESS) 241Kwh, loji air boleh menyimpan kira-kira 241 kWh tenaga elektrik semasa tempoh lembah, dan melepaskannya semasa tempoh puncak. Mengikut perbezaan harga elektrik puncak-lembah sebanyak 0.3-0.5 yuan setiap kWh, loji air boleh menjimatkan puluhan ribu yuan dalam kos kuasa setiap tahun. Di samping itu, untuk beberapa peralatan penulenan air berskala kecil atau sistem tambahan, Bateri Penyimpanan Litium 15Kwh boleh dikonfigurasikan untuk memenuhi keperluan pelarasan lembah puncak bagi beban kecil, yang lebih fleksibel dan kos efektif.
Bekalan kuasa sandaran kecemasan merupakan satu lagi aplikasi utama bateri simpanan litium perindustrian dan komersial dalam loji penulenan air. Peralatan penulenan air seperti pam air dan sistem pembasmian kuman tidak boleh ditutup untuk jangka masa yang lama. Sebaik sahaja bekalan kuasa grid terganggu, ia akan menyebabkan penggantungan kerja penulenan air, dan kualiti air akan terjejas akibat genangan air dalam saluran paip.
Bateri storan litium industri dan komersial boleh digunakan sebagai sumber kuasa sandaran kecemasan bagi memastikan peralatan utama dapat terus beroperasi apabila kuasa grid terputus. Bateri Storan Litium 215Kwh sering digunakan sebagai sumber kuasa sandaran kecemasan utama untuk loji penulenan air sederhana dan besar, yang boleh menyediakan bekalan kuasa yang stabil untuk peralatan utama seperti pam air dan sistem pembasmian kuman selama beberapa jam hingga lebih daripada sepuluh jam, menjimatkan masa untuk pembaikan grid dan memastikan kesinambungan bekalan air.
Contohnya, apabila gangguan bekalan elektrik secara tiba-tiba berlaku disebabkan oleh taufan atau kegagalan talian, Bateri Penyimpanan Litium 215Kwh akan bermula secara automatik dalam beberapa milisaat, menukar sumber bekalan kuasa dan memastikan peralatan penulenan air terus beroperasi, mengelakkan gangguan bekalan air dan masalah kualiti air.
Di samping itu, bateri storan litium perindustrian dan komersial juga boleh membantu menstabilkan bekalan kuasa grid. Operasi peralatan penulenan air akan menghasilkan beban impak tertentu pada grid kuasa, terutamanya apabila pam air berskala besar dihidupkan, yang akan menyebabkan turun naik voltan dan menjejaskan kestabilan grid. Bateri storan litium boleh melaraskan kuasa output dengan cepat mengikut perubahan voltan dan frekuensi grid, menyerap beban impak, menstabilkan voltan grid, dan memastikan operasi grid dan peralatan penulenan air yang stabil. Pada masa yang sama, dengan popularisasi tenaga boleh diperbaharui seperti tenaga suria dan tenaga angin dalam loji penulenan air, bateri storan litium juga boleh menyimpan tenaga elektrik yang dijana oleh tenaga boleh diperbaharui, menyelesaikan masalah output tenaga boleh diperbaharui yang tidak stabil, dan meningkatkan kadar penggunaan tenaga boleh diperbaharui.
Proses kerja bateri simpanan litium perindustrian dan komersial dalam peralatan loji penulenan air berkait rapat dengan proses operasi loji air, yang boleh dibahagikan kepada empat peringkat: pengecasan, siap sedia, pelepasan dan penyelenggaraan, dan setiap peringkat mempunyai objektif kerja dan keperluan operasi yang jelas.
Peringkat pengecasan adalah premis untuk bateri simpanan litium memainkan peranannya. Pengecasan bateri simpanan litium perindustrian dan komersial di loji penulenan air terutamanya dijalankan semasa tempoh lembah grid kuasa (biasanya dari 23:00 malam hingga 7:00 pagi). Sistem pengecasan bateri simpanan litium disambungkan ke grid, dan tenaga elektrik grid ditukar menjadi tenaga kimia melalui pengecas dan disimpan di dalam bateri.
Semasa proses pengecasan, BMS (Sistem Pengurusan Bateri) akan memantau voltan, arus, suhu dan parameter lain setiap sel bateri dalam masa nyata bagi memastikan proses pengecasan selamat dan stabil. Penyimpanan Tenaga Perindustrian dan Komersial 241Kwh (BESS) and Bateri Penyimpanan Litium 215Kwh, masa pengecasan biasanya 6-8 jam, dan arus dan voltan pengecasan dikawal ketat untuk mengelakkan pengecasan berlebihan, yang akan menjejaskan hayat perkhidmatan bateri. Untuk Bateri Penyimpanan Litium 15Kwh, masa pengecasan agak singkat, biasanya 3-4 jam, yang sesuai untuk sandaran beban kecil dan pelarasan lembah puncak.
Peringkat siap sedia ialah tempoh apabila bateri storan litium sedia untuk berfungsi selepas dicas sepenuhnya. Semasa peringkat ini, bateri storan litium berada dalam keadaan penggunaan kuasa rendah, dan BMS terus memantau parameter bateri untuk memastikan bateri berada dalam keadaan yang baik.
Pada masa yang sama, sistem disambungkan ke sistem pemantauan loji penulenan air, dan keadaan kerja bateri storan litium (seperti baki kuasa, voltan, suhu) dihantar ke pusat kawalan dalam masa nyata. Kakitangan boleh memahami keadaan kerja bateri pada bila-bila masa melalui pusat kawalan. Semasa peringkat siap sedia, jika bekalan kuasa grid adalah normal dan peralatan penulenan air berjalan dengan stabil, bateri storan litium akan kekal dalam keadaan siap sedia; jika bekalan kuasa grid tidak normal atau beban peralatan mencapai puncak, bateri akan cepat memasuki peringkat pelepasan.
Peringkat nyahcas merupakan peringkat teras bateri storan litium yang memainkan peranannya, yang terbahagi kepada dua senario: nyahcas anjakan beban puncak dan nyahcas sandaran kecemasan. Dalam senario nyahcas anjakan beban puncak, apabila loji penulenan air memasuki tempoh penggunaan air puncak dan permintaan kuasa melonjak, sistem kawalan bateri storan litium akan memulakan mod nyahcas secara automatik, dan tenaga kimia yang disimpan dalam bateri akan ditukar menjadi tenaga elektrik untuk membekalkan kuasa kepada peralatan penulenan air, sekali gus mengurangkan pergantungan pada kuasa puncak grid.
Pada masa ini, Bateri Penyimpanan Tenaga Perindustrian dan Komersial (BESS) 241Kwh dan Bateri Penyimpanan Litium 215Kwh akan mengeluarkan kuasa yang stabil mengikut permintaan beban, memastikan pam air, penapis dan peralatan lain beroperasi secara normal. Dalam senario nyahcas sandaran kecemasan, apabila bekalan kuasa grid terganggu, bateri storan litium akan bertukar secara automatik ke mod bekalan kuasa kecemasan dalam beberapa milisaat, dan mengeluarkan kuasa ke peralatan utama loji penulenan air untuk memastikan operasi berterusan peralatan. Masa nyahcas bateri bergantung pada beban peralatan dan kapasiti bateri. Contohnya, Bateri Penyimpanan Litium 215Kwh boleh membekalkan kuasa untuk peralatan utama selama kira-kira 8-10 jam di bawah keadaan beban biasa, yang cukup untuk menangani gangguan bekalan elektrik grid umum.
Peringkat penyelenggaraan merupakan jaminan penting untuk operasi stabil jangka panjang bateri storan litium perindustrian dan komersial. Kerja penyelenggaraan terutamanya merangkumi pemeriksaan parameter bateri secara berkala, pembersihan modul bateri, pemeriksaan status operasi BMS dan penggantian sel bateri yang rosak. Kakitangan loji penulenan air perlu menjalankan pemeriksaan berkala pada sistem bateri storan litium, memeriksa sama ada bateri mempunyai kebocoran, penonjolan dan fenomena lain, sama ada sambungan modul bateri kukuh, dan sama ada BMS boleh berfungsi seperti biasa.
Bagi Bateri Penyimpanan Tenaga Perindustrian dan Komersial (BESS) 241Kwh dan Bateri Penyimpanan Litium 215Kwh, yang mempunyai kapasiti besar dan banyak sel bateri, penyelenggaraan berkala adalah amat penting. Biasanya pemeriksaan menyeluruh setiap 3 bulan dan penyelenggaraan menyeluruh setiap 6 bulan perlu dijalankan untuk memastikan sistem bateri berada dalam keadaan berfungsi dengan baik. Bateri Penyimpanan Litium 15Kwh, kerja penyelenggaraan agak mudah, terutamanya pemeriksaan voltan dan suhu bateri secara berkala, dan pembersihan permukaan bateri.
Kesimpulannya, bateri storan litium perindustrian dan komersial, dengan kelebihan ketumpatan tenaga yang tinggi, jangka hayat kitaran yang panjang dan prestasi yang stabil, mempunyai prospek aplikasi yang luas dalam peralatan loji penulenan air. Ia bukan sahaja dapat membantu loji penulenan air mengurangkan kos penggunaan kuasa melalui arbitraj lembah puncak, tetapi juga dapat memastikan operasi peralatan yang berterusan melalui bekalan kuasa sandaran kecemasan, dan membantu dalam menstabilkan bekalan kuasa grid.
Proses kerja Bateri Storan Litium 215Kwh, Storan Tenaga Perindustrian dan Komersial 241Kwh (BESS) dan Bateri Penyimpanan Litium 15Kwh dalam loji penulenan air adalah saintifik dan piawai, meliputi peringkat pengecasan, siap sedia, nyahcas dan penyelenggaraan, yang memastikan operasi sistem bateri yang selamat dan cekap. Dengan kemajuan berterusan teknologi bateri litium dan peningkatan penekanan pada penjimatan tenaga dan pengurangan pelepasan, bateri storan litium perindustrian dan komersial akan memainkan peranan yang lebih penting dalam bidang penulenan air, menyediakan jaminan kuasa yang lebih stabil dan andal untuk bekalan air yang selamat di bandar-bandar.
