دليل تقني
المنطق العملي للتحديد، سيناريوهات التطبيق، وتوجيهات التنفيذ
تحويل الطاقة · توزيع أكثر ذكاء
المراجعة التنفيذية
تعتمد ربحية محطة شحن للسيارات الكهربائية بشكل كبير على نظام توزيع الطاقة الداعم لها.محطة فرعية صغيرة مختارة بشكل غير صحيح يمكن أن تمدد فترة الاسترداد، تقييد طاقة الشحن، وخلق تكاليف بناء وتشغيل غير متوقعة.
يوضح هذا الدليل مبادئ الاختيار الرئيسية وحسابات القدرة سيناريوهات التطبيق وإجراءات التنفيذ لمحطات شحن الكهرباء.نحن نقترب من اختيار محطة تحويل صغيرة كجزء من حل توزيع الطاقة المتكامل وليس ببساطة كشراء معدات فردية.
ومع توسع شبكات الشحن الحضرية واستمرار ارتفاع ملكية المركبات الكهربائية، أصبحت محطات الشحن التي تم تطويرها بشكل خاص فرصة استثمارية جذابة.العديد من المستثمرين يركزون في البداية على تأجير الأراضي، شراء الشاحنات، وتوقعات حركة المرور مع تجاهل محطة الفرعية المدمجة، وهو المكون الأقل وضوحا ولكن الأساسي وراء العملية بأكملها.
غالباً ما تظهر المشاكل فقط بعد بدء البناء: عدم كفاية قدرة المحولات، أو أبعاد الحجرة التي لا تناسب الموقع، أو تأخيرات في الموافقة على المرافق.استبدال المعدات، وتعطيل الجدول الزمني يمكن أن يقوض بسرعة النموذج المالي الأصلي.
على عكس معدات توزيع المباني العادية ، تربط محطة شحن الكهربائية الثلاثة أنظمة حاسمة:
- شبكة المرافق
- المحول ونظام توزيع MV/LV
- معدات شحن الكهرباء
ولذلك، لا ينبغي أن يعتمد الاختيار فقط على الطاقة الإجمالية للشاحنات. حدود اتصال الشبكة، وأنماط الشحن، وظروف الموقع، والمساحة المتاحة، وتكاليف التشغيل،التوسع المستقبلي، والمعايير المحلية يجب أن تؤخذ في الاعتبار.
1الحمل الفعلي هو أساس اختيار المحول
خطأ شائع هو مضاعفة الطاقة الاسمية لمركز شحن واحد من قبل العدد الإجمالي من الشاحنات واختيار محول بناءً على النتيجة مباشرة.نادراً ما تعكس هذه الطريقة عملية محطة الشحن الفعلية.
تتميز المركبات الخاصة والحافلات وأساطيل التوصيل والشاحنات الثقيلة بنماذج شحن مختلفة. لا تعمل المحطة عادة مع كل شاحن يوفر باستمرار القوة القياسية الكاملة.ولذلك ينبغي تطبيق عامل التزامن أو التنوع عند تقدير الطلب القصوى الحقيقية.
مثال توضيحي: محطة شحن مجتمعية
فكر في محطة شحن مجتمعية مجهزة بـ 12 شاحن سريع 120 كيلوواط DC:
الطاقة الكلية للشاحن: 12 * 120 كيلوواط = 1,440 كيلوواط
عامل التزامن المفترض: 060
الطلب القصوى المقدر: 1,440 * 0.60 = 864 كيلوواط
ولأن من غير المرجح أن يتم شحن جميع المركبات في وقت واحد بأقصى طاقتها خلال ذروة المساء ، فإن المحطة لا تحتاج تلقائيًا إلى محول 1600 كيلو فاي.
يجب أن تنظر التصنيف النهائي للمحول أيضًا في عامل الطاقة والحملات المساعدة وكفاءة الشاحن والخصائص الهارمونية ودرجة حرارة البيئة وزيادة الحمل المتوقعةوقدرة الاتصال المعتمدة من قبل شركة الخدمات.
محطات سيارات الركاب ومراكز الشحن الثقيلة مختلفة
محطات شحن الأسطول والشاحنات الثقيلة عادة ما يكون لها عوامل متزامنة أعلى بكثير من محطات السيارات المشتركة.
غالبًا ما تصل المركبات اللوجستية في دفعات خلال المساء أو في الصباح الباكر وقد تبقى متصلة بشاحنات عالية الطاقة لفترات طويلة.عامل التزامن قد يصل إلى 0.80 ٠90وبالتالي، قد تتطلب محطتان بنفس عدد الشاحنات طاقات محولات مختلفة جداً اعتماداً على نوع المركبة وجدول العمل.
الحدّ من توصيل المرافق يأتي أولاً
عادة ما يوافق مشغل شبكة التوزيع على الحد الأقصى لقدرة الاتصال.لا يمكن للمطور تثبيت طاقة محول غير محدودة دون موافقة الشبكةلذلك يجب الانتهاء من الحصول على الموافقة الرسمية على قدرة الاتصال وتأكيد مستوى الجهد الوارد قبل الانتهاء من محطة الفرعية المدمجة.
تجنب الحجم المفرط والقليل
يتم التعبير عن طاقة المحول في كيلو إف إيه ، في حين يتم التعبير عن طاقة الشاحن عادةً في كيلو وات. يجب أن يؤخذ التحويل في الاعتبار عامل الطاقة والهامش الإجمالية لتصميم النظام.
محول كبير جداً يزيد:
- تكلفة المعدات الأولية
- متطلبات الأساس المدني
- تكاليف أجهزة التحكم والكابلات
- الخسائر بدون حمولة
- نفقات الصيانة الروتينية
قد يُجبر المحولات على تقليل الإنتاج خلال فترات الذروة. يمكن أن تقلل أوقات الشحن الطويلة من دوران المحطة وتؤدي إلى فقدان العملاء.الهدف ليس اختيار أكبر محول ممكن، ولكن لتحديد تصنيف الاقتصادية الأكثر التي يمكن أن تدعم بأمان الملف التشغيلي الفعلي.
2إعدادات محطتين رئيسيتين للأسطول المدمج
تستخدم مشاريع شحن الكهرباء الكهربائية عادة إما محطة فرعية مضغوطة مصنوعة مسبقاً على طراز IEC غالباً ما تسمى محطة فرعية مضغوطة على الطراز الأوروبي أو حلًا مثبتًا على الوسادة على طراز IEEE / ANSI.
يعتمد التكوين الأكثر ملاءمة على معيار الشبكة المحلية ومتطلبات المرافق وتخطيط الموقع واستراتيجية الصيانة والميزانية.يمكن لشركة HENTG POWER توفير محطات إضافية صغيرة خاصة بالمشروع IEC وحلول المحولات IEEE / ANSI المثبتة على العدادات مع التبديل المنسق MV، المحولات، الحماية، وتوزيع LV ترتيبات.
المحطة الفرعية المدمجة على الطراز الأوروبي
تحتوي محطة إحتياطية صغيرة على الطراز الأوروبي عادة على ثلاثة أقسام منفصلة بوضوح:
- حجرة أجهزة التبديل المتوسطة
- حجرة المحول
- غرفة توزيع الجهد المنخفض
يوفر التصميم المقطوع مناطق تشغيل وصيانة واضحة ويسمح بتفتيش معدات MV والمحول و LV بشكل منفصل.
فوائدها تشمل:
- فصل وظيفي واضح
- وصول صيانة مريح
- تكوينات مرنة لـ MV و LV
- استبدال أسهل للمكونات القياسية
- قدرة أكبر على التكيف مع متطلبات الحماية والقياس المعقدة
العيوب الرئيسية هي البصمة الكبيرة ، والعمل المدني الأكثر اتساعًا ، وعادة ما تكون التكلفة الأولية أعلى من الترتيب المدمج المثبت على عتبة من تصنيف مماثل.
هذا التكوين مناسب في كثير من الأحيان:
- محطات شحن على جانب الطرق الحضرية
- المجمعات التجارية
- مرافق وقوف السيارات تحت الأرض
- مراكز الشحن العامة
- المشاريع التي تتطلب دوائر تغذية متعددة
- المواقع ذات متطلبات صارمة للوصول إلى الصيانة
بالنسبة للمنشآت تحت الأرض، قد تتطلب لوائح الحرائق المحلية محولًا من النوع الجاف أو تهوية خاصة أو بناء مقاوم للحريق أو تدابير حماية إضافية.
الحل المثبت على عتبة أمريكية
المحول المثبت على علبة على الطراز الأمريكي يدمج المحول ومكونات التبديل أو الحماية الأساسية في علبة مضادة للتلاعب.قد تكون بصمتها أصغر بكثير من تلك الموجودة في محطة فرعية صغيرة تقليدية على النمط الأوروبييمكن أن يقلل أيضا من متطلبات الأساس وتبسيط تثبيت الموقع.
فوائدها تشمل:
- بصمة صغيرة
- متطلبات أقل للبناء المدني
- وقت تركيب أقصر
- التكوين الخارجي المناسب
- تصميم موحد فعال من حيث التكلفة
- التوافق مع أنظمة تغذية الحلقة أو نظام تغذية شعاعي
يتم تطبيقه عادة في:
- المنتزهات اللوجستية
- مناطق خدمة الطرق السريعة
- مراكز شحن الأسطول في الهواء الطلق
- المنشآت الصناعية
- شبكات التوزيع في أمريكا الشمالية وأمريكا الوسطى
مساحة الصيانة هي بشكل عام أكثر محدودية، لذلك قد يتطلب فحص العيوب واستبدال المكونات تخطيطا أكثر دقة.الحواجز، واجهة جبهة ميتة، والبناء المقاوم للتلاعب يجب أن يتم دمجها.
مستوى الحماية
يعتمد تصنيف الحجرة المطلوب على المعايير المحلية ومواصفات المرافق وظروف التثبيت والمعدات الداخلية.غالبا ما يتم التعامل مع IP33 كمستوى مرجعي أساسي، في حين أن تصنيف IP44 أو أعلى محدد للمشروع قد يفضل في المناطق ذات الأمطار الغزيرة، الرطوبة العالية، الغبار، رذاذ الملح، أو التعرض الساحلي.
يمكن لـ (هنتج باور) تكوين حماية الحجرة، التهوية، معالجة مضادة للتآكل،وتصميم البيئة وفقا لموقع المشروع بدلا من تطبيق حاوية واحدة قياسية لكل موقع.
3حسابات القدرة لسيناريوهات التكلفة النموذجية
الملاحظة التقنية
توضح الأمثلة التالية منطق الاختيار. يجب التحقق من القيم النهائية مع متطلبات المرافق، وبيانات الشاحن، والدراسات الهارمونية، وتنسيق الحماية، وظروف البيئة،والمعايير المعمول بها.
القضية 1: محطة شحن السيارات
يخطط للموقع لثمانية شاحنات متواصلة بقوة 120 كيلوواط ، وقد وافقت شركة الخدمات على سعة اتصال أقصاها 1000 كيلوواط.
قدرة الشاحن المثبتة: 8 * 120 كيلوواط = 960 كيلوواط
عامل التزامن: 065
الطلب القصوى المقدر: 960 * 0.65 = 624 كيلوواط
عامل الطاقة المفترض: 095
الحاجة المحسوبة للمحول: 624 ÷ 0.95 ≈ 657 كيلو فاي
نظرًا لأن 657 كيلو فاوات ليست مقياسًا قياسيًا مشتركًا ، فيمكن اختيار محطة فرعية صغيرة من 800 كيلو فاوات على النمط الأوروبي.
هذا التكوين يوفر هامش تشغيل معقول. إذا تم تضمين دوائر تغذية LV كافية ونظام إدارة الحمل الذكي،قد يكون من الممكن توسيع محطة شحن محدودة في المستقبل دون استبدال المحطة الفرعية بالكامل، مع مراعاة بيانات التشغيل الفعلية وموافقة المنفعة.
الحالة 2: الخدمات اللوجستية في الضواحي ومركز شحن الشاحنات الثقيلة
يشمل المشروع عشرة شاحنات متواصلة عالية الطاقة بقوة 250 كيلوواط. من المتوقع أن تشحن الشاحنات بشكل مكثف في الليل ، لذلك يتم تطبيق عامل التزامن 0.85.
قدرة الشاحن المثبتة: 10 * 250 كيلوواط = 2500 كيلوواط
الطلب القصوى المقدر: 2500 * 0.85 = 2,125 كيلوواط
عامل الطاقة المفترض: 095
الحاجة المحسوبة للمحول: 2،125 ÷ 0.95 ≈ 2،236 كيلو فاي
واحد من التكوينات الممكنة هو اثنين من محولات 1250 كيلو فاو أو محطات فرعية صغيرة.
بالمقارنة مع محول واحد كبير ، يمكن أن يوفر ترتيب محولين:
- سهولة النقل والرفع
- صيانة أكثر مرونة
- تحسين إدارة الحمل المرحلي
- التشغيل الجزئي للمحطة أثناء صيانة وحدة واحدة
- مخاطر أقل من انقطاع الإيرادات بالكامل
إذا كانت المحولات تعمل بالتوازي على حافلة مشتركة ، يجب أن يتم تنسيق نسبة الجهد ، ومجموعة المتجه ، والمعوقة ، وموقف الصنبور ، والحماية ، وخصائص تقاسم الحمل بشكل صحيح.يمكن أيضا النظر في حافلة LV المقطوعة عندما تكون استمرارية التشغيل أكثر أهمية من التشغيل المتوازي الكامل.
الحالة 3: محطة شحن تحت الأرض في مجمع تجاري
تم التخطيط لمرفق وقوف السيارات تحت الأرض لستة شاحنات 75 كيلوواط DC. يتم توزيع وصول المركبات نسبياً ، ويتم تطبيق عامل التزامن 0.50.
قدرة الشاحن المثبتة: 6 * 75 كيلوواط = 450 كيلوواط
الطلب القصوى المتوقع: 450 * 0.50 = 225 كيلوواط
عامل الطاقة المفترض: 095
الحاجة المحسوبة للمحول: 225 ÷ 0.95 ≈ 237 كيلو فاي
قد تكون محطة فرعية مضغوطة بقوة 315 كيلو فاو مناسبة ، مع مراعاة اللوائح المحلية ونوع المحول المطلوب. يمكن أن تستوعب الحجرة المنخفضة الملف الشخصي ارتفاع السقف المقيد ،بينما المقصورات المنفصلة والتهوية المنسقة يمكن أن تقلل من المخاطر الحرارية في المساحات المغلقة.
بعد تحديد تصنيف المحول ، يجب أيضًا التحقق من عدد وسعة الدوائر الخارجة لـ LV.المغذيات الاحتياطية المناسبة يمكن أن تجعل إضافات الشاحن في المستقبل أسهل بكثير وتقلل من الحاجة إلى استبدال لوحة التوزيع الكاملة.
4التفاصيل التي تؤثر على العمليات الطويلة الأجل
إدارة الحرارة
حياة المحول وتوافر محطة الشحن مرتبطان ارتباطًا مباشرًا بالأداء الحراري. المحول الذي يعمل بالقرب من الحمل الكامل يولد الحرارة باستمرار. إذا كان التهوية غير كافية ، فإن المحول الذي يعمل بالقرب من الحمولة الكاملة يمكن أن يضيف حرارة إلى المحول.الحماية من ارتفاع درجة الحرارة قد تعمل وتسبب إيقاف تشغيل الشاحن بشكل متقطع.
يمكن أن تستخدم محطات الفرعية في الهواء الطلق شاشات التهوية الطبيعية ، في حين يمكن إضافة تهوية الهواء القسري للمشاريع ذات المناخ الحار.يجب أن يتم تنسيق تصميم تهوية المحطة الفرعية مع نظام تهوية المبنى أو موقف السيارات..
تقوم شركة HENTG POWER بتقييم درجة الحرارة المحيطة، والإشعاع الشمسي، والارتفاع، وأبعاد الحجرة، وخسائر المحولات، ومتطلبات التهوية عند تطوير تصميم حراري خاص بالمشروع.
كابلات، أشرطة الحافلات، وأجهزة التبديل
يجب اختيار أحجام الكابلات والشرائط والقطارات وأجهزة الحماية وفقًا لحمل المحول والشاحن الفعلي.
قد يؤدي خفض التكاليف عن طريق استخدام مفاتيح LV أو قضبان الحافلات ذات الحجم المنخفض إلى خلق مشكلات إفراطية في الحرارة والشيخوخة العازلة على المدى الطويل.قد لا تظهر هذه المشاكل أثناء التشغيل الأولي ولكنها يمكن أن تؤدي إلى تعثر متكرر وزيادة تكاليف الصيانة بعد عدة سنوات من التشغيل.
لذلك يجب أن تتطلب مواصفات المشروع:
- مكونات من الشركات المصنعة ذات السمعة الطيبة والمعتمدة للمشروع
- الامتثال لمعايير IEC، IEEE، ANSI، UL، CSA أو المعايير المحلية المعمول بها
- القدرة المحققة على مقاومة الدائرة القصيرة
- الانتقائية المناسبة للكاسح وتنسيق الحماية
- قدرة كافية على التيار الحالي
- التحقق من ارتفاع الحرارة
- مساحة كافية لإنهاء الكابلات
التوسع المستقبلي
العديد من محطات الشحن تضيف المزيد من الشاحنات بعد ثلاث إلى خمس سنوات من التشغيلبحيث يمكن أن تمتد عمر الخدمة للمحطة مع احتياط حوالي 15٪ ٪ من السعة و LV كافية الدوائر الخارجة.
التكلفة الإضافية الأولية عادة ما تكون أقل بكثير من النفقات المشتركة:
- استبدال المحول الكامل أو المحطة الفرعية
- إعادة بناء الأساس المدني
- استبدال كابلات MV و LV
- تعديل أجهزة التبديل
- إعادة إجراءات موافقة المنفعة
- تعليق تشغيل المحطة أثناء إعادة الإعمار
المسافة من نقطة اتصال الشبكة
كما تؤثر المسافة بين المحطة الفرعية المدمجة ونقطة توصيل الخدمات العامة على تكلفة المشروع وكفاءته.تكاليف التثبيت والخنادق، انخفاض الجهد، وفقدان الطاقة، وتعقيد التنسيق الحماية.
حيثما كان ذلك ممكناً، يجب وضع المحطة الفرعية المدمجة بالقرب من نقطة اتصال MV المعتمدة مع الحفاظ على مساحة الوصول الآمنة ومساحات الإفراج عن المركبات والصرف والتهوية والصيانة.
5عملية التنفيذ: من تطبيق الشبكة إلى الطاقة
- تأكيد شروط اتصال المرافقتقديم تخطيط محطة الشحن الأولية وتقدير الطلب إلى مشغل الشبكة المحلية أو شبكة التوزيع. تأكيد قدرة الاتصال المعتمدة، والجهد الوارد،طريقة الاتصال، متطلبات القياس ، متطلبات الحماية ، ونقطة واجهة المرافق. يمكن أن يكون الجهد المعمول به 10 كيلو فولت ، 11 كيلو فولت ، 13.8 كيلو فولت ، 22 كيلو فولت ، 33 كيلو فولت ، أو جهد توزيع محلي آخر.
- إجراء مسح للموقع- التحقق من مساحة التثبيت المتاحة، وظروف الوصول والرفع، ارتفاع السقف، الصرف الصحي، خطر الفيضانات، التهوية، مسافة توجيه الكابلات، تصريحات الصيانة،والظروف البيئيةيحدد الاستطلاع ما إذا كانت المحطة الفرعية المدمجة لـ IEC ، أو الحل المثبت على الوسائد ، أو الترتيب الجاف ، أو الحجرة المخصصة هي الأكثر ملاءمة.
- حساب حمولة الشحن الحقيقية- مراجعة تخطيط الشاحن، والقوة المسجلة، ونوع المركبة، وجدول الشحن، وعامل التزامن، والحملات المساعدة، وعامل الطاقة، والهرمونيات، والتوسع المستقبلي المتوقع.استخدام هذه العوامل لتحديد تصنيف المحول، عدد المحولات، جهاز التبديل MV، دوائر LV، تصنيف الحجرة، طريقة التهوية، الحماية، وترتيب القياس.
- إعداد وتقديم الرسومات التقنيةيجب على الشركة المصنعة إعداد رسم الترتيب العام، ورسم خط واحد، ورسم الأساس، وخطة دخول الكابلات، ورق بيانات المعدات، وتكوين الحماية.تقدم هذه الوثائق إلى الخدمات العامة ومستشار المشروع قبل بدء الإنتاجتدعم شركة HENTG POWER فرق المشروع مع تأكيد البيانات التقنية، وتطوير SLD و GA، واختيار المكونات، ومراجعة الوثائق، وهندسة المحطة الفرعية المخصصة.
- تثبيت واختبار وتشغيلبعد التسليم ، ارفع المعدات إلى مكانها ، واستكمل اتصالات الكابلات ، وقم بإجراء الاختبار وتشغيلها.
تتضمن أنشطة التشغيل النموذجية:
- التفتيش الميكانيكي
- نهاية الكابلات
- اختبار العزل
- التحقق من إعدادات الحماية
- اختبار المحول
- الفحص الوظيفي
- اختبار نظام الاتصال
- تفتيش المرافق
- الطاقة النهائية للشبكة
من بين جميع مراحل المشروع، الموافقة على اتصال الخدمات العامة والموافقة على الرسم التقني هما أهم مرحلتين.يمكن أن يقلل تبادل معايير المحول المقترح والمحطة الفرعية مع الشركة في مرحلة مبكرة من دورة الموافقة بشكل كبير ويدعم التشغيل في الوقت المناسب.
الاستنتاج
ربحية محطة شحن للسيارات الكهربائية على المدى الطويل مدعومة بالكثير من التفاصيل الهندسية.لا يمكن اختيار محطة فرعية صغيرة من خلال مطابقة تصنيف محول واحد فقط إلى إجمالي سعة الشاحن.
الحل الصحيح يتطلب توازن بين:
- شروط توصيل المرافق
- ذروة الطلب الفعلية
- أنماط شحن المركبة والشحن
- قيود الموقع
- الظروف البيئية
- استراتيجية الصيانة
- متطلبات التوسع المستقبلية
- المعايير التقنية المطبقة
النهج الموصى به هو تحديد الطلب القصوى الواقعية أولا، واختيار تكوين محطة فرعية مناسبة للموقع، وحفظ هامش التوسع المعقول.هذا يساعد على السيطرة على الاستثمار الأولي مع الحد من خسائر الطاقة الخفية، تخفيض سعر الشاحنة، الإغلاق غير المخطط له، وإعادة بناء مستقبلية مكلفة.
تقدم شركة HENTG POWER حلول متكاملة للمحولات وتوزيع الطاقة للبنية التحتية لشحن المركبات الكهربائية ، بما في ذلك محطات التحويل المدمجة IEC ، والمحولات المثبتة على الوسائد IEEE / ANSI ،تكامل أجهزة التوزيع في MV، أنظمة توزيع LV، تنسيق الحماية، والدعم الهندسي المحدد للمشروع.
شركة هنتج للطاقةمحطة تحويل صغيرة مصممة بشكل صحيح ليست مجرد معدات دعم، بل هي أساس تشغيل محطة شحن موثوق بها وعائدات مستدامة طويلة الأجل.تحويل الطاقة · توزيع أكثر ذكاء.
