Zinc Bromide Flow 배터리의 글로벌 에너지 저장 장치 동원
"CompactRIO 플랫폼을 사용하면 새로운 개념을 신속하게 테스트하고 솔루션을 신속하게 제공 할 수 있는 유연성과 제어가 가능합니다. FPGA와 리얼 타임 컨트롤러를 프로그래밍하고 동일한 개발 환경에서 PC 실행 파일을 생성하는 기능을 통해 코드 재 사용률을 높이고 더 쉽게 만들 수 있습니다. 개발 및 디버깅을 통해 궁극적으로 개발 시간을 1/3로 단축했습니다. "
- Ryan Talbot, Primus Power
- 과제
- Promus Power는 상업용, 산업용, 데이터 센서, 마이크로 그리드, 유틸리티 및 군용 애플리케이션에 배포할 수 있도록 차세대 아연 브로마이드 흐름 배터리 스토리지 시스템을 시장에 신속하고 품질 저하 없이 제공하는 것을 목표로 했습니다.
- 솔루션
- Promus Power는 전력 전자 시스템 제어를 위해 CompactRIO 플랫폼을 사용했으며 개발 또는 배포를 지연시키지 않고 EnergyPod 2 배터리를 위한 강력하고 강력한 사이버 보완 제어 시스템을 제공했습니다.
저자
Ryan Talbot - 프리머스 파워
호세인 카 제미 -프리머스 파워
제니 워드- 프리머스 파워
수명이 긴 에너지 저장을 위한 새로운 접근 방식
재생 가능한 전원을 사용할 때 에너지 흐름은 바람 또는 태양 활동에 따라 달라집니다. 예를 들어, 구름 이동의 변화로 인해 에너지 서지가 발생할 수 있으며, 이로 인해 생성이 점프 및 지연됩니다. 결과적으로 전체 그리드 인프라 (스테이션, 변전소, 변압기 및 모든 상호 연결)는 이러한 변동성을 극복합니다.
에너지 저장 시스템은 공급이 많고 수요가 적을 때 에너지를 저장하고 그 반대가 참일 때 전력을 주입함으로써 이러한 변동성을 완화하는 데 도움이 됩니다. 유틸리티는 장기 배터리를 사용하여 최대 전력 요구 사항을 충족하고 값 비싼 시스템 업그레이드를 연기하며 재생 가능한 태양 광 발전의 정오 과잉 공급을 저녁 피크 기간으로 전환 할 수 있습니다. 그러나이를 효과적으로 달성하려면 여러 시간의 배터리 전원이 필요합니다. 그리드 규모 애플리케이션 용 배터리는 수십 년 동안 지속 되어야 하며 필요에 따라 장기간 에너지 방전을 제공해야 합니다.
Primus Power의 사명은 안전하고 저렴하며 수명이 긴 에너지 저장 솔루션을 제공하여 전 세계적으로 100 % 재생 가능 에너지를 가능하게 하는 것입니다. 이러한 솔루션의 핵심 기술은 획기적인 장기 흐름 배터리 시스템 인 Primus Power의 EnergyPod 입니다. 독점 EnergyPod 흐름 배터리는 성능을 향상시키고 내구성을 확장하는 고급 금속 기반 전극과 단일 흐름 루프 (기존 설계의 경우 2 개) 만 사용합니다. 또한 EnergyPod는 다른 유량 시스템의 일반적인 고장 지점 인 값 비싼 분리기의 사용을 제거했습니다. 리튬 이온 배터리와 달리 플로우 배터리는 수십 년 동안 변색 없이 균일 한 전력을 제공합니다. 충전식 전해액은 무기한 지속되며 리튬 이온 배터리처럼 불이 붙지 않습니다. 이러한 혁신은 수명이 증가하고 설치 공간이 더 작은 더 안전하고 저렴한 에너지 저장 플랫폼을 지원합니다. 이것이 대규모 태양 광 및 풍력 발전소 운영자가 에너지 저장을 위해 당사와 협력하기로 선택한 이유입니다.
이 혁신적인 플로우 배터리 설계로 인해 우리는 제품을 시장에 출시하기 위해 좁은 시간을 활용해야 했습니다. 에너지 저장 시장은 빠르게 진화하고 있습니다. 우리는 처음부터 자체 제어 보드를 개발할 시간이 없었고 대량의 안정적인 산업 배포에 필요한 품질을 달성 할 시간이 없다는 것을 인식했습니다. 우리의 목표는 차세대 에너지 저장 시스템인 EnergyPod2의 성공적인 출시를 위해 시간과 비용의 균형을 효과적으로 맞추는 것이었습니다.
임베디드 제어 옵션 평가
EnergyPod 2 제어 시스템 설계 옵션을 평가할 때 몇 가지 대안을 고려했습니다. 사용자 지정 제어 보드를 사내에서 개발하거나 다른 상용 기성품 (COTS) 시스템 온 모듈 (SOM) 또는 단일 보드 컴퓨터를 구입할 수 있습니다. 사내에서 제어 보드를 구축하려면 핵심 전문 지식을 벗어난 상당한 개발 노력이 필요하고 제품 출시가 지연 될 수 있기 때문에 맞춤형 보드 설계는 배제했습니다. 또한 다른 COTS SOM 및 단일 보드 컴퓨터는 최소한의 실행 가능한 제품에 도달하기 전에 상당한 양의 낮은 수준의 개발이 필요하다는 것을 알고 있었습니다.
시간과 품질 요구 사항을 충족하기 위해 Power 변환, 신호 컨디셔닝, 흐름 제어 및 네트워크 통신 서브 시스템을 위해 EnergyPod 2를 제어하는데 CompactRIO 플랫폼 을 사용하기로 결정했습니다 . 다른 SOM 및 단일 보드 컴퓨터와 달리 CompactRIO 컨트롤러는 완전히 검증 된 미들웨어 및 드라이버와 함께 제공되어 위험을 낮추고 개발 시간을 1/3로 단축했습니다. 우리는 LabVIEW를 사용하여 제어 시스템을 프로그래밍하기로 결정했습니다. , 개발을 가속화하고 단일 소프트웨어 플랫폼을 활용하여 전체 제어 시스템 및 사용자 인터페이스를 프로그래밍 할 수 있습니다. CompactRIO 플랫폼은 새로운 개념을 신속하게 테스트하고 솔루션을 신속하게 제공 할 수 있는 유연성과 제어를 가능하게 했습니다. 우리는 시스템의 기본 사항을 빠르게 설정하고 실행하여 설계를 반복하고 더 풍부한 기능 세트를 추가하는 데 대부분의 개발 노력을 기울일 수 있었습니다.
시스템 개요
Primus Power의 EnergyPod 2는 직렬 및 병렬로 배열하여 멀티 메가 와트 어레이를 형성 할 수 있는 모듈 형 25kW x 125kWh 배터리입니다. 사용자는 최대 4 개의 EnergyPod를 직렬로 연결하여 전력 및 에너지 등급이 100kW x 500kWh 인 EnergyPack을 구성 할 수 있으며,이를 다른 EnergyPack과 병렬로 연결하여 더 큰 전력 및 에너지 등급을 얻을 수 있습니다. 그림 3은 Primus Power의 EnergyFarm 아키텍처를 보여줍니다.
각 EnergyPod 2에는 통합 CompactRIO SOM으로 구동되는 맞춤형 보드 인 신호 컨디셔닝 보드 (SCB)가 포함되어 있습니다. 이 보드는 시스템의 센서 및 액추에이터에서 데이터를 수집, 처리 및 조정합니다. SCB는 CompactRIO 범용 인버터 컨트롤러에 의해 제어되는 배터리 관리 시스템 (BMS)과 모든 정보를 통신합니다 .
그림 3. 신호 컨디셔닝 보드가 있는 CompactRIO GPIC로 제어되는 배터리 관리 시스템
개발 전반에 걸쳐 대규모 LabVIEW 개발자 커뮤니티와 방대한 문제 해결 가이드 및 지원 리소스 라이브러리를 활용했습니다. 우리는 또한 존경 받는 컨설팅 회사이자 NI Alliance Partner인 JKI와 함께 일하면서 훌륭한 경험을 쌓았습니다. JKI는 NI 플랫폼을 사용한 첫 번째 설계를 신속하게 구축하는 데 도움이 되었습니다.
글쓴이 정보 :
Ryan Talbot
Primus Power
3967 Trust Way
Hayward, CA 94545
전화 : (510) 342-7600
