信頼性の高いエネルギー貯蔵ソリューションのための高性能コンテナ ESS

アンパルコンテナESSのコア技術パラメータ

アンパルは、モジュール性と拡張性を中心に Container ESS ラインナップを設計しています。各ユニットは出荷前に工場で組み立てられ、テストされているため、システムはすぐに接続できる状態で現場に到着します。以下の主要なパラメータは動作範囲を定義し、プロジェクト開発者が電力およびエネルギー要件に適切なモデルを適合させるのに役立ちます。

• 定格電力範囲:コンテナあたり 500 kW ～ 2,000 kW、マルチメガワットの設備向けに並列拡張可能。
• 定格エネルギー容量:コンテナあたり 1,000 kWh ～ 4,000 kWh、ご要望に応じて DC 側電圧は最大 1,500 V に対応します。
• バッテリーの化学:リン酸鉄リチウム (LFP) セル。サイクル寿命が長く、熱安定性が高く、劣化が少ないために選ばれています。
• 往復効率:通常、周囲温度と充放電プロファイルに応じて、共通結合点で 92% ～ 94%。
• サイクル寿命:0.5C の充放電、80% の放電深度、25°C の周囲温度で 6,000 サイクル以上、寿命末期の容量保持率は 70% 以上。
• 動作温度範囲:周囲温度 -20 °C ～ +55 °C、オプションの寒冷地パッケージを使用すると -35 °C で動作します。
• 侵入保護:エンクロージャの標準 IP54、沿岸または砂漠環境用のオプションの IP65。
• 通信プロトコル:Modbus TCP、CAN 2.0B、IEC 61850、および SCADA 統合用のオプションの DNP3。
• 認証:UL 9540、UL 9540A、IEC 62619、UN38.3、CE、およびオプションの NFPA 855 準拠文書。

詳細なモデルの比較

すべての AMPPAL Container ESS モデルは、セル電圧、温度、充電状態をモジュール レベルで監視する同じバッテリー管理システム (BMS) アーキテクチャを使用しています。これにより、正確なバランスと早期の障害検出が可能になります。電力変換システム (PCS) はコンテナ内の別のコンパートメントに統合されているため、ケーブル損失が削減され、グリッドまたは負荷への AC 接続が簡素化されます。

バッテリーモジュールとラック構成

各コンテナ ESS には、目標のエネルギー容量を達成するために並列接続された複数のバッテリー ラックが含まれています。 AMPPAL は、公称エネルギー 5.12 kWh、公称電圧 51.2 V の標準化されたバッテリー モジュールを使用します。モジュールはシステム電圧に達するようにラック内で直列に接続されます。主要なモジュールレベルのパラメータには次のものがあります。

• モジュールエネルギー:5.12kWh
• モジュールの公称電圧:DC51.2V
• モジュール動作電圧範囲:DC44.8～57.6V
• モジュール重量:47kg
• セルの種類:角形LFP、3.2V / 100Ah
• モジュールのサイクル寿命:0.5℃、80% DoD、25℃で ≥ 6,000 サイクル
• モジュール通信:CAN、絶縁型RS485
• モジュール保護:過充電、過放電、過電流、短絡、温度超過/温度低下

一般的な 20 フィートのコンテナには、モデルに応じて 10 ～ 12 個のバッテリー ラックが収容されます。 40 フィートのコンテナには最大 20 個のラックを収容できます。各ラックには、中央 BMS に報告する独立したバッテリー管理ユニット (BMU) が含まれています。この階層化された監視アーキテクチャにより信頼性が向上し、システム全体をシャットダウンすることなく個々のモジュールのホットスワップが可能になります。

電力変換システムとグリッドの統合

アンパル コンテナ ESS 内の PCS は、グリッド インジェクションまたは負荷消費のために DC バッテリ電力を AC 電力に変換します。標準の PCS には、地域の電力網コードに応じて、AC 400 V、AC 480 V、または AC 690 V の三相出力があります。 PCS はグリッド追従モードとグリッド形成モードの両方をサポートしているため、システムはマイクログリッド アプリケーションとブラック スタート機能に適しています。

• AC出力電圧:400V / 480V / 690V、±10%調整可能
• 出力周波数:50 Hz または 60 Hz、自動検知
• 全高調波歪み (THD):定格電力で < 3%
• 力率範囲:0.99 先行から 0.99 遅行
• グリッドサポート機能:低電圧ライドスルー (LVRT)、高電圧ライドスルー (HVRT)、無効電力制御、周波数垂下
• 単独運転防止保護:IEEE 1547 および UL 1741 に準拠したアクティブおよびパッシブ方式
• 効率：公称負荷で最大 98.5%

統合変圧器オプションは、PCS 出力を中電圧 (例: 13.8 kV、34.5 kV) に昇圧し、直接グリッド接続します。これにより、別個の変電所が不要になり、設置場所の設計が簡素化されます。 PCS とバッテリー システムは、使用時間料金、需要料金、または再生可能発電予測に基づいて充電/放電スケジュールを最適化するエネルギー管理システム (EMS) によって調整されます。

安全システムと温度管理

安全性は、コンテナ ESS の導入において最優先事項です。 AMPPAL は、セル レベルから始まり、コンテナのエンクロージャにまで及ぶ複数の保護層を統合します。 LFP 化学は固有の熱安定性を備えており、一部のニッケルベースの化学では熱暴走閾値が 150 ～ 200 °C であるのに対し、270 °C を超えています。それに加えて、システムには次のものが含まれます。

• バッテリー管理システム (BMS):セル、モジュール、ラック監視を備えた 3 レベルのアーキテクチャ。 BMS は電圧、電流、温度の制限を強制し、障害のあるストリングをミリ秒以内に隔離します。
• 熱管理:大型モデルでは液体冷却が標準装備されており、セル温度の広がりを±3℃以内に維持します。 HVAC 強制空気は小型ユニットで使用されます。冷却システムは、リアルタイムの負荷と周囲温度に基づいて自動的に調整されます。
• 火災の検知と鎮火:マルチゾーンの煙と熱の検知器がエアロゾル消火をトリガーします。オプションのウォーターミストシステムにより、追加の冷却および消火機能が提供されます。コンテナは伝播を防ぐために防火区画に分割されています。
• 爆発排気:コンテナの屋根とドアには圧力逃がしパネルが取り付けられており、熱事象が発生した場合にガスを安全に放出できるよう、NFPA 68 ガイドラインに準拠したサイズになっています。
• 緊急停止:コンテナの外側にある複数の非常停止ボタンにより、バッテリーが PCS およびグリッドから即座に切断されます。
• 地絡保護:継続的な絶縁監視により、DC および AC 地絡が検出され、設定可能なしきい値でアラームがトリガーされます。

アンパル は、コンテナ ESS ユニットに対して UL 9540A 火災伝播テストを実施し、単一セルの熱暴走が隣接するモジュールやラックに広がらないことを検証します。プロジェクト所有者および管轄当局 (AHJ) は、試験レポートを利用して許可を合理化できます。

代表的な用途

アンパル Container ESS プラットフォームは、幅広いユースケースに対応します。同じハードウェアをソフトウェアを通じてさまざまな収益源に合わせて再構成できるため、プロジェクト開発者や公益事業者にとって多用途の資産となります。

• 実用規模のエネルギー転換:電気料金が安い時期や再生可能エネルギーの発電量が過剰な時期に充電し、需要のピーク時に放電します。これにより、太陽光発電所や風力発電所の削減が削減され、プロジェクトの経済性が向上します。
• 周波数規制:100 ミリ秒未満の高速応答時間により、システムは補助サービス市場に参加し、周波数調整と回転予備を提供できます。
• 商業および産業用ピークシェービング:施設のピーク消費時間帯に蓄えられたエネルギーを放電することで、デマンド料金を削減します。 EMS は負荷パターンを学習し、それに応じて発送を最適化できます。
• マイクログリッドおよびオフグリッドのサポート:ディーゼル発電機や再生可能エネルギーと組み合わせて、安定したアイランドグリッドを形成します。 PCS はグリッド形成モードで動作して、電圧と周波数の基準を確立できます。
• 再生可能な平滑化:太陽光発電や風力発電の短期的な変動を緩和し、電力品質を改善し、弱い送電網での再生可能エネルギーの普及を促進します。
• バックアップ電源:アイランド モードへのシームレスな移行により、グリッドの停止中に重要な負荷に中断のない電力を供給します。

設置と試運転

コンテナ ESS の主な利点の 1 つは、必要なオンサイト作業が最小限で済むことです。ユニットは配線済み、試運転済み、完全にテストされた状態で納品されます。通常、敷地の準備には、平らなコンクリートパッドまたは圧縮された砂利の基礎、AC および通信導管、および周囲フェンスが含まれます。コンテナを所定の位置に設置した後、AMPPAL が承認した図面に従って、資格のある電気技術者によって系統変圧器と BESS コントローラーへの接続が完了します。

• 配達：標準 ISO コーナー鋳物により、平台トラック、鉄道、または船舶での輸送が可能になります。コンテナはスプレッダーバーを使用して上部または下部から持ち上げることができます。
• 財団の要件:最小耐土力は150 kPa。地震活動が活発な地域向けに、AMPPAL は認定された定着キットを提供しています。
• 接続時間:通常、AC と通信の接続には、コンテナを配置してから 2 ～ 3 営業日かかります。
• 試運転：アンパル はリモート試運転サポートを提供します。オンサイト技術者は、絶縁チェック、極性検証、初期充放電テストを含む、コントローラ HMI の段階的なチェックリストに従います。
• 保証：標準で 5 年間の製品保証と 10 年間の性能保証があり、オプションで延長サービス契約も可能です。

このシステムは屋外設置用に設計されており、追加のシェルターは必要ありません。 IP54 エンクロージャは、ほこり、雨、雪から保護します。塩分濃度の高い沿岸環境の場合、AMPPAL はすべての露出した金属部品に耐食性コーティングを施した IP65 オプションを推奨します。

コンテナ ESS プロジェクトに AMPPAL を選ぶ理由

アンパル は、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋地域にエネルギー貯蔵ソリューションを提供してきた 10 年以上の経験があります。同社のエンジニアリング チームは、EPC 請負業者や開発者と緊密に連携して、コンテナ ESS を地域のグリッド コードや現場条件に適応させます。 AMPPAL を際立たせる要因はいくつかあります。

• 工場受け入れテスト:すべてのコンテナは出荷前に 72 時間の全負荷サイクル テストを受けます。お客様は、容量、効率、通信検証を含む詳細なテストレポートを受け取ります。
• モジュラー設計:バッテリーラックとPCSモジュールは、コンテナ内の溶接や重い装備を必要とせずに個別に交換できます。これにより、ダウンタイムとメンテナンスのコストが削減されます。
• グローバルコンプライアンス:アンパル は、UL、CE、IEC、UN38.3 などの主要市場に対する現在の認証を維持しています。文書パッケージは、迅速な許可と公共事業相互接続の承認をサポートします。
• ローカルサポート:アンパル には、米国、ドイツ、オーストラリアに地域サービス センターとスペアパーツ ハブがあります。リモート診断が標準装備されており、AMPPAL クラウド プラットフォームを通じて 24 時間 365 日の監視が可能です。
• スケーラビリティ:複数のコンテナ ESS ユニットを AC 側で並列接続して、10 MW / 20 MWh 以上のシステムを構築できます。 EMS は、すべてのユニットを単一の仮想発電所として調整します。

コンテナ ESS に関するよくある質問

コンテナ ESS とは何ですか?またどのように機能しますか?

コンテナ ESS は、標準的な輸送コンテナに収容された完全なエネルギー貯蔵システムです。これには、バッテリー ラック、バッテリー管理システム、電力変換システム、熱管理、消火器、および制御電子機器が含まれます。充電中、PCS はグリッドまたは再生可能電源からの AC 電力を DC 電力に変換し、バッテリーに蓄えられます。放電中、PCS は、負荷で使用したり送電網に送出できるよう、蓄えられた DC 電力を AC 電力に変換します。 EMS は、ユーザー設定、送電網価格、または再生可能エネルギーの発電予測に基づいて充電と放電のタイミングを制御します。

アンパル Container ESS の寿命はどれくらいですか?

アンパル Container ESS の耐用年数は、主にバッテリー セルとその動作条件によって決まります。 LFP セルは、0.5C レート、80% の放電深度、25°C の周囲温度で少なくとも 6,000 サイクルの定格があります。 1 日あたり 1 サイクルをフルサイクルすると、容量が元の定格の 70% に低下するまでに 16 年以上使用されることになります。システムが部分的な放電深度またはより低い平均温度で動作する場合、実際の寿命は長くなる可能性があります。 PCS およびその他の電子機器の設計寿命は 20 年で、12 か月ごとの予防保守が推奨されています。

Container ESS の主な安全リスクは何ですか?AMPPAL はそれらにどのように対処しますか?

コンテナ ESS の主な安全リスクは、感電、火災、熱暴走の伝播です。 AMPPAL は、多層アプローチを通じてこれらのリスクを軽減します。電気的安全性は、地絡検出、アークフラッシュ保護、絶縁バスバーによって確保されています。 NMC や NCA 化学薬品よりも熱暴走が起こりにくい LFP 化学薬品を使用することで、火災の危険性が軽減されます。コンテナには煙と熱の検知器、エアロゾル消火器、およびオプションの水ミストが含まれています。圧力逃がしパネルは爆発性ガスの蓄積を防ぎます。 UL 9540A テストでは、単一セルの障害が隣接するモジュールに波及しないことを検証し、BMS がすべてのセルの温度と電圧を継続的に監視して、異常が拡大する前に異常を検出します。

複数のContainer ESSユニットを接続できますか?

はい。 AMPPAL Container ESS ユニットは、AC 側での並列動作用に設計されています。最大 20 個のコンテナを共通の AC バスに接続でき、最大 40 MW / 80 MWh のシステムを構築できます。 EMS はマスター コントローラーとして機能し、合計設定値を満たすように各コンテナの出力を調整します。コンテナ間の通信には、電磁干渉の影響を受けない光ファイバー イーサネットが使用されます。大規模プロジェクトの場合、AMPPAL は冗長サーバーと SCADA ソフトウェアを備えた中央制御室を提供できます。

アンパル Container ESS の納期はどれくらいですか?

1 つのコンテナ ESS の標準リードタイムは、モデルとオプション機能に応じて、注文確認から工場出荷まで 10 ～ 14 週間です。大量の複数ユニットの注文には 16 ～ 20 週間かかる場合があります。配送時間は追加でかかり、目的地の港と内陸物流によって異なります。 AMPPAL は、見積段階で、製造マイルストーンや工場受け入れテスト日を含む詳細なプロジェクト スケジュールを提供します。緊急のプロジェクトに備えて、AMPPAL は地域の倉庫に標準 20 フィート コンテナ ESS ユニットの限られた在庫を維持しています。

コンテナ ESS にはどのようなメンテナンスが必要ですか?

アンパル コンテナ ESS の定期メンテナンスには、四半期ごとの目視検査、HVAC または液体冷却システムの半年ごとのフィルター交換、電気接続の年次トルク チェックが含まれます。 BMS はセルのバランスを自動的に実行し、異常な電圧または温度の傾向を報告します。 PCS ファンとエア フィルターは、ほこりのレベルに応じて 6 ～ 12 か月ごとに掃除する必要があります。消火システムのカートリッジは毎年検査され、10 年ごとまたは作動後に交換されます。 AMPPAL は、訓練を受けた技術者がすべての作業を実行し、保険とコンプライアンスの目的で署名済みの検査報告書を提供する予防保守サービス プランを提供しています。

コンテナ ESS は太陽光発電所や風力発電所と互換性がありますか?

はい。 AMPPAL Container ESS は、太陽光発電および風力発電所と完全に互換性があります。このシステムは、オプションの DC-DC コンバータを介して太陽電池アレイの DC 側から直接充電することも、電力変換システムを使用して AC 側から充電することもできます。 AC結合構成では、EMSは再生可能エネルギーの過剰な発電期間中に充電を優先し、再生可能エネルギーの出力が低い場合には放電することができます。周波数ドループや電圧調整などの送電網サポート機能は、再生可能エネルギーの普及率が高く、脆弱な送電網を安定化するのに役立ちます。 AMPPAL は、5 MW から 100 MW までの太陽光発電と蓄電プロジェクトにコンテナ ESS ユニットを供給してきました。