“源、荷、储、管”一体化节能方案
1、产品介绍
“绿色全光机房”建设项目,采用光伏发电+电池储能+空调节能打造“零碳机房”。并通过能量管理系统(EMS)实现灵活的用能策略,最大节资提效。采用“源、荷、储、管”的方案全维度实现节能降碳。
2、解决方案
【源】采用新一代高效单晶硅光伏组件,发电效率高。
方案特点
光伏发电自发自用,优先消纳,提高光伏利用率。
热管空调能效比高,自然冷源有效利用,降低机房PUE。
采用固态铅电池作为储能,没有锂电池热失控风险。
固态电池同时作为开关电源的备用电池,使用寿命更长。
运行策略
白天光伏发电,通过直流调压后给直流负载、直流空调供电。
白天光伏发电消纳不完的电能给储能系统进行充电。
晚上没有光伏发电的时候,储能系统负责给直流空调供电。
光伏和储能装置电能均不足时,自动切换由市电供电。
【储】采用无酸固态铅电池,高安全、高寿命且可回收。
固态电池:OPzV纳米硅固态铅电池及电池组
电池高精度监测功能:实时检测电池电压、内阻、温度和整组电池电压、整套系统电压,检测电池充放电电流。
电池系统报警以及保护功能:电池管理系统在电池系统出现电压、电流、温度等出现超过安全保护限值的情况时,将进行报警并上报保护信息,并在本地进行显示
【荷】采用全直流热管空调一体机,高效节能。
全直流热管空调一体机
系统融合了热管换热与压缩机制冷两套独立系统,压缩机系统与热管系统分别使用不同的蒸发器和冷凝器,热管系统换热能力强,全年节能使用时间长,节能效率高。
系统采用全直流压缩机、风机采用永磁无刷直流电机,可用光伏和电池直流电源供电,整机具备更高的能效比。
系统特点
大风量小焓差设计,循环风量大,风速远大于普通空调,气流组织顺畅,有效解决机房局部热岛问题。
压缩机工作与热管工作分别独立设置蒸发器和冷凝器,热管系统换热能力可以得到充分发挥。
利用重力热管原理,在室内外温差10℃以上可完全使用热管达到压缩机制冷效果,综合节电率超25%。
【管】光储一体机采用整流逆变一体化设计,根据现场负荷和发电量自适应控制电能的输出,最大化利用绿电。
光储一体机:产品是连接于光伏阵列、电池系统与电网(和/或负荷)之间的实现电能转换的装置,可控制光伏的放电过程和蓄电池的充电、放电过程,进行交直流的变换,在无电网情况下可直接为交流负荷供电
能量管理系统(EMS):EMS通过实时监控、智能控制和优化调度,提高能源利用效率并确保系统的安全性和可靠性。通讯拓扑分为两层结构,顶层为总集中监控系统,底层设备:PCS、BMS、计量电表、负载空调等均接入监控系统。
3、方案优点
1.光伏发电采用离网模式(或并网但不向电网送电的模式),可以无需向供电部门申报,让光伏快速建设、高效发挥作用;
2. 在市电故障时,机房空调由光伏和储能供电,机房不会出现温度升高情况,降低恢复供电的时限压力;同时,机房的照明灯、临时用电插座均可用光伏发电提供,避免在市电故障时无法照明、无法临时取电作业;
3. 光伏和储能可以作为开关电源(54V DC)的备用供电,避免在开关电源电池容量不足时供电故障,降低铅酸电池的成本;
4.推行分时峰谷电价机制是未来趋势,白天电价最高的时间段优先用光伏电和储能电,晚上电价低时储能系统进行低价储能,降低机房整体电费;
5. 光伏发电功率超过负载需求时,电池可进行储能;光伏发电不足时,储能电池结合给空调供电,提高光伏发电利用率;
6. 光伏发电优先给机房空调供电,夏季光伏发电量大,热管空调耗电量也多;冬季光伏发电量小,热管空调耗电量也小,发电与耗电的匹配度高;可大幅降低机房PUE;
7. 合适的地方可选风光互补,用风力发电进行补充光伏发电不足;
8.储能系统采用无酸固态电池,没有锂电池的热失控风险,且充放电次数可达4000次以上,使用寿命达8年以上。
4、应用场景
1.针对基站和边缘机房,以及偏远市电供电不稳定的区域,可以打造全光零碳基站,光伏发电功率约5-15kw,储能电池配置30-50kwh,可逐步取消铅酸蓄电池的配置。基站空调采用7.5kw-12.5kw全直流热管空调,也可以配合新风系统,由光伏供电。
2. 针对核心传输机房、汇聚机房,光伏发电功率约20-50kw,储能电池配置50-80kwh,空调采用20kw-40kw全直流热管空调一体机。通信设备、空调、机房的照明灯均可优先采用光伏发电;
3.针对核心机楼,光伏发电功率约50-100kw,储能电池配置根据实际需要配置,空调采用40kw-100kw全直流热管空调(采用气悬浮无油压缩机);光伏供电作为开关电源(54V DC)的备用供电,避免在开关电源电池容量不足时供电故障;
4.针对数据中心,光伏发电功率约100-300kw,储能电池配置根据实际需要配置,空调采用100kw-300kw全直流热管空调(采用气悬浮无油压缩机);
