Küresel enerji dönüşümü, karbon emisyonunu azaltma hedefleri ve yenilenebilir enerji kaynaklarının entegrasyonu giderek daha fazla önem kazanmaktadır. Bu dönüşümün temel bileşenlerinden biri olan enerji depolama sistemleri, özellikle ticari ve endüstriyel alanlarda elektrik maliyetlerini azaltma, şebeke stabilitesini artırma ve yüksek verimlilik sağlama özellikleriyle ön plana çıkmaktadır.
Bu bağlamda, Chint Power tarafından geliştirilen CPS ES-125kW/261kWh enerji depolama sistemi, yenilikçi teknik tasarımı ve üstün dönüşüm performansı ile sektörde fark yaratmaktadır.
Bu haftaki yazımızda, CPS ES-125kW/261kWh enerji depolama sistemi:
Teknik özellikleri,
Yenilikçi tasarımı,
Uygulama avantajları ile detaylandırılacak ve bu çözümün küresel enerji dönüşümüne olan katkısı değerlendirilecektir.
Ticari ve Endüstriyel Enerji Depolama Sistemlerinde Değişen Dinamikler
Ticari ve endüstriyel enerji depolama sistemlerine olan talep, küresel elektrik piyasasındaki dönüşümler, yenilenebilir enerji kaynaklarının entegrasyonu ve enerji ekonomisinin iyileşmesi gibi birçok faktör tarafından hızla artmaktadır. Bu faktörler, enerji depolama çözümlerinin hem ticari hem de endüstriyel alanlarda daha verimli, ekonomik ve sürdürülebilir bir gelecek sunmasına olanak tanımaktadır.
Elektrik Piyasası Reformu ve Sanal Santral Uygulamaları (VPP)
Elektrik piyasasındaki reformlar, enerji depolama sistemlerini sanal santrallerin (VPP) entegrasyonunda kritik bir bileşen haline getirmiştir. Dağıtık enerji kaynaklarının şebekelere entegrasyonu, enerji depolama sistemlerinin daha esnek ve etkin bir şekilde kullanılmasını zorunlu kılmaktadır. Bu yenilikçi yaklaşım, enerji depolama çözümlerini yalnızca bir destek mekanizması olmaktan çıkararak, şebeke stabilitesini ve enerji kullanım verimliliğini artıran stratejik bir araç haline getirmiştir.
Dağıtık Enerji Kaynaklarının Artışı: Bu, Türkiye’deki enerji sektöründe önemli bir gelişmeyi işaret ediyor. Dağıtılmış enerji kapasitesinin eklenmesi, yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımının arttığını ve aynı zamanda ticari ve endüstriyel enerji depolama çözümlerine olan talebin yükseldiğini gösteriyor. Özellikle rüzgâr, güneş ve jeotermal enerjilerin artan kapasitesi, bu tür sistemlerin güvenilirliğini sağlamak için enerji depolama çözümlerine olan ihtiyacı daha da vurguluyor. Ayrıca, bölgesel kesintilerin daha sık yaşandığı durumlarda bu tür depolama çözümlerinin önemi daha da artıyor. Bu gelişmeler, Türkiye’nin enerji altyapısının gelecekteki sürdürülebilirlik hedeflerine ulaşmasında kritik bir rol oynayabilir.
Kurulu Çatı Güneş Enerjisi Sistemlerinde Depolama İhtiyacı: Türkiye pazarında yıllardır süregelen çatı tipi kurulumlar, on-grid sistem inverter kullanımları ile yapılmaktadır. Ancak bu sistemler, şebeke kesintisi durumunda enerji beslemesi yapamadığından, yatırımcılar akşam saatlerinde veya kesinti zamanlarında enerji depolama ihtiyacı hissetmektedir. Bu durum, özellikle ticari ve endüstriyel (C&I) depolama ürünlerine olan talebin artmasına sebep olmuştur.
Ekonomik Fayda ve Teknolojik Gelişimler: Enerji depolama sistemlerinin maliyetleri, özellikle sanayi zincirinde gerçekleşen maliyet düşüşleri ve politika destekleriyle azalmış, bu da bu sistemleri daha ekonomik hale getirmiştir.
CPS ES-125kW/261kWh Enerji Depolama Sistemi: Teknik Özellikler ve Yenilikler
CPS ES-125kW/261kWh enerji depolama sistemi, teknik tasarımları ve çok yönlülüğü ile dikkat çekmektedir.
Temel Teknik Parametreler
o Gücü: 125 kW
o Kapasitesi: 261 kWh
o Voltaj Uyumluluğu: 400V sistem tasarımı
o Koruma Sınıfı: IP55, C3/C5 aşınma direnci
o Boyutlar: 1000mm x 1400mm x 2400mm
o Pack Sistemi: 314Ah paket tasarımı
o Pack Sertifika: Full set of GB/UL/IEC test sertifikalarına sahiptir.
Güvenlik Sistemleri:
Termal Kontrol: UL9540A, enerji depolama sistemlerinin termal güvenliğini değerlendiren bir test standardıdır. Bu sertifikaya sahip ürünler, aşırı ısınma veya termal runaway (aşırı ısınma nedeniyle kimyasal reaksiyonlar) gibi durumlarda yangın ve patlama riskini azaltacak şekilde tasarlanmıştır. Termal yayılma, bir hücrede başlayan ısının diğer hücrelere geçişini ifade eder ve batarya sistemlerinde büyük bir güvenlik riski oluşturur. UL9540A sertifikalı sistemler, bu tür yayılmaları minimize etmek için özel olarak tasarlanmış ısıyı dağıtma teknolojileri ve yangına dayanıklı yapılar kullanır. Bu sayede bataryaların aşırı ısınma sonucu yayabileceği termal etkiler sınırlanır ve sistemin genel güvenliği artırılır.
Kısa Devre ve Koruma Önlemleri: Kısa devre, enerji depolama sistemlerinde önemli bir güvenlik tehdidi oluşturur. Batarya hücreleri arasında doğrudan elektriksel bağlantı kurulması, yüksek ısı ve arıza riski doğurabilir. Bu nedenle, enerji depolama sistemlerinde çok katmanlı koruma önlemleri uygulanır. 8 katmanlı fiziksel koruma, batarya hücrelerinin ve bağlı bileşenlerinin fiziksel hasara karşı korunmasını sağlar. Bu koruma katmanları, batarya hücrelerinin arızalanmaya ve dış etkenlere karşı dayanıklı olmasını temin eder. Ayrıca, sigorta destekli tasarım, herhangi bir kısa devre veya aşırı akım durumunda sistemi hızlı bir şekilde devre dışı bırakır ve olası hasarları engeller. Sigortalar, sistemin güvenli bir şekilde kapanmasını sağlayarak yangın veya patlama gibi tehlikeleri önler.
Alev Geciktirici Malzeme: Alev geciktirici malzemeler, enerji depolama sistemlerinde yangın risklerini azaltmada kritik bir rol oynar. Bu malzemeler, yüksek sıcaklıklar altında bile alevlerin yayılmasını engellemek için özel olarak formüle edilmiştir. 90 dakikaya kadar yanmaya dayanıklı olma özelliği, bu malzemelerin yangının yayılmasını ciddi şekilde engelleme kapasitesine sahip olduğunu gösterir. Bu süre zarfında alev geciktirici malzeme, yangının batarya sistemine veya çevresindeki ekipmanlara zarar vermesini engeller ve yangın kontrol altına alınana kadar zaman kazandırır. Bu tür malzemeler, genellikle batarya muhafazaları ve sistemin kritik bileşenlerinde kullanılır.
Soğutma Sistemi: Enerji depolama sistemlerinde, özellikle yüksek kapasiteli bataryalar kullanıldığında, ısınma önemli bir sorun oluşturur. Bataryaların verimli bir şekilde çalışabilmesi ve aşırı ısınmayı önlemek için etkili soğutma sistemlerine ihtiyaç vardır. Klima soğutması, çevre havasının soğutma amacıyla kullanılmasıyla batarya paketlerinin sıcaklık seviyelerini kontrol altında tutar. Bu soğutma sistemi, genellikle sistemin dış ortam sıcaklıklarına göre çalışacak şekilde tasarlanır ve batarya paketlerinin aşırı ısınmasını engeller. Hücresel batarya sıvı soğutma sistemi ise, her bir batarya hücresinin etrafına sıvı soğutma kanalları yerleştirilerek ısının etkin bir şekilde dağılmasını sağlar. Bu tür sıvı soğutma, batarya hücrelerinin daha homojen bir şekilde soğumasını sağlayarak hücrelerin ömrünü uzatır ve termal runaway gibi tehlikeli durumların önüne geçer. Sıvı soğutma sistemi, bataryaların daha verimli çalışmasını ve güvenlik marjlarını artırmasını sağlar.
Verimlilik ve Dayanıklılık
Sistem Ömrü: Sistem,15 yıl süresince iki şarj ve iki deşarj döngüsüne tabi tutulmuş olup, yıllık ortalama bozulma oranı %2 olarak gerçekleşmiştir. Bu, sistemin uzun süreli operasyonu sırasında performansındaki azalma oranını göstermektedir. 15 yıl boyunca, sistemin verimliliği ve işlevselliği, %2’lik yıllık bozulma oranıyla devam etmiştir.
SIL L3 Dayanıklılık Seviyesi: SIL (Safety Integrity Level) L3, bir sistemin güvenlik fonksiyonlarının etkinliğini ve güvenilirliğini belirleyen yüksek düzey bir güvenlik seviyesidir. C&I sistem, uluslararası sistem güvenilirlik testlerini başarıyla geçmiş olup, yüksek doğrulukla çalışmaktadır. Ayrıca, sertifikalı arıza önleme sisteminin etkin bir şekilde işlediğini de göstermektedir. Bu seviyede, sistemde meydana gelebilecek arızaların insan sağlığına veya çevreye ciddi zararlar vermemesi sağlanır, böylece güvenlik riskleri minimuma indirilir.
Sistem Enerji Tüketimi: Diğer hava soğutma sistemleriyle karşılaştırıldığında, enerji tüketimi %40 oranında azalmıştır.
Sistem Verimliliği: Kullanılan Chint Power marka yenilikçi bileşenler sayesinde, sistem verimliliği %92 seviyesine çıkarılmıştır.
Termal Kontrol Performansı: Sistemde gerçekleştirilen yeniden yapılandırılmış termal yönetim tasarımı, sıcaklık farkını minimum seviyeye indirgemeyi başarmıştır. Bu tasarım sayesinde, sistemin çalışma koşullarında sıcaklık farkı ≤1°C olarak korunmuş ve termal dengesizliklerin önüne geçilmiştir. Bu geliştirme, sistemin verimliliğini artırmakla birlikte, aşırı ısınma ve termal bozulma risklerini de önemli ölçüde azaltmıştır. Termal yönetim, özellikle yüksek kapasiteli enerji depolama ve elektronik sistemlerde kritik bir faktör olduğundan, bu iyileştirme güvenlik ve performans açısından büyük bir avantaj sağlamaktadır.
Batarya Güvenlik Sistemi
Batarya Basıncı Dengeleme Teknolojisi: Sistem üzerinde bulunan basınç dengeleme patentli sistemi sayesinde, termal kaçak veya değişim sonrasında sistem, iç basınçları algılayarak nominal koşulların tekrar oluşmasını sağlayabilir.
Batarya Alev Geciktirme Sistemi: PP-metal olmayan alev geciktirici yalıtım sistem kapak tasarımı, sistemin güvenliğini sağlamak amacıyla herhangi bir kaçak durumunda elektron atlaması veya kısa devre oluşumunu engeller.
Flange-side Patlamaya Dayanıklı Basınç Tahliye Sistemi: Patentli bu sistem, termal runaway (aşırı ısınma) sırasında yüksek basınç altında oluşan basınç durumunu, kabin içindeki hassas ekipmanlara zarar vermemesi amacıyla yanlara doğru yönlendirmektedir. Yüksek sıcaklık ve basınç altında olası hasarları minimize etmek için tasarlanmış bir çözümdür.
Tasarım Modelleri
Hepsi Bir Arada Tasarım: Chint Power’ın “plug-and-play” konseptli, fabrikada önceden kurulmuş tesislere entegre şekilde multi sistem kurulum entegrasyonu desteklemektedir. Sistem kurulumu, 1 Adet 125 kW/261 kWh ürün ile sahada doğrudan dağıtımı ve kabulünü mümkün kılmaktadır. Bu yaklaşım, sahadaki kurulum ve hata ayıklama sürelerini %50 oranında azaltmakta, üretim ve kullanım ise yalnızca 4 saat içinde tamamlanmaktadır. 0.5C tasarımı ile kurulan bu sistem, sahadaki güce göre 2 saatte doldur/boşalt sistemiyle çalışmaktadır. Kullanılan C&I ürün, proje talebine göre string inverter ile birlikte çalıştırılabilir. Elektrik kesintisi yaşansa bile, sistemi beslemeye devam eden bir UPS mantığı ile çalışmaya devam eden bir sistem oluşturulmuştur. Tasarımsal değişiklik sayesinde ince tasarıma sahip kasa, taşıma yoğunluğunu artırarak kabinet başına maksimum 16 üniteye kadar taşınmasını sağlar. Bu, sistem maliyetlerinde %25 oranında bir azalma sağlamaktadır. Bu iyileştirme, Türkiye’deki tesislere veya yeni kurulacak tesislere hızlı lojistik ve kolay kurulum katkısı sağlamaktadır.
Modüler ve Z Ekseni Yerleşimi: Yatırımcı talebine göre oluşturulan bu sistem, 125 kW/261 kWh kapasitesine sahip enerji depolama sisteminin bağlantı adetinin artırılmasıyla tasarlanmış bir yapıdır. Talebe göre kapasite artırılarak sistem bağlanmaya başlar ve ihtiyaca göre MW bağlantı düzeyine çıkarılabilir. Ayrıca, string inverterler ile bağlantı yapılarak, 1 MW’lık tesiste 7 adet 125 kW Chint String inverter + 1 adet 125 kW/261 kWh sistem veya 5 adet 125 kW Chint String inverter + 3 adet 125 kW/261 kWh gibi tasarımlar yapılabilir. Bu noktada, bağlantı sınırlaması C&I tarafında bulunmamaktadır.
Off-Grid Çözümler: Chint C&I mikrogrid tasarım destek modeli, güneş enerjisi sistemleri (GES) veya dizel jeneratör entegrasyonu ile mikro şebeke projelerinde enerji ihtiyacını karşılamak için esnek bir çözüm sunmaktadır. Bu sistem, yatırımcı talepleri doğrultusunda mevcut enerji kaynaklarını (GES veya şebeke) kullanarak enerjisini besleyebilir. Elektrik kesintisi durumunda ise depolama enerjisi veya jeneratör bağlantısı ile sistemin enerji ihtiyacı karşılanmaya devam edilir. Bu entegrasyon, sürdürülebilir ve kesintisiz enerji temini sağlayan etkili bir çözüm sunmaktadır.
Acil Durum Gücü: Endüstriyel tesislerde, acil durum gücü çözümleri milisaniyelik kesintisiz geçiş performansı ile öne çıkmaktadır. Bu sistem, yüksek kesinti bölgelerinde hızlı geçiş yapabilme yeteneğiyle UPS (Kesintisiz Güç Kaynağı) mantığına dayalı olarak çalışır. Bu özellik, yatırımcılara kesintisiz güç teminini sağlayarak operasyonel sürekliliği güvence altına alır.
Akıllı Enerji Yönetimi
Chint Power’ın kurulumla entegre edilen özel EMS (Enerji Yönetim Sistemi) 2 farklı şekilde sisteme entegre edilebilir.
Yerleşik Haberleşme Sistemi: Yerleşik akıllı enerji yönetim modelleri, enerji yönetimini optimize eder. Bu sistem, kablolu, kablosuz ve çevrimdışı tam senaryo yönetimini destekler, böylece farklı kurulum ortamlarında esneklik sağlar. Chint Power’ın özel EMS ekipmanları ile entegre edilen bu sistem, Ethernet, kablosuz WiFi, 4G ve diğer ağlar üzerinden Chint Power MatriCloud Bulut Platformu’na bağlanır. Bu entegrasyon, kullanıcıların EMS için yapacağı yatırımları ve yönetim maliyetlerini önemli ölçüde azaltırken, sistemin daha verimli ve kolay yönetilmesini sağlar. Akıllı enerji yönetim çözümleri, sistem performansını iyileştirirken enerji kullanımını daha verimli hale getirir ve operasyonel maliyetleri minimize eder.
Modüler Güç Matrisi Sistemi: Bu tasarım, üç fazlı dört telli çıkışa sahip modüler bir güç matrisi sunar. 4 ms’lik ağ bağlantısı ve bağlantı kesilme süresi ile hızlı geçiş sağlanır. Güç birimi senkronizasyon kontrol teknolojisi kullanılarak sistemin verimli çalışması sağlanır. Ayrıca, MW seviyesinde kara başlangıç (black start) ağ bağlantısı özelliği ile enerji kesintisi durumlarında sistemin kendi kendine yeniden başlatılması sağlanır. Bu özellik, özellikle ağ bağlantısının olmadığı durumlarda enerji arzının sürdürülebilirliğini temin eder. Bu tür bir tasarım, yüksek verimlilik, hızlı tepki süresi ve güvenli enerji iletimi sağlar.
Sonuç ve Değerlendirme
Bu çalışma kapsamında, Chint Power CPS ES-125kW/261kWh enerji depolama sisteminin teknik özellikleri, güvenlik standartlarına uygunluğu ve performans avantajları detaylı bir şekilde incelenmiştir.
Cihaz, enerji depolama sistemleri için kritik öneme sahip güvenlik ve verimlilik kriterlerini başarıyla karşılamaktadır. UL9540A sertifikasyonu, ürünün uluslararası güvenlik standartlarına uygunluğunu kanıtlamakta ve termal runaway önleme mekanizmalarıyla yüksek seviyede güvenlik sunmaktadır. Bu özellik, hem ticari hem de endüstriyel ölçekli enerji depolama projelerinde cihazın tercih edilebilirliğini artırmaktadır.
Batarya sistemi tasarımı, düşük sıcaklık farkı yönetimi ve optimize edilmiş soğutma sistemi sayesinde enerji kayıplarını minimize ederken, sistem ömrünü uzatmaktadır. Özellikle sıcaklık dengesini koruma yeteneği, cihazın yoğun operasyonel senaryolarda bile kararlı bir şekilde çalışmasını sağlamaktadır. Ayrıca, modüler yapının sunduğu ölçeklenebilirlik ve bakım kolaylığı, kurulum süreçlerini hızlandırırken uzun vadede işletme maliyetlerini düşürmektedir.
Chint Power CPS ES-125kW/261kWh enerji depolama sistemi, birden fazla uygulama senaryosunda esnek kullanım imkânı sunan ileri düzey bir teknolojik çözüm olarak değerlendirilmektedir. Cihaz, yenilenebilir enerji sistemleri entegrasyonunda yüksek enerji yoğunluğu ve etkin kapasite yönetimi ile dikkat çekmektedir. Böylece, hem çevresel sürdürülebilirlik hedeflerini desteklemekte hem de enerji sektöründe maliyet-etkin çözümler sunmaktadır.
Sonuç olarak, CPS ES-125kW/261kWh enerji depolama sistemi, enerji depolama pazarında rekabetçi bir çözüm olarak öne çıkmaktadır. Gerek güvenlik standartlarına uygunluğu gerekse performans ve tasarım avantajları, bu sistemi enerji depolama ve yönetimi ihtiyaçları için ideal bir seçenek haline getirmektedir. Bu durum, Chint Power’ın enerji sektöründeki liderliğini ve yenilikçi yaklaşımını bir kez daha göstermektedir.