Kaivosenergian varastointiratkaisut|Aurinkosäiliöt ja mobiili BESS

Kun kaivoksen sähköistäminen kiihtyy, sähköinfrastruktuurilla on usein vaikeuksia pysyä tahdissa. Tämä tekee kaivostoiminnastaenergian varastointiratkaisutjotka yhdistävät aurinkoenergian ja mobiilin BESS:n, joka on yhä kriittisempi etätoimintojen kannalta.

Haasteena ei ole pelkkä sähkön tuottaminen. Se toimittaa riittävästi virtaa etälatauspisteisiin, tilapäisiin työalueisiin ja siirrettäviin työpintoihin. Rajoitettu verkkokapasiteetti, kiinteä infrastruktuuri, vaihteleva aurinkoenergian tuotanto ja riippuvuus dieselistä voivat häiritä latausaikatauluja ja lisätä käyttökustannuksia.

Tässä artikkelissa tarkastellaan viittä keskeistä voimahaastetta ja selitetään, mitenAurinkoenergiasäiliötjaMobiili BESSvoivat työskennellä yhdessä tarjotakseen joustavaa, skaalautuvaa tehoa erilaisiin kaivosprojekteihin.

Sähköistetyn kaivostoiminnan viisi voimahaastetta

Ennen suunnittelua akaivostoimintaa energian varastointiratkaisu, on tärkeää ymmärtää sivuston sähköistyksen aiheuttamat ainutlaatuiset tehorajoitukset:

1. Ankarat työpaikan olosuhteet nopeuttavat akun ikääntymistä ja seisokkeja

Avoimet-kaivot ja maanalaiset paikat paljastavat akut,Power Conversion System (PCS) -yksiköt, liittimet ja lämmönhallintajärjestelmät äärimmäisille lämpötiloille, raskaalle pölylle, kosteudelle, korroosiolle, korkealle korkeudelle ja jatkuvalle mekaaniselle tärinälle. Ilman teollisuustason -suojakoteloita ja tarkkaa lämmönsäätöä akun suorituskyky voi heikentyä nopeammin, latausteho heikkenee ja ylläpidon odottamattomat seisokit lisääntyvät.

2. Äkilliset lataushuiput ylittävät käytettävissä olevan verkon kapasiteetin

Vaikka etäkaivosverkot käsittelevät usein jatkuvaa peruskuormitusta, niillä on harvoin riittävästi tilaa, joka tarvitaan samanaikaiseen korkeatehoiseen pikalataukseen. Uusien muuntajien, suurjännitekaapeleiden tai verkkoliitäntöjen asentamiseen liittyy pitkiä läpimenoaikoja ja suuria kapasiteettia. Tämän seurauksena äkilliset lataushuiput ylikuormittavat helposti paikallista kapasiteettia ja kilpailevat suoraan tärkeiden tuotantokoneiden kanssa.

3. Tiukka latausikkuna Luo kaluston pullonkauloja

Pelkän verkkokapasiteetin lisäksi toiminnan ajoitus aiheuttaa merkittävää kitkaa. Useat raskaat sähköajoneuvot palaavat usein latautumaan samanaikaisesti vuorovaihdon tai ruokatauon aikana. Pitkät matkat kiinteisiin latureihin yhdistettynä käytettävissä olevien latauspisteiden jonoihin leikkaavat tuottavia käyttötunteja ja voivat viivästyttää myöhempiä työvuoroja.

4. Jäykkä infrastruktuuri jää liikkuvien työpintojen taakse

Kaivoslouhinnan edetessä työpinnat etenevät jatkuvasti. Tavalliset kiinteät muuntajat, kiinteät kaapelit ja kiinteät latausasemat eivät voi mukautua dynaamisesti paikan liikkeisiin. Toistuva siirto ja kaapelin jatkaminen kuluttavat paljon työtä ja aikaa, kun taas kiinteät voimavarat ovat vaarassa joutua vajaakäyttöön kauan ennen kuin vaihe on kokonaan louhittu.

Aiheeseen liittyvää luettavaa:Mobiili BESS vs. kiinteä BESS: Oikean tallennusjärjestelmän valitseminen

5. Huonosti integroidut mikroverkot vähentävät energiatehokkuutta

Monissa kaivostoiminnassa yhdistyvät aurinkosähkö, dieselgeneraattorit, verkkovirta ja BESS. Kuitenkin ilman integroitua MicrogridiaEnergianhallintajärjestelmä (EMS), nämä lähteet toimivat siiloissa. Koordinoimaton hallinta rajoittaa uusiutuvan energian käyttöä, pakottaa kalliit dieselgeneraattorit kattamaan lyhyitä latauspiikkejä ja estää BESSiä latautumasta täyteen ennen huipputarvejaksoja, mikä lisää käyttökustannuksia.

Kuinka Mobile Solar ja BESS vastaavat näihin haasteisiin

Kaivoksen sähköistämisen rajoitusten voittaminen edellyttää siirtymistä pois jäykästä, kiinteästä infrastruktuurista. YhdistämälläContainerized Solar, Mobile BESS ja älykäs EMS, operaattorit voivat muuttaa staattisen tehon resurssit dynaamiseksi, nopeasti käyttöön otettavaksi mikroverkkoarkkitehtuuriksi.

Tämä integroitu ekosysteemi on suunniteltu lieventämään ydinenergian pullonkauloja neljän keskeisen ominaisuuden avulla:

Siirrettävä arkkitehtuuri, joka mukautuu kehittyviin työpintoihin

Toisin kuinkiinteä BESS, Containerized Solar ja Mobile BESS käyttävät irrotettua käyttöönottomallia,{0}}jotka mahdollistavat sähköntuotanto- ja energiavarastointiresurssien sijoittamisen itsenäisesti sivuston asettelun perusteella:

• Aurinkoenergiasäiliöttalon taitettavat aurinkopaneelit kompaktiin kuljetukseen ja nopeaan kenttäkäyttöön, mikä mahdollistaa niiden sijoittamisen avoimille alueille auringon säteilyn ja varjostamattoman jalanjäljen maksimoimiseksi.
• Mobiili BESSyksiköt (liukukiinnitetty-taitraileri-asennettu, tukee nosturin nostoa) voidaan sijoittaa lähemmäksi aktiivisia työpintoja, raskaiden kuljetusreittejä tai tilapäisiä latausalueita, joissa välitön tehontarve on suurin.

Poiminnan edetessä käyttäjät voivat säätää järjestelmän asettelua kahdella ensisijaisella kokoonpanolla:

• Yhtenäinen käyttöönotto: Molempien resurssien siirtäminen yhteen perävaunu- tai nosturikuljetuksella erillisen väliaikaisen tehosolmun muodostamiseksi.
• Jaettu käyttöönotto: Tuotanto ja varastointi sijoitetaan erikseen tasapainottamaan optimaalinen auringonotto ja vaihtuva kuormitus.

Älykäs aurinko{0}}tallennuskoordinointi tukee latauksen jatkuvuutta

Keskitetyn EMS:n ohjaama järjestelmä siirtyy automaattisesti keskeisten toimintatilojen välillä ylläpitääkseen jatkuvaa tehoa:

• Päivän aurinko{0}}Ensimmäinen priorisointi

Auringonvalon ruuhka-aikoina aurinkokontti syöttää aktiiviset käyttökuormat suoraan. Kun aurinkoenergian tuotanto ylittää aktiivisen kuormituksen tarpeen, ylimääräinen aurinkoenergia voidaan ohjata Mobile BESSin lataamiseen, mikä auttaa vähentämään uusiutuvan energian rajoituksia.

• Huippulatauspuskurointi (huippuparranajo)

Kun useat sähkökoneet palaavat latautumaan samanaikaisesti vuorojen vaihdon aikana, BESS toimii tehokkaana{0}}energiapuskurina. Se purkautuu verkon tai dieselgeneraattoreiden rinnalla vaimentaakseen lyhytaikaisia-tehopiikkejä ja estääkseen yksittäisen lähteen ylikuormituksen.

• Off-huippu- ja yökuormitustuki

Vähäisten-aurinko-olosuhteiden tai yövuorojen aikana varastoitu energia antaa virran kriittisiin työmaan laitteistoihin ja ajoneuvojen rutiininomaiseen lataukseen. Ruuhkahuippujen ulkopuolella{2}}

paikallinen nopeustunnus tai generaattori voi ladata BESS:n kontrolloidulla nopeudella.

Hybridienergian koordinointi vähentää polttoaineriippuvuutta ja käyttökustannuksia

Latauksen jatkuvuuden lisäksi hybridienergian koordinointi auttaa kaivostoiminnan harjoittajia siirtymään kohti vähähiilisempää{0}}hiilivoimaa lisäämällä uusiutuvan energian käyttöä ja vähentämällä riippuvuutta polttoaineen-tuotannosta.

• Uusiutuvan energian korkeampi käyttö

Aurinkoenergian tuotanto voidaan priorisoida aina kun mahdollista, kun taas ylimääräinen uusiutuva energia voidaan varastoida myöhempään käyttöön sen sijaan, että se menisi hukkaan, mikä parantaa uusiutuvan energian hyödyntämistä kaivostoiminnassa.

• Vähentynyt dieselriippuvuus

Mobile BESS toimii energiapuskurina, joka yhdistää ajanjaksot, jolloin aurinkoenergiaa ei ole saatavilla tai se ei riitä. Tämä auttaa vähentämään generaattorin toistuvaa toimintaa ja tukee vakaampaa, vähähiilisempää-virtalähdettä.

• Lisää kestävää kaivostoimintaa

Optimoimalla lähetyksen useista lähteistä, EMS voi vähentää tarpeettomia dieselgeneraattorin käynnistyksiä ja alhaista

Teollinen-luokan suojaus tukee ankaria kaivosympäristöjä

• Ulkosuojaus:Tietystä mallista riippuen,Polinoveljärjestelmät on suunniteltu vaativiin ulkoympäristöihin erilaisilla kotelointi- ja korroosiosuojatasoilla, mmIP54–IP65-suojaus (pöly-tiivistetty ja kestää korkean-painevesisuihkuja) ja C4–C5-korroosiosuojaus (sopii rannikko- ja -kosteusympäristöihin)valituista ratkaisuista.
• Lämmönhallinta:Järjestelmän suunnittelusta ja kapasiteetista riippuen käytetään Polinovel-ratkaisujailmajäähdytys tai nestejäähdytyslämpötilan tasaisena pitämiseen ja vakaan toiminnan tukemiseen. Tietyt Solar Container -mallit tukevat toimintaa -20 asteesta +50 asteeseen, kun taas tietyt Mobile BESS -mallit tukevat akun purkautumista -30 asteeseen asti.
• Turvallisuus ja valvonta: Akunhallintajärjestelmä (BMS)ohjaus, sähkösuojaus, palontorjunta, käyttö{0}}tilan valvonta ja vikailmoitukset auttavat tunnistamaan epänormaalit olosuhteet etäkäytön aikana.

Nämä neljä ominaisuutta voidaan yhdistää eri tavoin. Lopullinen järjestelmän suunta riippuu projektin kestosta, lataustarpeesta, käytettävissä olevista virtalähteistä, aurinkoolosuhteista ja siitä, kuinka usein laitteita on siirrettävä.

Esimerkki kaivosenergian varastointikokoonpanoista eri projektivaatimuksia varten

Mikroverkon liiallinen-määrittely johtaa hukkapääomaan. alle-määrittely aiheuttaa veloituspullonkauloja, jotka jarruttavat kaluston toimintaa. Tehokkaat kaivosenergian varastointiratkaisut eivät ole staattisia. Niiden on kehitettävä paikan poimintavaiheen, laivaston koon ja tilarakenteen rinnalla.

Seuraavat kokoonpanot havainnollistavat tyypillisiä suunnittelun käyttöönottopolkuja sivuston mittakaavan perusteella:

Esimerkki kokoonpanosta 1: Pieni tai väliaikainen kaivospaikka

Malminetsintäkohteet, varhaiset rakennusalueet ja tilapäiset työpisteet ovat yleensä ennustettavissa. Sähköä tarvitaan ensisijaisesti valaistukseen, viestintään, valvontaan, tilapäisiin toimistotiloihin ja pieneen määrään sähkökoneita.

Näissä sovelluksissa ensisijainen tavoite on nopean käyttökelpoisen tehosolmun luominen minimaalisella CAPEXillä ja ilman monimutkaista paikan päällä tapahtuvaa laitteiden integrointia.

• Tyypillinen kokoonpano: Taitettava aurinkosäiliöjärjestelmä + valinnainen generaattorin varmuuskopio
• Järjestelmän kokoonpano: Kokoonpanosta riippuen järjestelmä voi yhdistää käyttöönotettavia aurinkopaneeleja, LFP-akkuvaraston, PCS:n, EMS:n, AC-kuormituksen jaon ja valinnaisen generaattoriintegraation yhdelle alustalle.

Koska tuotanto, tallennus, virranmuunnos ja ohjaus on integroitu yhteen yksikköön, tämä kokoonpano vähentää erillisten laitteiden yhteensovittamista, kenttäjohdotusta ja paikan päällä tapahtuvaa integrointityötä. Tämä kokoonpano toimii erillisenä tehosaarekkeena-, joka on ihanteellinen edullisille-sähköistyspiloteille. Koko-järjestelmän käyttöönotto ja poistaminen on täysin keskitettyä, joten se on helppo siirtää tilapäisten työalueiden vaihtuessa.

Esimerkkikokoonpano 2: Keskitasoinen kaivostoiminta joustavalla lataustarpeella

Keskikokoinen-operaatio tasapainottaa tyypillisesti laitteiden latauksen ja lisäkuormat. Aktiivinen työpinta voi muuttua projektin vaiheittain, kun taas olemassa oleva verkko- tai generaattoriinfrastruktuuri voi tukea peruskuormitusta, mutta se ei pysty käsittelemään keskittynyttä huippulataustarvetta.

Tässä skenaariossa aurinkoenergian tuotantoa ja akkujen varastointia on otettava käyttöön ja laajennettava joustavasti, jotta voidaan vähentää riippuvuutta fossiilisista polttoaineista ja samalla säilyttää virran vakaus.

• Tyypillinen kokoonpano: erillinen aurinkosäiliö + mobiili BESS + verkko/generaattori + EMS
• Järjestelmän kokoonpano: Solar Container on sijoitettu korkean säteilyn -alueille, kun taas Mobile BESS on sijoitettu lähelle aktiivisia latauspisteitä. Olemassadiesel generaattoritvoi toimia varavirtalähteenä äärimmäisten sääolosuhteiden, tilapäisten kuormituspiikkien tai riittämättömän uusiutuvan tuotannon aikana.

Tämä arkkitehtuuri mahdollistaa aurinko- ja akkukapasiteetin skaalaamisen itsenäisesti. Koordinoimalla aurinkoenergian tuotantoa, akkujen varastointia ja varavirtalähteitä järjestelmä voi vähentää polttoaineen kulutusta ja generaattorin käyttöaikaa samalla, kun se parantaa virran jatkuvuutta tärkeimmissä{1}}latauspisteissä.

Esimerkki kokoonpanosta 3: Suuri etälouhintatoiminto usean{1}}solmun tehovaatimuksilla

Suuret etäkaivokset sisältävät jatkuvaa 24/7 tuotantoa, useita suuritehoisia-sähkökoneita ja suurta päivittäistä energiantarvetta useilla toiminta-alueilla. Tässä mittakaavassa järjestelmä ei ole enää keskittynyt yhteen voimalaitokseen-sen on koordinoitava useita tuotanto-, tallennus- ja varmuuskopiointiresursseja koko sivustolla.

• Tyypillinen kokoonpano:Useita aurinkosäiliöitä + useita BESS-yksiköitä + verkkoliitäntä / generaattorit + keskitetty EMS
• Järjestelmän kokoonpano: Integroi usean{0}}solmun aurinkosäiliöt, kiinteät BESS-säiliöt päätyöpaikan kuormituksiin ja mobiilit BESS-yksiköt työpintojen siirtämistä varten. Kaikkia hallitaan keskitetyn EMS:n avulla.

 

Tämä usean{0}}yksikön kokoonpano tukee suurempia tehonvaatimuksia ja skaalautuu saumattomasti sähkökannan kasvaessa.

Kuinka suunnitella oikea kaivosenergian varastointijärjestelmä

Sopivakaivosenergian varastointiratkaisuedellyttää todellisten projektitietojen arviointia, mukaan lukien kuormitusprofiili, lataustarve, latausolosuhteet ja työpaikan vaatimukset.

1. Tasapainoteho (kW) ja energia (kWh) vaatimukset

Ensimmäinen askel on ymmärtää kaivostoiminnan tehon ja energian tarve.

Teho (kW)määrittää, tukeeko järjestelmä suuria{0}}tehokuormia, kuten useiden sähkölaitteiden lataamista samanaikaisesti ruuhka-aikoina.

Energia (kWh)määrittää sähkön kokonaismäärän, jonka akku voi varastoida ja toimittaa ajan kuluessa.

Kaivossovelluksissa molemmat tekijät ovat kriittisiä:

• Riittämätön teho saattaa estää järjestelmää käsittelemästä huippulataustarpeita.
• Riittämätön energiakapasiteetti voi rajoittaa käyttötunteja latausjaksojen välillä.

Isompi akku ei aina ratkaise ongelmaa. Järjestelmässä on myös oltava riittävä PCS-lähtö ja latauskyky, jotta se vastaa koko kaivostoimintasykliä.

Aiheeseen liittyvää luettavaa:KW vs kWh selitetty: Tehon ja energian yksiköiden ymmärtäminen

2. Arvioi lataustarve ja BESS-latauskyky

Latausaikataulu ja käytettävissä oleva latausikkuna ovat avainsyötteitä määritettäessä BESS-kapasiteettia ja toimintastrategiaa.

Koko käyttösykli on otettava huomioon:Laitteen käyttö → Laivaston lataus → BESS-lataus → Seuraava käyttövuoro

Keskeisiä tekijöitä ovat:

Kaluston latausvaatimukset

• Latauksen vaativien sähkökoneiden lukumäärä;
• Samanaikainen lataustarve;
• Lataustehon tarve;
• Latausaika;
• Energiankulutus per työvuoro.

BESS-latausolosuhteet

• Käytettävissä olevat latauslähteet, mukaan lukien aurinkosähkö, verkkovirta tai generaattorit;
• Käytettävissä oleva latausteho;
• Vapaa aika ennen seuraavaa toimintajaksoa;
• Varasähkön saatavuus vähäisen uusiutuvan tuotannon aikana.

BESS voi tukea yhtä latausjaksoa, mutta aiheuttaa silti toiminnallisia rajoituksia, jos se ei pysty keräämään riittävästi energiaa ennen seuraavan vuoron alkamista.

3. Ota huomioon työpaikan olosuhteet ja liikkuvuusvaatimukset

Kaivosalueet ovat dynaamisia ympäristöjä. Kun työpinnat liikkuvat ja käyttöolosuhteet muuttuvat, energiajärjestelmän on pysyttävä käytännöllisenä kuljettaa, ottaa käyttöön ja käyttää.

Ennen kaivosenergian varastointiratkaisun valitsemista projektiryhmien tulee arvioida seuraavat tekijät:

Näiden projektisyötteiden perusteella insinöörit voivat määrittää sopivimman kaivosenergian varastointiarkkitehtuurin. Lopullinen järjestelmäkokoonpano tulee vahvistaa yksityiskohtaisten projektivaatimusten, laitespesifikaatioiden ja todellisten työpaikan olosuhteiden perusteella.

Kaivoksen etäsähköistäminen ei ole vain latausongelma, vaan myös järjestelmän{0}}suunnitteluhaaste.Mobiili aurinko ja BESSvoi tuoda tehon lähemmäksi muuttuvia kuormia samalla kun koordinoidaan aurinkoenergian tuotantoa, varastointia, verkkotoimitusta, generaattoreita ja laitteiden latausta.

Lopullinen järjestelmän teho, kapasiteetti, latausstrategia ja käyttöönottomuoto tulee vahvistaa todellisten projektitietojen ja paikan olosuhteiden perusteella.

Jaa latausprofiilisi, latausaikataulusi ja sivustosi olosuhteet Polinovelin kanssa. Suunnittelutiimimme antaa alustavan konfiguraation toimintaasi varten.

Aloita projektin arviointi tänään