Шум в системах хранения энергии на основе аккумуляторов: что необходимо знать проектным группам.

Шум от систем хранения энергии на основе аккумуляторов — это практическая проблема проектирования, а не второстепенная деталь, которую нужно решить после доставки оборудования на площадку. Системы хранения энергии на основе аккумуляторов могут поддерживать возобновляемую генерацию, сглаживание пиковых нагрузок, резервное электроснабжение и электросети, но их инверторы, охлаждающее оборудование, трансформаторы и системы управления могут создавать постоянный акустический след. Для разработчиков, инженеров и групп, занимающихся получением разрешений, ключевым решением является то, может ли предлагаемое оборудование и планировка площадки соответствовать применимым требованиям по уровню шума без дорогостоящей перепроектировки.

В этой статье объясняется, откуда берется шум от систем хранения энергии, как его оценивают, какие условия эксплуатации имеют значение и что покупатели должны запрашивать перед выбором оборудования или окончательным определением места установки.

Издают ли системы хранения энергии шум?

Да. Сам по себе корпус батареи, как правило, работает тихо по сравнению с оборудованием, которое отводит тепло и преобразует электроэнергию. Шум обычно исходит от вентиляторов системы принудительного воздушного охлаждения, отопительного и вентиляционного оборудования, инверторов, трансформаторов, насосов и вспомогательных электрических систем. Некоторые системы также издают звуковые сигналы тревоги или переключают режимы работы при определенных событиях.

Уровень шума не обязательно постоянен. Контейнерная система может быть относительно тихой, когда батареи не используются, а затем становиться громче во время зарядки или разрядки на высокой мощности. Потребность в охлаждении также может возрастать в зависимости от температуры окружающей среды, состояния заряда батарей, продолжительности работы и тепловой конструкции корпуса. В некоторых установках основной проблемой является не средний уровень шума, а тональный или прерывистый характер, из-за которого оборудование становится более заметным для жителей близлежащих домов.

Краткий справочник: распространенные источники шума в системах хранения энергии.

Источник	Типичная оперативная роль	Почему это важно с акустической точки зрения
Вентиляторы охлаждения и системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.	Отвод тепла от батарей и силовой электроники	Часто создают непрерывный широкополосный шум и могут циклически изменяться в зависимости от нагрузки или температуры.
Инверторы или системы преобразования энергии	Преобразовывать переменный ток в постоянный и обратно.	Может вызывать шум вентилятора, электрический гул и тональные искажения.
Трансформеры	Отрегулируйте напряжение между системой хранения энергии и сетью.	Может вызывать постоянный низкочастотный гул, особенно под нагрузкой.
Насосы и вспомогательное оборудование	Поддержка жидкостного охлаждения или других систем теплоотвода, где они используются.	Вибрация и механический шум могут распространяться через опоры или фундаменты.
Системы сигнализации и безопасности	Предупреждать персонал о неисправностях или опасных условиях.	Обычно проявляется периодически, но может стать существенным во время тестирования или инцидента.

Почему шум от систем хранения энергии является проблемой при планировании проекта

Проблемы, связанные с шумом, часто возникают на границе между промышленным оборудованием и жилыми, коммерческими или экологически чувствительными зонами. Даже если площадка пригодна для электроснабжения, возражения могут возникнуть, если оборудование размещено вблизи домов, офисов, школ или границ земельных участков. Шум также может влиять на комфорт и коммуникацию работников на производственной площадке.

Расстояние полезно, но это не является полной стратегией снижения шума. Звук может отражаться от стен, распространяться по открытой местности и смешиваться с шумом от нескольких помещений. Трансформатор на одной стороне участка и несколько систем охлаждения на другой могут создать акустический эффект, отличный от того, что можно увидеть в простом каталоге оборудования. Рельеф местности, препятствия, ориентация здания, погода и существующая фоновая звуковая среда — все это влияет на то, что слышат люди.

Ещё одна сложность — режим работы. Оценка уровня шума, основанная только на условиях ожидания, может не отражать самый высокий уровень шума за весь период работы. Проектные группы должны изучить нормальный режим зарядки, нормальный режим разрядки, максимальную предполагаемую мощность, работу при высоких температурах окружающей среды, аварийную работу и, при необходимости, испытания в рамках технического обслуживания.

Как измеряется шум системы хранения энергии (BESS)

Шум обычно описывается с помощью уровня звукового давления, взвешенного по шкале А, обозначаемого как дБА, поскольку этот показатель приблизительно соответствует чувствительности человеческого слуха. Однако для выбора оборудования одного значения в дБА может быть недостаточно. Частотная информация может выявить низкочастотный гул трансформатора, шум вентилятора или другие компоненты, которые более заметны, чем это можно было бы предположить, исходя из широкополосного уровня.

Инженеры должны различать несколько видов измерений:

• Уровень звуковой мощности: показатель, основанный на используемом источнике звука, применяемый для сравнения оборудования в заданных условиях тестирования.

• Уровень звукового давления: звук, наблюдаемый в определенном месте и на определенном расстоянии от источника.

• Фоновый шум: существующая звуковая среда до начала работы системы хранения энергии.

• Уровень шума в точке приема: прогнозируемый или измеренный уровень шума в доме, на границе участка, на рабочем месте или в другом месте, представляющем интерес.

Эти значения не следует рассматривать как взаимозаменяемые. Номинальные характеристики оборудования поставщика не обязательно равны уровню на соседнем участке. В анализ необходимо включить схему установки, расстояние, отверстия в ограждениях, барьеры и другие факторы.

Что следует запросить у поставщика систем хранения энергии (BESS)

Данные об уровне шума должны быть частью технического пакета предложений, а не запросом, сделанным после закупки. Попросите поставщиков указать источники акустики в предлагаемой конфигурации и условия эксплуатации, связанные с каждым показателем. Полезная документация может включать данные о звуковой мощности оборудования, данные о звуковом давлении на определенном расстоянии, информацию о частотном диапазоне, режимах работы вентилятора или системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, а также подробную информацию о любых дополнительных настройках для снижения уровня шума.

Также необходимо уточнить, относится ли указанная стоимость к одному корпусу, целому блоку или более широкой системе. Проект, использующий несколько контейнеров, может иметь существенно иной результат на уровне площадки. В заявке следует указать трансформаторы, оборудование среднего напряжения, охлаждающие установки и другое оборудование, которое может поставляться отдельно от аккумуляторного корпуса.

Практическое предостережение: не сравнивайте показатели шума двух поставщиков, если метод тестирования, условия эксплуатации, расстояние и границы системы не сопоставимы. Меньшее значение может просто указывать на другую основу измерения.

Проектные меры, которые могут снизить уровень шума.

Перед установкой ограждений продумайте планировку участка.

Наиболее простым способом снижения уровня шума часто является разделение. Размещайте самое шумное оборудование как можно дальше от чувствительных источников звука и избегайте направления вентиляционных отверстий в сторону близлежащих зданий. Группировка оборудования может упростить экранирование, но также может концентрировать источник звука. Предпочтительное расположение зависит от места установки и требований к вентиляции оборудования.

Тщательно выбирайте более тихие режимы работы.

Вентиляторы с регулируемой скоростью, контролируемое охлаждение, звукоизолирующие кожухи и малошумные инверторы или трансформаторы могут снизить уровень шума в определенных условиях эксплуатации. Компромисс может включать в себя уменьшение теплового запаса, снижение доступной мощности, увеличение стоимости оборудования или более сложные системы управления. Поэтому более тихий режим следует оценивать с учетом максимальных требований к мощности и температуре проекта, а не рассматривать как маркетинговую уловку.

Контроль вибрации, а также шума, распространяющегося по воздуху.

Механическая вибрация может передаваться через рамы оборудования, опоры и фундаменты. Правильный монтаж, изоляция, выравнивание и гибкие соединения могут снизить передачу вибрации через конструкцию. Это особенно актуально для трансформаторов, насосов, компрессоров и крупных систем охлаждения. Акустическая обработка, направленная только на устранение воздушного шума, может не решить проблему вибрации.

Учитывайте наличие барьеров и зданий.

Сплошные барьеры могут прерывать прямой путь между источником и приемником звука, но их эффективность зависит от высоты, целостности, местоположения и конструкции. Зазоры, открытые ворота, оборудование на крыше и отражающие поверхности могут ограничивать их преимущества. Барьер следует проектировать на основе акустической модели, а не рассматривать как обычный забор.

Распространенные ошибки при планировании шумовых условий в системах хранения энергии

• Использование аккумуляторной батареи или её корпуса в качестве предполагаемого источника шума при одновременном игнорировании систем отопления, вентиляции и кондиционирования, инверторов и трансформаторов.

• Опираться на единый номинальный параметр без проверки работы при высоких нагрузках и высоких температурах.

• Сравнение данных поставщиков, измеренных в различных условиях.

• Не принимая во внимание тональный шум и низкочастотное содержимое, общее значение дБА представляется приемлемым.

• Ожидание завершения строительных работ или закупки оборудования для проведения акустического исследования.

• Предположим, что шумозащитная стена решит проблему без проверки воздухообмена, пожарной безопасности и требований к техническому обслуживанию.

• Неспособность определить, какие режимы работы должны соответствовать установленному проектом уровню шума.

Практический контрольный список для покупателя

Перед оформлением заказа на закупку определите чувствительные объекты и места, где будет проводиться оценка соответствия требованиям. Установите ожидаемый профиль зарядки и разрядки, включая возможность одновременной работы нескольких блоков питания. Запросите исходные данные для всей электрической и тепловой системы, а не только для аккумуляторного отсека.

Затем попросите инженера-акустика или опытного консультанта смоделировать предлагаемую планировку. Модель должна учитывать расстояние, рельеф местности, препятствия, отражения, фоновый шум и совокупное влияние нескольких источников. Если проект подпадает под действие местных градостроительных или экологических требований, необходимо заблаговременно уточнить у разрешительного органа применимый метод оценки. Требования различаются в зависимости от юрисдикции и могут касаться работы в ночное время, тональных искажений, импульсного шума или границ участка.

Наконец, включите в план проекта проверку. В зависимости от контракта и местных требований это может включать в себя пусконаладочные измерения в определенных условиях эксплуатации. Процедура приемки должна указывать места проведения измерений, выходную мощность системы, режим охлаждения, погодные условия и меры по подавлению фонового шума. Нечеткие формулировки в документе о приемке приводят к возникновению споров, которых можно избежать.

Часто задаваемые вопросы

Издает ли система хранения энергии больше шума во время зарядки или разрядки?

Вполне возможно. Более высокая электрическая мощность, как правило, увеличивает тепловыделение в силовой электронике и может повысить эффективность охлаждения. Фактический результат зависит от инвертора, системы охлаждения, управления и условий окружающей среды.

Все ли батарейные отсеки одинаково шумные?

Нет. Уровень шума зависит от конструкции корпуса, оборудования системы отопления, вентиляции и кондиционирования, расположения инвертора, выбора трансформатора, управления вентилятором и количества одновременно работающих блоков. Две системы с одинаковой энергетической мощностью могут иметь разные акустические характеристики.

Можно ли установить систему хранения энергии рядом с жилыми домами?

Это возможно, но целесообразность зависит от оборудования, планировки, местных правил, графика работы и прогнозируемого уровня шума в чувствительных зонах. Близость должна стать поводом для более раннего акустического обследования, а не предположением, что снижение уровня шума будет простым.

Какой документ, касающийся шума, является наиболее важным в коммерческом предложении поставщика?

Единого универсального документа не существует. Наиболее полезный пакет документов четко определяет уровни источника, условия измерения, информацию о частоте (если таковая имеется), режимы работы и оборудование, входящее в состав оценочного оборудования. Прогнозы на уровне объекта более ценны, чем просто указание каталожного номера.

Следующий шаг для проектных команд.

Рассматривайте акустические характеристики как системное требование наряду с тепловым регулированием, пожарной безопасностью, энергоэффективностью и ремонтопригодностью. Составьте перечень источников шума, запросите данные о сопоставимых поставщиках, смоделируйте всю площадку и проверьте условия, важные для близлежащих объектов. Этот процесс поможет команде выбрать оборудование с меньшим количеством неожиданностей и предотвратит превращение жалобы на шум в необходимость изменения планировки, модернизации или задержки в получении разрешений.