Τα μη επανδρωμένα αεροσκάφη βαρέως ανελκυστήρα μετακινούνται από έργα επίδειξης σε πραγματικές βιομηχανικές εργασίες.Μπορούν να μεταφέρουν εργαλεία, υλικά, αισθητήρες, προμήθειες έκτακτης ανάγκης και άλλα ωφέλιμα φορτία σε εργοτάξια, ορυχεία, διαδρόμους κοινής ωφελείας και απομακρυσμένες διαδρομές logistics. Ωστόσο, το αεροσκάφος είναι μόνο το ήμισυ του λειτουργικού συστήματος. Το άλλο μισό είναι η ενεργειακή υποδομή στο έδαφος.
Για έναν διαχειριστή έργου, το πρακτικό πρόβλημα εμφανίζεται συνήθως τη χειρότερη δυνατή στιγμή: πολλά αεροσκάφη επιστρέφουν στο ίδιο παράθυρο λειτουργίας, η κατάσταση φόρτισης της μπαταρίας είναι χαμηλότερη από την προγραμματισμένη, το τοπικό δίκτυο δεν μπορεί να υποστηρίξει το συνδυασμένο φορτίο φόρτισης και η επόμενη αποστολή δεν μπορεί να περιμένει. Σε αυτήν την κατάσταση, το σημείο συμφόρησης δεν είναι πλέον η ικανότητα drone. Είναι η διαθεσιμότητα ενέργειας.
Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το μέγεθος ενός κόμβου φόρτισης drone βαρέος ανύψωσης πρέπει να ξεκινά με λειτουργίες, όχι με πινακίδα φορτιστή.Ο αγοραστής πρέπει να γνωρίζει πόσες κιλοβατώρες (kWh) καταναλώνει ο στόλος κάθε μέρα, πόσα κιλοβάτ (kW) απαιτούνται κατά τις περιόδους αιχμής φόρτισης, πόση εφεδρική ενέργεια χρειάζεται και πόσο γρήγορα μπορεί να αναπληρωθεί η ίδια η πηγή ενέργειας.
Για απομακρυσμένα και προσωρινά έργα, αΦορτιστής κινητού EVμε την ενσωματωμένη αποθήκευση ενέργειας μπορεί επίσης να γίνει μέρος μιας ευρύτερης αρχιτεκτονικής κινητής ενέργειας. Η Door Energy αναπτύσσει κινητά συστήματα φόρτισης αποθήκευσης ενέργειας για οδική διάσωση, επαγγελματικά οχήματα και εφαρμογές βιομηχανικής ενέργειας. Σε έναν κόμβο drone, η ίδια ενεργειακή πλατφόρμα μπορεί να θεωρηθεί ως πηγή ενέργειας ανάντη, ενώ οι μπαταρίες των drone εξακολουθούν να χρησιμοποιούν φορτιστές και διεπαφές εγκεκριμένους από OEM.
Βιομηχανικό πλαίσιο: Έρευνα της NASA για ηλεκτρισμένη αεροπορική υποδομή διαπίστωσε ότι η απεριόριστη υιοθέτηση ηλεκτρικών αεροσκαφών με μπαταρία θα μπορούσε να αυξήσει τη ζήτηση ισχύος αιχμής στο αεροδρόμιο κατά περίπου μια τάξη μεγέθους και τις συνολικές ανάγκες σε ηλεκτρική ενέργεια κατά περίπου δύο έως τέσσερις φορές στα σενάρια που διαμορφώθηκαν. Αυτή δεν είναι μια άμεση πρόβλεψη για drones βαριάς ανύψωσης, αλλά δείχνει γιατί η ηλεκτροκίνηση της αεροπορίας μπορεί να δημιουργήσει συγκεντρωμένη ζήτηση ισχύος.Τεχνικό υπόμνημα της NASA
![]()
Ένας στόλος μπορεί να έχει αρκετή χωρητικότητα μπαταρίας σε χαρτί και να εξακολουθεί να παρουσιάζει καθυστερήσεις λειτουργίας. Ο λόγος είναι το timing. Εάν οκτώ αεροσκάφη επιστρέψουν σε μια περίοδο τριών ωρών, η ζήτηση χρέωσης μπορεί να κατανεμηθεί. Εάν επιστρέψουν τέσσερα ή έξι μέσα στο ίδιο παράθυρο 30 λεπτών, ο διανομέας μπορεί να χρειάζεται πολλές φορές περισσότερη στιγμιαία ισχύ, παρόλο που η ημερήσια κατανάλωση ενέργειας δεν έχει αλλάξει.
Αυτή η διάκριση έχει σημασία επειδή τα βιομηχανικά έργα drone κρίνονται συνήθως από την ολοκλήρωση της αποστολής και όχι από τη χρήση του φορτιστή. Μια ομάδα κατασκευής μπορεί να χρειαστεί μια αποστολή ανύψωσης πριν από την έκχυση σκυροδέματος. Ένας εργολάβος κοινής ωφέλειας μπορεί να χρειαστεί να ολοκληρωθεί μια επιθεώρηση πριν από τις αλλαγές του καιρού. Μια ομάδα έκτακτης ανάγκης μπορεί να χρειαστεί το αεροσκάφος να επιστρέψει στον αέρα αμέσως. Όταν η φόρτιση γίνεται ουρά, το ενεργειακό σύστημα αρχίζει να ελέγχει την παραγωγικότητα ολόκληρου του στόλου των drone.
| Λειτουργικό Σημείο Πόνου | Τι συμβαίνει αν αγνοηθεί | Τι πρέπει να κάνει ο Ενεργειακός Σχεδιασμός |
| Ανεπαρκής χωρητικότητα δικτύου | Η φόρτιση μειώνεται ή καθυστερεί όταν πολλά αεροσκάφη επιστρέφουν μαζί | Παρέχετε υποστήριξη αιχμής ή μετατοπίστε μέρος του φορτίου στην αποθηκευμένη ενέργεια |
| Απομακρυσμένη ή μετακινούμενη θέση εργασίας | Οι μόνιμες ηλεκτρικές αναβαθμίσεις ενδέχεται να μην ακολουθήσουν το έργο | Χρησιμοποιήστε μετατοπίσιμη ή προσωρινή υποδομή ηλεκτρικής ενέργειας |
| Απρογραμματισμένη χαμηλή προσγείωση SOC | Η επόμενη αποστολή χρειάζεται περισσότερη ενέργεια από την αναμενόμενη | Διατηρήστε εφεδρική ενέργεια και παρακολουθήστε την πραγματική άφιξη SOC |
| Σύντομος στόχος αναστροφής | Μια τεχνικά επαρκής παροχή kWh μπορεί να φορτίζει πολύ αργά | Μέγεθος καναλιών φόρτισης και ισχύς ανάντη για την απαιτούμενη ανάκαμψη |
| Μικτά φορτία ιστότοπου | Ο φωτισμός, οι αντλίες, οι επικοινωνίες και τα εργαλεία ανταγωνίζονται τη φόρτιση | Χρησιμοποιήστε προτεραιότητες φορτίου και συμπεριλάβετε τη βοηθητική ζήτηση στο μοντέλο |
Για αυτόν τον λόγο, η σωστή ερώτηση δεν είναι απλώς «Πόσο μεγάλη είναι η μπαταρία του drone;» Μια καλύτερη ερώτηση είναι: «Πόση χρησιμοποιήσιμη ενέργεια πρέπει να παραδοθεί, κατά τη διάρκεια αυτού του χρόνου παράθυρα, σε πόσα αεροσκάφη, ενώ λειτουργεί και η υπόλοιπη τοποθεσία;»
Η σύνδεση σταθερού δικτύου παραμένει η καλύτερη επιλογή για πολλούς μόνιμους, προβλέψιμους ιστότοπους. Ωστόσο, έργα με προσωρινή ζήτηση, αδύναμη πρόσβαση στο δίκτυο, μεταβαλλόμενες ζώνες λειτουργίας ή απαιτήσεις έκτακτης ανάγκης μπορεί να επωφεληθούν από ένα κινητό ενεργειακό buffer. Η Door Energy τοποθετεί τηνχαρτοφυλάκιο φόρτισης κινητώνακριβώς για τα είδη των καταστάσεων όπου η ενέργεια πρέπει να κινηθεί πιο κοντά στο φορτίο αντί να περιμένει να κατασκευαστεί μόνιμη υποδομή.
Είναι σημαντικό, αυτό δεν σημαίνει ότι ένα κινητό σύστημα πρέπει να αντικαθιστά κάθε σταθερό φορτιστή. Ένας επαγγελματικός σχεδιασμός θα πρέπει να χρησιμοποιεί τον χαμηλότερο συνδυασμό ισχύος δικτύου, τοπικής αποθήκευσης, ενέργειας κινητής τηλεφωνίας και προγραμματισμού φορτίου που μπορεί να καλύψει το απαιτούμενο επίπεδο εξυπηρέτησης.
Πριν ζητήσει μια προσφορά για οποιοδήποτε σύστημα αποθήκευσης ενέργειας ή φόρτισης, ο αερομεταφορέας θα πρέπει να συλλέξει ένα ελάχιστο σύνολο δεδομένων από πραγματικά σχέδια πτήσης ή από ένα συντηρητικό σενάριο λειτουργίας. Αυτό το βήμα συχνά εξοικονομεί περισσότερα χρήματα από την επιλογή ενός μεγαλύτερου φορτιστή «για κάθε περίπτωση», επειδή διαχωρίζει την πραγματική ζήτηση ενέργειας από την αντιληπτή ζήτηση.
| Εισαγωγή | Παράδειγμα Αξίας Σχεδιασμού | Γιατί έχει σημασία |
| Μέγεθος στόλου | 8 drones βαρέως ανυψωτικού | Ορίζει τον μέγιστο αριθμό ταυτόχρονων χρηστών |
| Χωρητικότητα μπαταρίας | 28 kWh ανά αεροσκάφος | Καθορίζει το ανώτερο όριο ενέργειας ανά μπαταρία |
| Τυπική προσγείωση SOC | 20% | Καθορίζει πόση ενέργεια πρέπει να αποκατασταθεί |
| Στοχεύστε το SOC πριν από την επόμενη αποστολή | 90% | Αποφεύγει να υποθέσει κανείς ότι κάθε κύκλος είναι 0-100% |
| Εξορμήσεις ανά αεροσκάφος | 6 την ημέρα | Οδηγεί την καθημερινή παροχή ενέργειας |
| Στόχος ο χρόνος ολοκλήρωσης | 45 λεπτά | Προσδιορίζει την απαιτούμενη ισχύ φόρτισης |
| Ταυτόχρονη φόρτιση | 4 αεροσκάφη | Καθορίζει τη ζήτηση αιχμής |
| Βοηθητικά φορτία | 12 kW αιχμής / 60 kWh ανά ημέρα | Καταγράφει επικοινωνίες, HVAC, φωτισμό και εργαλεία |
| Αποθεματικό περιθώριο | 15% υπόθεση σχεδιασμού | Προστατεύει από μεταβλητότητα και αλλαγές χρονοδιαγράμματος |
| Πρόσβαση εξωτερικής επαναφόρτισης | Γρήγορη πηγή DC ή/και παροχή AC | Καθορίζει πόσο γρήγορα μπορεί να ανακτήσει η κινητή πηγή ενέργειας |
Όλες οι αριθμητικές τιμές στους παραπάνω πίνακες είναι μια τεχνική απεικόνιση, εκτός εάν προσδιορίζονται ρητά ως προδιαγραφές προϊόντος Door Energy. Ο χειριστής θα πρέπει να τα αντικαταστήσει με πραγματικά δεδομένα OEM, φορτιστή και τοποθεσίας drone.
Μια μπαταρία 28 kWh δεν απαιτεί απαραίτητα 28 kWh μετά από κάθε πτήση. Εάν το αεροσκάφος προσγειωθεί στο 20% SOC και αποσταλεί ξανά στο 90%, η μπαταρία χρειάζεται μόνο να ανακτήσει το 70% της ονομαστικής χωρητικότητάς της πριν ληφθούν υπόψη οι απώλειες απόδοσης.
Επαναφόρτιση ενέργειας ανά κύκλο:28 kWh × (0,90 − 0,20)= 19,6 kWh που παραδίδονται στην μπαταρία
Αυτή η απλή διόρθωση μπορεί να αλλάξει ουσιαστικά το μέγεθος του συστήματος. Σε 48 κύκλους φόρτισης την ημέρα, η χρήση της πλήρους πινακίδας των 28 kWh θα σήμαινε παράδοση 1.344 kWh στις μπαταρίες. Η χρήση του πραγματικού παραθύρου λειτουργίας 20%-90% δίνει 940,8 kWh. Η διαφορά είναι 403,2 kWh ανά ημέρα πριν συμπεριληφθούν οι απώλειες φόρτισης.
| Ημερήσιοι κύκλοι φόρτισης | Χρήση πλήρους πινακίδας 28 kWh | Χρήση πραγματικής επαναφόρτισης 19,6 kWh | Διαφορά |
| 10 | 280 kWh | 196 kWh | 84 kWh |
| 20 | 560 kWh | 392 kWh | 168 kWh |
| 30 | 840 kWh | 588 kWh | 252 kWh |
| 40 | 1.120 kWh | 784 kWh | 336 kWh |
| 48 | 1.344 kWh | 940,8 kWh | 403,2 kWh |
Ένα χρήσιμο μοντέλο μεγέθους δεν θα πρέπει να υποθέτει ότι κάθε πτήση είναι πανομοιότυπη. Το ωφέλιμο φορτίο, ο άνεμος, το μήκος διαδρομής, η θερμοκρασία, ο χρόνος αιώρησης και οι αλλαγές αποστολής μπορούν να αλλάξουν το SOC προσγείωσης. Η γήρανση της μπαταρίας και τα θερμικά όρια μπορούν επίσης να αλλάξουν την αποδοχή φόρτισης. Κατά συνέπεια, οι ομάδες του έργου θα πρέπει να καταγράφουν την πραγματική SOC άφιξης και τους χρόνους διεκπεραίωσης κατά τη διάρκεια των πιλοτικών λειτουργιών, και στη συνέχεια να ενημερώνουν το ενεργειακό μοντέλο με μια διανομή και όχι μια μοναδική ιδανική τιμή.
Η ίδια αρχή ισχύει και για την ασφάλεια. Η Ομοσπονδιακή Υπηρεσία Αεροπορίας των ΗΠΑ σημειώνει ότι οι μπαταρίες λιθίου που χρησιμοποιούνται σε drones μπορεί να ταξινομηθούν ως επικίνδυνα εμπορεύματα. Ως εκ τούτου, οι μεγάλοι βιομηχανικοί κόμβοι χρειάζονται χειρισμό μπαταριών, αποθήκευση, επιθεώρηση, θερμική διαχείριση και διαδικασίες έκτακτης ανάγκης εκτός από την ηλεκτρική διαστασιολόγηση.
Αναφορά ασφάλειας:FAA UAS / Επιχειρήσεις Drone Πόροι μπαταριών λιθίου FAA
Ας υποθέσουμε ότι ένα απομακρυσμένο έργο χρησιμοποιεί οκτώ drones βαρέως ανυψωτικού. Κάθε αεροσκάφος χρησιμοποιεί μπαταρία 28 kWh, συνήθως επιστρέφει με 20% SOC, επαναφορτίζεται στο 90% και εκτελεί έξι εξόδους την ημέρα. Ο πρώτος υπολογισμός είναι απλός.
Κύκλοι φόρτισης ανά ημέρα:8 αεροσκάφη × 6 εξόδους= 48 κύκλοι/ημέρα
Ενέργεια μπαταρίας ανά κύκλο:28 kWh × 70%= 19,6 kWh/κύκλο
Ημερήσια ενέργεια που παρέχεται στις μπαταρίες:48 × 19,6 kWh= 940,8 kWh/ημέρα
Σε αυτό το στάδιο, ο αριθμός αντιπροσωπεύει την ενέργεια που φτάνει στις μπαταρίες. Δεν περιλαμβάνει ακόμη τις απώλειες μετατροπής ή την ενέργεια που καταναλώνεται από τον υπόλοιπο κόμβο φόρτισης.
Κάθε πραγματικό μονοπάτι εξουσίας έχει απώλειες. Ανάλογα με την αρχιτεκτονική, αυτά μπορεί να συμβούν σε μετατροπέα, φορτιστή AC/DC, μετατροπέα DC/DC, καλώδιο, σύστημα διαχείρισης θερμότητας και στην ίδια την μπαταρία. Για προκαταρκτικό μέγεθος, ας υποθέσουμε ότι η απόδοση φόρτισης από άκρο σε άκρο είναι 92%. Αυτή είναι μια ενδεικτική υπόθεση σχεδιασμού, όχι μια εγγύηση ενεργειακής απόδοσης πόρτας.
Πηγή ενέργειας για φόρτιση drone:940,8 kWh ÷ 0,92= 1.022,6 kWh/ημέρα
Εάν η πραγματική απόδοση του συστήματος είναι χαμηλότερη, η πηγή πρέπει να παρέχει περισσότερη ενέργεια. Επομένως, μόλις επιλεγεί συγκεκριμένος εξοπλισμός, η προκαταρκτική υπόθεση θα πρέπει να αντικατασταθεί από δεδομένα απόδοσης που μετρήθηκαν ή καθορίζονται από τον κατασκευαστή σε όλο το αναμενόμενο εύρος φορτίου.
Ένας κόμβος drone καταναλώνει ενέργεια ακόμα και όταν κανένα αεροσκάφος δεν φορτίζει. Οι υπολογιστές αποστολής, ο ραδιοεξοπλισμός, η ψύξη μπαταριών, τα συστήματα ασφαλείας, ο φωτισμός του χώρου, τα προσωρινά γραφεία, τα εργαλεία συντήρησης και ο κλιματισμός ενδέχεται να λειτουργούν για πολλές ώρες. Σε ένα απομακρυσμένο βιομηχανικό έργο, οι αντλίες νερού ή άλλος ηλεκτρικός εξοπλισμός μπορούν να προσθέσουν επιπλέον φορτίο.
| Βοηθητικό Φορτίο | Ενδεικτική Ημερήσια Ενέργεια | Σχεδιασμός |
| Επικοινωνίες και δικτύωση | 8 kWh | Συχνά είναι κρίσιμη για την αποστολή και θα πρέπει να παραμείνει τροφοδοτημένος |
| Υπολογιστές σχεδιασμού αποστολής | 6 kWh | Μπορεί να λειτουργεί συνεχώς κατά τη διάρκεια της βάρδιας |
| Ψύξη / εξαερισμός μπαταρίας | 18 kWh | Μπορεί να αυξηθεί σε ζεστό καιρό ή υψηλή ένταση φόρτισης |
| Φωτισμός | 10 kWh | Υψηλότερο για νυχτερινές λειτουργίες |
| Εργαλεία συντήρησης | 8 kWh | Συχνά μπορεί να απομακρυνθεί από τις κορυφές φόρτισης |
| Άλλα συστήματα ελέγχου / ασφάλειας | 10 kWh | Συμπεριλάβετε φορτία παρακολούθησης και ελέγχου |
| Σύνολο | 60 kWh/ημέρα | Παράδειγμα μόνο |
Ενέργεια Hub πριν από την κράτηση:1.022,6 kWh + 60 kWh= 1.082,6 kWh/ημέρα
Η Door Energy σχεδιάζει ήδη κινητά συστήματα αποθήκευσης ενέργειας για μικτά βιομηχανικά φορτία.Το υλικό εφαρμογής του περιγράφει την υποστήριξη εναλλασσόμενου ρεύματος για εξοπλισμό όπως ηλεκτρικούς εκσκαφείς, αντλίες νερού και φωτισμό. Αυτό καθιστά τον σχεδιασμό μικτού φορτίου ιδιαίτερα σημαντικό όταν ένας κόμβος drone βρίσκεται μέσα σε μια ευρύτερη κατασκευαστική ή υπαίθρια βιομηχανική τοποθεσία. Δείτε το Door Energy'sεφαρμογή κινητής ισχύος στο εργοτάξιογια σχετικές περιπτώσεις χρήσης.
Ο σχεδιασμός με την ακριβή μέση απαίτηση δεν αφήνει περιθώρια για κακές καιρικές συνθήκες, μεγαλύτερες διαδρομές, απροσδόκητες αποστολές, προσωρινές διακοπές δικτύου ή χαμηλότερη από την προγραμματισμένη προσγείωση SOC. Ως εκ τούτου, ένα αποθεματικό περιθώριο θα πρέπει να επιλέγεται σύμφωνα με τη λειτουργική κρισιμότητα αντί να αντιγράφεται από έναν γενικό κανόνα.
Για αυτό το παράδειγμα, ένα αποθεματικό προγραμματισμού 15% δίνει:
Απαιτήσεις ενέργειας σχεδιασμού:1.082,6 kWh × 1,15= περίπου 1.245 kWh/ημέρα
Για την αντιμετώπιση καταστροφών ή άλλες κρίσιμες αποστολές, μπορεί να δικαιολογηθεί μεγαλύτερο απόθεμα. Για μια καλά συνδεδεμένη μόνιμη τοποθεσία με αξιόπιστη υποστήριξη δικτύου, ένα χαμηλότερο επιτόπιο απόθεμα μπορεί να είναι οικονομικό. Ο σωστός αριθμός εξαρτάται από το κόστος μιας χαμένης αποστολής έναντι του κόστους πρόσθετης αποθήκευσης.
Η ενεργειακή χωρητικότητα απαντά "Πόση ηλεκτρική ενέργεια απαιτείται;" Το Power απαντά "Πόσο γρήγορα πρέπει να παραδοθεί;" Εάν ένα αεροσκάφος χρειάζεται 19,6 kWh για αποκατάσταση και το παράθυρο φόρτισης στόχου είναι 45 λεπτά, τότε η θεωρητική μέση ισχύς από την πλευρά της μπαταρίας είναι περίπου 26,1 kW. Μετά την εφαρμογή της ίδιας ενδεικτικής απόδοσης 92%, η απαίτηση από την πλευρά της πηγής είναι περίπου 28,4 kW ανά ενεργό κανάλι φόρτισης.
Ισχύς φόρτισης από την πλευρά της πηγής ανά αεροσκάφος:19,6 kWh ÷ 0,75 h ÷ 0,92= περίπου 28,4 kW
| Παράθυρο φόρτισης στόχου | Περίπου Πηγή ισχύος ανά αεροσκάφος* | Τέσσερα αεροσκάφη φορτίζουν μαζί* |
| 60 λεπτά | 21,3 kW | 85,2 kW |
| 45 λεπτά | 28,4 kW | 113,6 kW |
| 30 λεπτά | 42,6 kW | 170,4 kW |
| 20 λεπτά | 63,9 kW | 255,6 kW |
*Ενδεικτική αριθμητική που βασίζεται σε 19,6 kWh που αποκαθίστανται ανά κύκλο και 92% απόδοση από άκρο σε άκρο. Ο πραγματικός ρυθμός φόρτισης δεν πρέπει ποτέ να υπερβαίνει τα όρια της μπαταρίας του drone, του BMS ή του εγκεκριμένου φορτιστή από OEM.
Τώρα προσθέστε ένα στιγμιαίο βοηθητικό φορτίο 12 kW. Με τέσσερα αεροσκάφη να φορτίζονται με στόχο 45 λεπτών, η συνολική ζήτηση στο χώρο γίνεται περίπου 125,6 kW. Με έξι παρόμοια κανάλια ενεργά, το σύνολο θα ήταν περίπου 182,4 kW. Η ημερήσια kWh δεν έχει αλλάξει. μόνο η συγκέντρωση της ζήτησης έχει αλλάξει.
| Παράθυρο λειτουργίας | Πετώντας αεροσκάφη | Φόρτιση αεροσκαφών | Εκτιμώμενο φορτίο φόρτισης | Βοηθητικό Φορτίο | Εκτιμώμενος φόρτος τοποθεσίας |
| 06:00-08:00 | 8 | 0 | 0 kW | 10 kW | 10 kW |
| 08:00-10:00 | 8 | 2 | 57 kW | 12 kW | 69 kW |
| 10:00-12:00 | 6 | 4 | 114 kW | 12 kW | 126 kW |
| 12:00-14:00 | 4 | 6 | 170 kW | 15 kW | 185 kW |
| 14:00-16:00 | 8 | 2 | 57 kW | 12 kW | 69 kW |
| 16:00-18:00 | 4 | 4 | 114 kW | 15 kW | 129 kW |
Αυτός ο πίνακας συχνά αποκαλύπτει την πραγματική επιχειρηματική περίπτωση για αποθήκευση. Ένα έργο μπορεί να μην χρειάζεται 185 kW όλη την ημέρα. μπορεί να χρειάζεται επιπλέον ισχύ μόνο κατά τη διάρκεια μιας αιχμής δύο ωρών. Σε τέτοιες περιπτώσεις, ένα κινητό ή σταθερό ενεργειακό buffer μπορεί να είναι πιο στοχευμένο από την αναβάθμιση μόνιμων υποδομών καθαρά για το σύντομο παράθυρο αιχμής.
Για τους βιομηχανικούς πελάτες, το κύριο κόστος του κακού ενεργειακού σχεδιασμού δεν είναι συχνά η ηλεκτρική ενέργεια. Είναι χρόνος διακοπής λειτουργίας. Εάν τα αεροσκάφη πρέπει να περιμένουν για έναν διαθέσιμο φορτιστή ή για την ανάκτηση της ισχύος της τοποθεσίας, ο στόλος ολοκληρώνει λιγότερες αποστολές ανά βάρδια. Αυτό μπορεί να καθυστερήσει το έργο που εξαρτάται από αυτές τις αποστολές.
Εξετάστε μια απλοποιημένη λειτουργική απεικόνιση. Ας υποθέσουμε ότι ένας κανονικός κύκλος αποτελείται από 45 λεπτά πτήσης και χειρισμού συν 45 λεπτά φόρτισης. Εάν η ανεπαρκής ισχύς παρατείνει την περίοδο αναμονής και φόρτισης στα 90 λεπτά, ο συνολικός κύκλος αυξάνεται από 90 σε 135 λεπτά. Σε ένα παράθυρο λειτουργίας οκτώ ωρών, ο θεωρητικός αριθμός πλήρων κύκλων μπορεί να μειωθεί ουσιαστικά.
| Σενάριο | Ενδεικτική Αποστολή + Ενεργειακός Κύκλος | Θεωρητικοί πλήρεις κύκλοι σε 8 ώρες | Επιχειρησιακή Έννοια |
| Επαρκής ισχύς | 90 λεπτά | περίπου 5 | Οι ενεργειακές υποδομές δεν είναι το κύριο εμπόδιο |
| Περιορισμένη ισχύς | 135 λεπτά | περίπου 3 | Τα αεροσκάφη ξοδεύουν περισσότερο χρόνο περιμένοντας ενέργεια |
| Σοβαρή ουρά φόρτισης | 180 λεπτά | περίπου 2 | Οι επενδύσεις στο στόλο δεν αξιοποιούνται |
Αυτή είναι μια λειτουργική απεικόνιση, όχι μια αξίωση απόδοσης για οποιοδήποτε συγκεκριμένο μοντέλο drone. Η πραγματική διάρκεια πτήσης, ο χρόνος χειρισμού και το επιτρεπόμενο προφίλ φόρτισης πρέπει να παρέχονται από τον φορέα εκμετάλλευσης του αεροσκάφους.
| Λάθος μεγεθών | Γιατί φαίνεται λογικό | Γιατί αποτυγχάνει στην πράξη |
| Χρήση πλήρους χωρητικότητας μπαταρίας για κάθε κύκλο | Εύκολο στον υπολογισμό | Αγνοεί την πραγματική προσγείωση και στόχο SOC |
| Μέγεθος μόνο σε ημερήσιες kWh | Αιχμαλωτίζει τη συνολική ενέργεια | Χάνει τη μέγιστη ζήτηση ταυτόχρονης χρέωσης |
| Αγνοώντας τις απώλειες μετατροπής | Απλοποιεί το μοντέλο | Η πηγή εξαντλείται νωρίτερα από το αναμενόμενο |
| Αγνοώντας τα βοηθητικά φορτία | Η εστίαση παραμένει στο αεροσκάφος | Τα συστήματα τοποθεσίας ανταγωνίζονται για την ίδια ενέργεια |
| Χωρίς αποθεματικό περιθώριο | Μειώνει το αρχικό μέγεθος του συστήματος | Απροσδόκητες αποστολές ή χαμηλό SOC προκαλούν ελλείψεις |
| Παράβλεψη χρόνου επαναφόρτισης πηγής | Υποθέτουμε ότι η μονάδα αποθήκευσης είναι πάντα γεμάτη | Η επόμενη μετατόπιση μπορεί να ξεκινήσει με περιορισμένη ενέργεια |
| Χωρίς επίδομα επέκτασης | Ελαχιστοποιεί το τρέχον CAPEX | Ένας μεγαλύτερος στόλος μπορεί να απαιτεί πρόωρο επανασχεδιασμό |
Οι επιχειρήσεις βαρέων ανυψώσεων είναι ιδιαίτερα ευαίσθητες στις συνθήκες της αποστολής. Το πρόσθετο ωφέλιμο φορτίο μπορεί να αυξήσει τη χρήση ενέργειας. Οι ισχυροί άνεμοι μπορεί να αλλάξουν την κατανάλωση εξόδου και επιστροφής. Οι συνθήκες ζεστής ή κρύας μπαταρίας μπορούν να αλλάξουν τη στρατηγική φόρτισης. Μια παράκαμψη γύρω από μια απαγορευμένη περιοχή μπορεί να μειώσει το SOC προσγείωσης. Εν τω μεταξύ, μια εργασία έκτακτης ανάγκης μπορεί να εμφανιστεί εκτός του κανονικού προγράμματος. Αυτοί οι παράγοντες εξηγούν γιατί ένα σχέδιο που βασίζεται αποκλειστικά σε μια μέση ημέρα μπορεί να είναι εύθραυστο.
Μια καλύτερη προσέγγιση είναι να μοντελοποιήσετε τουλάχιστον τρεις περιπτώσεις: μια κανονική ημέρα, μια ημέρα υψηλής ζήτησης και μια ημέρα έκτακτης ανάγκης. Εάν το σύστημα επιβιώσει μόνο στην κανονική περίπτωση, ο αγοραστής θα πρέπει να γνωρίζει ακριβώς ποιος λειτουργικός περιορισμός θα εφαρμοστεί στις άλλες δύο περιπτώσεις.
Μία από τις πιο εύκολες μεταβλητές που πρέπει να παραβλέψουμε είναι το πόσο γρήγορα μπορεί να ανακάμψει η ίδια η πηγή αποθήκευσης ενέργειας. Ένα φορητό σύστημα που μπορεί να αναπληρωθεί κατά τη διάρκεια ενός μεσημεριανού διαλείμματος, αλλαγής βάρδιας ή παραθύρου κατά τη διάρκεια της νύχτας μπορεί να υποστηρίξει πολύ μεγαλύτερη ημερήσια απόδοση από την ίδια χωρητικότητα αποθήκευσης με αργή αναπλήρωση.
Η Door Energy δηλώνει ότι τα συστήματα φόρτισης κινητών της μπορούν να αναπληρωθούν σε περίπου μία ώρα μέσω μιας κατάλληλης πηγής φόρτισης DC ή περίπου σε δύο ώρες μέσω μιας πηγής εναλλασσόμενου ρεύματος, ανάλογα με τη διαμόρφωση και τις συνθήκες του χώρου.Αυτό δημιουργεί ένα μοντέλο λειτουργίας που βασίζεται σε επαναλαμβανόμενους ενεργειακούς κύκλους και όχι σε μια μεγάλη μπαταρία που χρησιμοποιείται μόνο μία φορά:ανάπτυξη → λειτουργίες υποστήριξης → επαναφόρτιση → αναδιάταξη.
| Φορά | Ενδεικτική Λειτουργική Δράση | Σκοπός Ενεργειακού Σχεδιασμού |
| 07:00 | Κινητή μονάδα ενέργειας που αναπτύχθηκε στον χώρο εργασίας με drone | Αποφύγετε τις μεγάλες διαδρομές καλωδίων ή την αναμονή για μόνιμη υποδομή |
| 07:00-12:00 | Υποστηρίζει φόρτιση drone και φορτώσεις τοποθεσίας προτεραιότητας | Καλύπτει το πρώτο μπλοκ αποστολής |
| 12:00-13:00 | Παράθυρο αναπλήρωσης DC όπου είναι διαθέσιμο | Επαναφέρει την ενέργεια πριν την απογευματινή αιχμή |
| 13:00-18:00 | Δεύτερο μπλοκ αποστολής | Υποστηρίζει μια άλλη περίοδο υψηλής χρήσης |
| Βράδυ / διανυκτέρευση | Αναπλήρωση AC ή DC | Προετοιμαστείτε για την επόμενη μέρα λειτουργίας |
Αυτή η διάκριση είναι απαραίτητη. Ο εξοπλισμός της Door Energy έχει σχεδιαστεί κυρίως για γρήγορη φόρτιση EV και βιομηχανική κινητή ισχύ. Τα βαρέα drones χρησιμοποιούν γενικά πακέτα μπαταριών για ειδικά αεροσκάφη, λογική BMS, συνδέσμους και προφίλ φόρτισης. Επομένως, ένα σύστημα Door Energy δεν θα πρέπει να περιγράφεται ότι στέλνει 420 kW απευθείας σε μια μπαταρία drone, εκτός εάν ο κατασκευαστής του αεροσκάφους υποστηρίζει ρητά αυτήν την αρχιτεκτονική.
Σε έναν κόμβο drone, η πιο σωστή τεχνικά αρχιτεκτονική είναι:Αποθήκευση ενέργειας για φορητές συσκευές Door Energy → διανομή τοποθεσίας / μετατροπή ισχύος → φορτιστής drone εγκεκριμένος από OEM → μπαταρία drone. Αυτό διατηρεί τη διεπαφή φόρτισης του αεροσκάφους σύμφωνα με τις απαιτήσεις του κατασκευαστή του drone, ενώ επιτρέπει στην ανάντη πηγή ενέργειας να είναι κινητή και υψηλής ισχύος.
Η Door Energy αναπτύσσει και κατασκευάζει συστήματα φόρτισης κινητών EV και φόρτισης αποθήκευσης ενέργειας για εμπορικές και βιομηχανικές εφαρμογές. Της εταιρείαςδικτυακός τόποςκαιεταιρικό προφίλπεριγράψτε μια επιχείρηση Ε&Α και μεταποίησης που εξυπηρετεί παγκόσμια έργα φόρτισης και ενέργειας κινητής τηλεφωνίας. Για έναν χειριστή drone, αυτό έχει σημασία γιατί το έργο δεν είναι απλώς η αγορά μπαταρίας. Αντιστοιχίζει τις απαιτήσεις αποθήκευσης ενέργειας, μετατροπής ισχύος, εκροών, επικοινωνιών, θερμικής διαχείρισης και επιτόπιων υπηρεσιών σε έναν κύκλο λειτουργίας.
Η πρόταση αξίας γίνεται πιο ξεκάθαρη όταν αντιστοιχίζεται απευθείας στο λειτουργικό πρόβλημα του πελάτη.
| Πρόβλημα πελάτη Drone Heavy-Lift Drone | Ενεργειακή ικανότητα πόρτας | Πιθανή αξία πελάτη |
| Αδύναμο ή μη διαθέσιμο πλέγμα στο εργοτάξιο | Ενσωματωμένη κινητή αποθήκευση ενέργειας | Φέρτε την αποθηκευμένη ενέργεια πιο κοντά στην περιοχή λειτουργίας |
| Σύντομες περίοδοι υψηλής ζήτησης χρέωσης | Πλατφόρμα DC υψηλής ισχύος με έξοδο EV έως 420 kW σε επιλεγμένα συστήματα | Δημιουργήστε ελεύθερο χώρο για ενεργειακές αρχιτεκτονικές πολλαπλών φορτίων και μελλοντική επέκταση |
| Αλλαγές τοποθεσίας έργου | Έννοια ανάπτυξης κινητής τηλεφωνίας | Μετακινήστε το ενεργειακό στοιχείο αντί να ανακατασκευάσετε σταθερή υποδομή σε κάθε τοποθεσία |
| Η πηγή ενέργειας πρέπει να ανακάμψει γρήγορα | Επιλογές αναπλήρωσης DC και AC | Χρησιμοποιήστε διαλείμματα, αλλαγές βάρδιας ή διανυκτερεύσεις για να επαναφέρετε την αποθηκευμένη ενέργεια |
| Ο κόμβος drone μοιράζεται την τοποθεσία με βιομηχανικά φορτία | Δυνατότητα εναλλασσόμενου ρεύματος σε σχετικές διαμορφώσεις | Υποστηρίξτε επιλεγμένα βοηθητικά ή βιομηχανικά φορτία από την ίδια κινητή ενεργειακή πλατφόρμα |
| Η απομακρυσμένη συντήρηση είναι ακριβή | Σχεδιασμός αρθρωτού συστήματος | Απλοποιήστε την απομόνωση βλαβών και την αντικατάσταση εξαρτημάτων |
| Ο στόλος ενδέχεται να επεκταθεί | Κλιμακόμενη ενεργειακή πλατφόρμα υψηλής ισχύος | Μειώστε τον κίνδυνο ο σημερινός ελάχιστος σχεδιασμός να γίνει το αυριανό σημείο συμφόρησης |
Ενέργεια μίας πόρταςΔιαμόρφωση προϊόντος φορητού φορτιστή EV 420 kWhαπαριθμεί 420 kWh αποθήκευσης ενέργειας, έως 420 kW συνδυασμένη φόρτιση EV σε τέσσερα πιστόλια, υποστήριξη CCS1/CCS2 και OCPP 1.6J. Η σελίδα παραθέτει επίσης την έξοδο AC για βιομηχανικά φορτία. Αυτές οι προδιαγραφές δείχνουν την κλίμακα της ενεργειακής πλατφόρμας. δεν υπερβαίνουν τα όρια φόρτισης μιας μπαταρίας drone.
Αυτή η διευκρίνιση ενισχύει στην πραγματικότητα την επιχειρηματική υπόθεση. Μια κινητή πλατφόρμα υψηλής ισχύος μπορεί να χρησιμεύσει ως κοινός πόρος ανάντη. Αντί να αφιερώνει την πλήρη έξοδο σε ένα αεροσκάφος, ο χειριστής μπορεί να εκχωρήσει ισχύ σε πολλαπλά συμβατά κανάλια φόρτισης, βοηθητικό εξοπλισμό ή μελλοντικά φορτία εντός των ορίων της επιλεγμένης διαμόρφωσης και του συστήματος διανομής τοποθεσίας.
Η Door Energy υποστηρίζει CCS1 και CCS2 στις εφαρμογές φόρτισης EV και χρησιμοποιεί επικοινωνία OCPP σε συμβατά προϊόντα. Ένα drone βαριάς ανύψωσης μπορεί να μην χρησιμοποιεί αυτές τις υποδοχές EV. Ωστόσο, τα πρότυπα καταδεικνύουν ότι η φορητή πλατφόρμα έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί σε ευρύτερα περιβάλλοντα φόρτισης και διαχείρισης ενέργειας και όχι ως απομονωμένο κουτί μπαταρίας.
Για μεικτό στόλο ή βιομηχανική τοποθεσία, αυτό μπορεί να είναι χρήσιμο. Το ίδιο περιουσιακό στοιχείο κινητής ενέργειας μπορεί να υποστηρίζει ηλεκτρικά οχήματα διάσωσης, εμπορικά οχήματα ή άλλο συμβατό ηλεκτρικό εξοπλισμό, ενώ λειτουργεί επίσης ως πηγή ανάντη για τον κόμβο φόρτισης drone μέσω κατάλληλης διανομής ισχύος και εγκεκριμένου εξοπλισμού μετατροπής.
| Λειτουργικό Περιβάλλον | Σταθερή Υποδομή | Ο ρόλος της κινητής ενέργειας |
| Μόνιμο κέντρο logistics με ισχυρό πλέγμα | Συνήθως η πρωταρχική λύση | Εφεδρική, υποστήριξη αιχμής ή προσωρινή χωρητικότητα |
| Προσωρινό οικοδομικό έργο | Μπορεί να είναι δαπανηρή η κατασκευή για σύντομη διάρκεια | Ισχυρή εφαρμογή για επανατοποθετημένη ενεργειακή υποστήριξη |
| Εξόρυξη ή απομακρυσμένη βιομηχανική τοποθεσία | Εξαρτάται από τη διαθέσιμη ηλεκτρική υποδομή | Χρήσιμο όπου η ζήτηση φόρτισης κινείται με τις λειτουργίες |
| Αντιμετώπιση έκτακτης ανάγκης | Η μόνιμη υποδομή μπορεί να είναι κατεστραμμένη ή να μην είναι διαθέσιμη | Ισχυρή εφαρμογή για γρήγορη ανάπτυξη |
| Επιθεώρηση διαδρόμου εξ αποστάσεως | Το πλέγμα μπορεί να απέχει από τα σημεία εκτόξευσης/προσγείωσης | Μπορεί να φέρει την ενέργεια πιο κοντά στην περιοχή της αποστολής |
| Εποχιακή λειτουργία ή λειτουργία drone με βάση την εκστρατεία | Η μόνιμη αναβάθμιση μπορεί να έχει κακή χρήση | Το στοιχείο κινητής τηλεφωνίας μπορεί να αναδιαταχθεί σε άλλο έργο |
Για σχετικές εφαρμογές, η Door Energy δημοσιεύει επιπλέονκαθοδήγηση για το μέγεθος της ενέργειας για κινητάκαιάρθρα εφαρμογών ενέργειας για κινητάπου εξηγούν πώς η χωρητικότητα αποθήκευσης, η ισχύς εξόδου και η στρατηγική αναπλήρωσης πρέπει να αντιστοιχίζονται στον κύκλο λειτουργίας αντί να επιλέγονται από μια ενιαία προδιαγραφή.
Ένας καλοσχεδιασμένος κόμβος φόρτισης drone βαρέως τύπου θα πρέπει να έχει τέσσερις στρώσεις. Αρχικά, υπολογίστε την απόδοση ενέργειας σε kWh από τα παράθυρα SOC της μπαταρίας και τις ημερήσιες εκδρομές. Δεύτερον, υπολογίστε την μέγιστη ισχύ σε kW από τον στόχο ανακύκλωσης και τον αριθμό των καναλιών ταυτόχρονης φόρτισης. Τρίτον, προσθέστε ανθεκτικότητα μέσω της εφεδρικής ενέργειας, της στρατηγικής επαναφόρτισης και των σεναρίων έκτακτης ανάγκης. Τέλος, επιλέξτε το μείγμα υποδομών: σταθερό δίκτυο, σταθερή αποθήκευση, κινητή ενέργεια ή ένα υβρίδιο από τα τρία.
| Στρώμα | Βασικό ερώτημα | Πρωτεύουσα έξοδος |
| 1. Ενέργεια | Πόση ηλεκτρική ενέργεια πρέπει να λαμβάνει ο στόλος
|