info@soldonum.eu
VULCAN 解決方案案例研究簡介
概述
對某些人來說，失去權力根本不是一個選擇。醫療機構依靠電力提供診斷和治療服務，並維持生命支持系統。寬帶服務提供商的廣播站點需要可靠的電力來保持客戶的服務運行，包括語音、數據、視頻點播和交互式交付。這兩種環境都需要可靠和連續的電源來維持關鍵的操作連續性。
火神系統
Vulcan 是美國設計和製造的電池儲能和電源系統。它存儲來自多個來源的能量並產生 120VAC/240VAC、60Hz/50Hz 的 2kW - 6kW 以及高達 100kWh 的電池存儲。 Vulcan 通過減少安裝時間和復雜性的解決方案最大限度地提高公司在小型電池儲能方面的投資回報 (ROI)。 Vulcan 適用於為醫療、寬帶、電信、IT、住宅和小型企業電力負載供電。 Vulcan 靈活且可擴展的架構，可以定制以滿足不同應用的電源需求，圖 1。
圖 1，Vulcan 架構和應用程序。 Vulcan 支持多個部門的電力需求。
無線互聯網服務提供商 (WISP) 案例研究 - 弗吉尼亞寬帶
寬帶無線電站點備份和負載管理
為農村地區提供寬帶解決方案變得更加重要，因為遠程工作者和在線學習需要可靠的互聯網連接。商業級無線電用於提供高速、大容量寬帶服務，包括通過蜂窩通信系統提供的雙向互聯網服務。該服務使用 2.5 GHz 無線電頻段，分為寬帶無線電服務 (BRS) 和教育寬帶服務 (EBS)，以支持消費者通過無線設備進行連接。無線電和網絡設備位於天線站點的底部，並連接到回程光纖幹線。它們在 24 和 48VDC 上運行，由 120V AC-DC 電源驅動
問題
無線互聯網服務提供商 (WISP) 的客戶 Virginia Broadband (VABB) 需要穩定的 1 電源來為其農村寬帶無線電回程和中繼站點供電和維持，並維持客戶的互聯網連接。 VABB 需要一種解決方案來備用電網電源至少 8 小時，並且可以根據各個站點的需求提供 24/7/365 負載管理。該解決方案必須在惡劣條件下運行，並適合所提供的物理空間，通常為幾平方米或更小。
挑戰
● 農村站點可能會經常停電，有時會持續幾天。
● 一些農村站點需要離網電源。
● 農村站點設施範圍從裸露的農舍到封閉的建築物，有或沒有暖通空調。這些地方普遍存在高濃度的灰塵和污垢以及極端的溫度波動。
解決方案
九 (9) 個節點 GigE 回程無線電站點的每日功耗約為 3.5kWh。 Sol Donum™ 推荐一 (1) 個獨立逆變器充電器用於備用站點，並為每個負載管理站點推荐一 (1) 個 4kWh Vulcan 系統。
1) http://www.vabb.com/
備份站點
農村備用站點需要一 (1) 個 Vulcan 逆變器充電器，其編程為具有 NEMA 5-15R 電源插頭且沒有太陽能充電控制器的 10 毫秒電網到電池切換。這為站點的無線電和網絡設備提供了 9 小時的完整備用電源。圖 2 是安裝在糧倉底部的裝置。該裝置具有內部加熱系統，可在寒冷天氣條件下保持電池壽命和系統彈性。
圖 2，位於糧倉底部，這個 Vulcan 備用裝置全天候 24/7 暴露在自然環境中。
負載管理站點
為了確定負載管理站點的適當電池存儲要求，進行了站點電源研究。該研究確定了離網運行回程和中繼站點所需的 Vulcan 和太陽能電池板配置，峰值太陽照射期為 4.5 小時。以下案例用於映射 Vulcan 和太陽能電池板的尺寸以滿足離網電源要求以及 24 小時備用電源的次要要求：
● 24小時無線電和網絡設備消耗（TR）：3.5kWh，
● 滿足TR 的最小Vulcan 24 小時存儲容量(V24) 為4kWh，實際功率輸出(RP) 為3.6kWh，運行效率為92%。
● 4.5hr 輻照期（SE）站點無線電和網絡設備消耗：0.66kWh。
● 在4.5 小時的輻照期間(TE) 必須收集的能量：(V24 SE) = 4.66kWh。
● 最大太陽照射 4.5 小時 (MP) 時的最小太陽能電池板尺寸：TE/4.5 = 1035W
圖 3 概述了具有 Vulcan、無線電和網絡設備連接的高級站點配置：
圖 3，負載管理。離網寬帶解決方案——4kWh Vulcan 和 1.2kW 面板陣列。
圖 4，Alanthus Rd。負載管理站點。
結果
Vulcan 提供關鍵負載管理和基於電池的備用電源，以支持電力不足或經常停電的無線電站點。部署 Vulcan 減少了網絡中斷、維護電話和技術人員塔台現場訪問，並幫助減少了電源和無線電故障。這相當於降低了銷售商品的成本，降低了客戶的運營和維護費用，節省了支付 Vulcan 部署的費用。
醫院案例研究
醫院關鍵負載備份 醫院的連續運營依賴於電氣設備和系統的一致和不間斷運行。無法操作依賴電力的耐用醫療設備 (DME) 和無法訪問電子健康記錄 (EHR) 等 ePHI 數據處理系統是醫院在停電期間可能遇到的中斷的例子。此外，應急計劃規則規定醫療機構應盡快恢復正常運營，並確保 2 ePHI 的機密性、完整性和可用性得到保護，以包括應急電源系統，以確保在緊急情況下運營時關鍵業務流程的連續性.最後，依賴電力的 DME、重症監護設備和 IT 系統可能對交流電壓變化、壓差和線路噪聲非常敏感，這使得清潔、可靠的電源對於維持重症監護設備和系統的運行至關重要。
問題
的
電網電壓調節不佳、電壓驟降和電源尖峰會導致設備在不確定狀態下運行、關閉或損壞。柴油發電機表現出超過 23% 的高故障率，啟動時間長，並可能導致電壓浪湧，從而導致醫院範圍內電力不足和設備故障。這會導致設備和數據丟失，以及因加班或人工而額外的資本支出，以補救由電力損失、低電壓或無功功率不一致引起的問題。
挑戰
● 主柴油發電機最多可能需要 3 分鐘才能使醫院電力完全在線。此時間延遲可能導致 IT 系統出現故障並導致醫療設備發生故障。
● 備用電池設備電池必須是可熱插拔的，以確保醫療設備獲得持續供電。
● 現有的電池解決方案作為UPS 運行，最多只能提供30 分鐘的電力。這不支持延長中斷時間。
● 關鍵設備或IT 系統的電源中斷會導致系統關閉或設備故障。
● 交流電壓輸出必須是乾淨、純淨的正弦波。修改後的正弦波或方波（見圖 3）會對敏感的 DME 和其他醫療設備造成無法修復的損壞。
● 備用電池設備必須便於在室內使用，並使用 20A 重型額定醫院級 NEMA 5-20R 插頭。
● 備用電池設備必須輸出由公用事業產生的 60Hz 純正弦波。
圖 3. 修改後的正弦波電池備用設備會導致包含時鐘、定時器、非隔離電源、調光器和速度控制器的醫療設備損壞或發生故障。
的
2) CFR-2007，第 164.308(a)(7)(ii) 節實施規範，要求實施緊急模式操作計劃 - 308(a)(7)(ii)(C)“建立（並根據需要實施） ) 使關鍵業務流程能夠在緊急模式下運行時繼續保護電子受保護健康信息安全的程序”，包括緊急備用電源系統。
圖 3. 純正弦波、修正正弦波和方波之間的功率類型比較。
3) 研究之門 https://www.researchgate.net/
解決方案
醫院和醫療保健設施中使用的大多數 DME、重症監護、照明、安全和數據處理設備的電源要求為 15A/20A、115VAC/120VAC，頻率為 50Hz/60Hz。其次，插座接口必須是超重型設計，滿足或超過 UL498 和聯邦規範 WC-596G 的苛刻要求，以提供一致的連接方式。這些允許插頭從插座斷開的最低巧合。 Vulcan 滿足了為重症監護領域的電力彈性提供基於電池的備用電源解決方案所概述的每一項挑戰。 Vulcan 的可定制外殼包含超過 UL498 和聯邦規範 WC-596G 的重型自接地 20A 醫院級插座。 4 加上其純正弦波、2kW/3kW 120VAC 輸出、內置 1.4kWh 磷酸鐵鋰電池 (LiFePO4/LFP) 並可擴展至 100kWh 且體積小巧，Vulcan 是為重症監護、ePHI 和電力依賴型供電的正確解決方案DME 到 HIPAA 需要緊急模式操作計劃，並確保短期和長期停電的操作連續性。
結果
通過為重症監護、DME 和 ePHI IT 設備提供清潔、穩定和一致的電力，Vulcan 的加入證明了勞動力成本和電力相關設備問題的減少。隨著設備和勞動力成本的降低，節省的資金可用於支付 Vulcan 電池系統的資本和 O&M 成本，並確保在電網和發電機電力中斷時醫院繼續為患者提供護理。
關於 Sun Gift™
Sol Donum™ (www.soldonum.com) 是一家美國註冊的電力技術開發商和集成商，成立於 2019 年。我們的產品專為在最惡劣的環境中運行而打造，我們的專業服務部門為周圍的電池存儲和電源解決方案提供工程和技術支持我們的技術。
該公司由電氣和軟件工程師以及信息技術企業家創立，他們在美國聯邦政府、美國國防部、美國情報機構和電信行業建立了自己的職業生涯。我們歡迎您來電討論我們如何為您的組織 sales@soldonum.com 提供電池存儲和服務。
4) 古銅紅，125V，20A
縮略語
A - 安培
BRS - 寬帶無線電服務
DME - 耐用醫療設備
DoD——美國國防部
EBS - 教育寬帶服務
EHR - 電子健康記錄
GHz - 千兆赫茲 HIPAA - 1996 年健康保險流通與責任法案
HVAC - 暖通空調
赫茲 - 赫茲 IT - 信息技術
KW - 千瓦
kWh - 千瓦時
LFP - 磷酸鐵鋰
LiFePo4 - 磷酸鐵鋰
ms - 毫秒
ROI——投資回報率
UPS - 不間斷電源
VAC - 伏特交流電
VDC - 直流電壓
WISP - 無線互聯網服務提供商
術語定義
負載管理提供與需求方客戶相關的服務。負載管理服務包括管理電能質量、電力可靠性（並網或微電網運行）、零售電能時移、需求充電管理和可再生能源消耗最大化，這是指在可再生能源發電期間為電池存儲系統充電最大限度地消耗電池系統的最大可再生能源，或者換句話說，白天用太陽能充電或在大風期間用風力充電。
電網發生災難性故障後，備用電源可提供有效的電力和能量儲備，可為輸配電線路供電、為發電機提供啟動電源或提供參考頻率。
可熱插拔或熱插拔是在電源仍處於連接狀態且處於活動狀態時安裝或更換部件或電池。
