المكونات الرئيسية لأنظمة تخزين الطاقة التجارية C&I

مقدمة

كامادا باورهي الرائدةالشركات المصنعة لأنظمة تخزين الطاقة التجاريةوشركات تخزين الطاقة التجارية. في أنظمة تخزين الطاقة التجارية، يحدد اختيار المكونات الأساسية وتصميمها بشكل مباشر أداء النظام وموثوقيته وجدواه الاقتصادية. تعتبر هذه المكونات الحيوية ضرورية لضمان أمن الطاقة، وتحسين كفاءة الطاقة، وخفض تكاليف الطاقة. بدءًا من سعة تخزين الطاقة لحزم البطاريات وحتى التحكم البيئي لأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC)، ومن سلامة الحماية وقواطع الدوائر الكهربائية إلى الإدارة الذكية لأنظمة المراقبة والاتصالات، يلعب كل مكون دورًا لا غنى عنه في ضمان التشغيل الفعال لأنظمة تخزين الطاقة. .

في هذه المقالة، سوف نتعمق في المكونات الأساسية للأنظمة تخزين الطاقة التجاريةوأنظمة تخزين البطاريات التجاريةووظائفها وتطبيقاتها. من خلال التحليل التفصيلي ودراسات الحالة العملية، نهدف إلى مساعدة القراء على فهم كامل لكيفية عمل هذه التقنيات الرئيسية في سيناريوهات مختلفة وكيفية اختيار حل تخزين الطاقة الأكثر ملاءمة لاحتياجاتهم. سواء كانت معالجة التحديات المتعلقة بعدم استقرار إمدادات الطاقة أو تحسين كفاءة استخدام الطاقة، فإن هذه المقالة ستوفر إرشادات عملية ومعرفة مهنية متعمقة.

1. PCS (نظام تحويل الطاقة)

النظام تحويل الطاقة (PCS)هو أحد المكونات الأساسية لتخزين الطاقة التجاريةالأنظمة المسؤولة عن التحكم في عمليات الشحن والتفريغ لمجموعات البطاريات، وكذلك التحويل بين كهرباء التيار المتردد والتيار المستمر. وتتكون بشكل أساسي من وحدات الطاقة ووحدات التحكم ووحدات الحماية ووحدات المراقبة.

الوظائف والأدوار

1. تحويل التيار المتردد/التيار المستمر
   • وظيفة: يحول كهرباء التيار المستمر المخزنة في البطاريات إلى كهرباء تيار متردد للأحمال؛ ويمكن أيضًا تحويل كهرباء التيار المتردد إلى كهرباء تيار مستمر لشحن البطاريات.
   • مثال: في المصنع، يمكن تحويل كهرباء التيار المستمر المولدة بواسطة الأنظمة الكهروضوئية خلال النهار إلى كهرباء تيار متردد عبر أجهزة الكمبيوتر وتزويدها مباشرة إلى المصنع. في الليل أو عندما لا يكون هناك ضوء الشمس، يمكن لأجهزة الكمبيوتر تحويل كهرباء التيار المتردد التي يتم الحصول عليها من الشبكة إلى كهرباء تيار مستمر لشحن بطاريات تخزين الطاقة.
2. موازنة القوة
   • وظيفة: من خلال ضبط طاقة الإخراج، فإنه يعمل على تسهيل تقلبات الطاقة في الشبكة للحفاظ على استقرار نظام الطاقة.
   • مثال: في مبنى تجاري، عندما تكون هناك زيادة مفاجئة في الطلب على الطاقة، يمكن لأجهزة الكمبيوتر أن تطلق الطاقة بسرعة من البطاريات لموازنة أحمال الطاقة ومنع التحميل الزائد على الشبكة.
3. وظيفة الحماية
   • وظيفة: مراقبة في الوقت الحقيقي لمعلمات حزمة البطارية مثل الجهد والتيار ودرجة الحرارة لمنع الشحن الزائد والإفراط في التفريغ وارتفاع درجة الحرارة، مما يضمن التشغيل الآمن للنظام.
   • مثال: في مركز البيانات، يمكن لأجهزة الكمبيوتر اكتشاف درجات حرارة البطارية المرتفعة وضبط معدلات الشحن والتفريغ على الفور لمنع تلف البطارية ومخاطر الحريق.
4. الشحن والتفريغ المتكامل
   • وظيفة: بالاشتراك مع أنظمة BMS، فإنه يختار استراتيجيات الشحن والتفريغ بناءً على خصائص عنصر تخزين الطاقة (على سبيل المثال، الشحن/التفريغ الحالي المستمر، الشحن/التفريغ المستمر للطاقة، الشحن/التفريغ التلقائي).
5. عملية مرتبطة بالشبكة وخارج الشبكة
   • وظيفة: عملية مرتبطة بالشبكة: يوفر ميزات تعويض تلقائية أو منظمة للطاقة التفاعلية، ووظيفة عبور الجهد المنخفض.عملية خارج الشبكة: يمكن تعديل مصدر الطاقة المستقل والجهد والتردد لإمدادات الطاقة المركبة المتوازية للماكينة، وتوزيع الطاقة تلقائيًا بين أجهزة متعددة.
6. وظيفة الاتصال
   • وظيفة: مجهزة بواجهات Ethernet وCAN وRS485، وهي متوافقة مع بروتوكولات الاتصال المفتوحة، مما يسهل تبادل المعلومات مع BMS والأنظمة الأخرى.

سيناريوهات التطبيق

• أنظمة تخزين الطاقة الضوئية: خلال النهار، تولد الألواح الشمسية الكهرباء، والتي يتم تحويلها إلى كهرباء تيار متردد بواسطة أجهزة الكمبيوتر الشخصية للاستخدام المنزلي أو التجاري، مع تخزين الكهرباء الفائضة في البطاريات وتحويلها مرة أخرى إلى كهرباء تيار متردد للاستخدام ليلاً.
• تنظيم تردد الشبكة: أثناء التقلبات في تردد الشبكة، توفر PCS أو تمتص الكهرباء بسرعة لتحقيق استقرار تردد الشبكة. على سبيل المثال، عندما ينخفض ​​تردد الشبكة، يمكن لأجهزة PCS التفريغ بسرعة لتكملة طاقة الشبكة والحفاظ على استقرار التردد.
• الطاقة الاحتياطية في حالات الطوارئ: أثناء انقطاع الشبكة، تطلق PCS الطاقة المخزنة لضمان التشغيل المستمر للمعدات الحيوية. على سبيل المثال، في المستشفيات أو مراكز البيانات، توفر PCS دعمًا غير متقطع للطاقة، مما يضمن تشغيل المعدات دون انقطاع.

المواصفات الفنية

• كفاءة التحويل: كفاءة تحويل PCS عادة ما تكون أعلى من 95%. الكفاءة الأعلى تعني فقدان أقل للطاقة.
• تصنيف القوة: اعتمادًا على سيناريو التطبيق، تتراوح تقييمات طاقة أجهزة الكمبيوتر من عدة كيلووات إلى عدة ميجاوات. على سبيل المثال، قد تستخدم أنظمة تخزين الطاقة السكنية الصغيرة أجهزة كمبيوتر شخصي بقدرة 5 كيلو وات، بينما قد تتطلب الأنظمة التجارية والصناعية الكبيرة أجهزة كمبيوتر شخصي بقدرة أعلى من 1 ميجاوات.
• وقت الاستجابة: كلما كان وقت استجابة أجهزة الكمبيوتر أقصر، زادت سرعة الاستجابة لمتطلبات الطاقة المتقلبة. عادةً ما تكون أوقات استجابة PCS بالمللي ثانية، مما يسمح بالاستجابة السريعة للتغيرات في أحمال الطاقة.

2. BMS (نظام إدارة البطارية)

النظام إدارة البطارية (BMS)هو جهاز إلكتروني يستخدم لمراقبة وإدارة حزم البطاريات، مما يضمن سلامتها وأدائها من خلال المراقبة والتحكم في الوقت الفعلي للجهد والتيار ودرجة الحرارة ومعلمات الحالة.

الوظائف والأدوار

1. وظيفة المراقبة
   • وظيفة: مراقبة في الوقت الحقيقي لمعلمات حزمة البطارية مثل الجهد والتيار ودرجة الحرارة لمنع الشحن الزائد والإفراط في التفريغ وارتفاع درجة الحرارة والدوائر القصيرة.
   • مثال: في السيارة الكهربائية، يمكن لنظام إدارة المباني اكتشاف درجات الحرارة غير الطبيعية في خلية البطارية وضبط استراتيجيات الشحن والتفريغ على الفور لمنع ارتفاع درجة حرارة البطارية ومخاطر الحريق.
2. وظيفة الحماية
   • وظيفة: عند اكتشاف ظروف غير طبيعية، يمكن لنظام BMS قطع الدوائر لمنع تلف البطارية أو وقوع حوادث تتعلق بالسلامة.
   • مثال: في نظام تخزين الطاقة المنزلي، عندما يكون جهد البطارية مرتفعًا جدًا، يتوقف BMS على الفور عن الشحن لحماية البطارية من الشحن الزائد.
3. وظيفة التوازن
   • وظيفة: يوازن شحن وتفريغ البطاريات الفردية داخل حزمة البطارية لتجنب اختلافات الجهد الكبيرة بين البطاريات الفردية، وبالتالي إطالة عمر وكفاءة حزمة البطارية.
   • مثال: في محطة تخزين الطاقة واسعة النطاق، يضمن BMS الظروف المثالية لكل خلية بطارية من خلال الشحن المتوازن، مما يحسن العمر الإجمالي وكفاءة حزمة البطارية.
4. حساب حالة الشحن (SOC).
   • وظيفة: يقوم بتقدير الشحن المتبقي (SOC) للبطارية بدقة، مما يوفر معلومات حالة البطارية في الوقت الفعلي للمستخدمين وإدارة النظام.
   • مثال: في نظام المنزل الذكي، يمكن للمستخدمين التحقق من سعة البطارية المتبقية من خلال تطبيق الهاتف المحمول وتخطيط استخدامهم للكهرباء وفقًا لذلك.

سيناريوهات التطبيق

• المركبات الكهربائية: يقوم BMS بمراقبة حالة البطارية في الوقت الفعلي، ويمنع الشحن الزائد والإفراط في التفريغ، ويحسن عمر البطارية، ويضمن سلامة وموثوقية المركبات.
• أنظمة تخزين الطاقة المنزلية: من خلال مراقبة BMS، فإنه يضمن التشغيل الآمن لبطاريات تخزين الطاقة ويحسن سلامة واستقرار استخدام الكهرباء المنزلية.
• تخزين الطاقة الصناعية: يقوم BMS بمراقبة حزم البطاريات المتعددة في أنظمة تخزين الطاقة واسعة النطاق لضمان التشغيل الفعال والآمن. على سبيل المثال، في المصنع، يمكن لنظام إدارة المباني اكتشاف تدهور الأداء في حزمة البطارية وتنبيه موظفي الصيانة على الفور لإجراء الفحص والاستبدال.

المواصفات الفنية

• دقة: تؤثر دقة المراقبة والتحكم في BMS بشكل مباشر على أداء البطارية وعمرها، وتتطلب عادةً دقة الجهد في حدود ±0.01 فولت ودقة التيار في حدود ±1%.
• وقت الاستجابة: يحتاج نظام إدارة المباني إلى الاستجابة بسرعة، عادةً خلال أجزاء من الثانية، للتعامل مع خلل البطارية على الفور.
• مصداقية: باعتبارها وحدة الإدارة الأساسية لأنظمة تخزين الطاقة، تعد موثوقية BMS أمرًا بالغ الأهمية، وتتطلب تشغيلًا مستقرًا في بيئات العمل المختلفة. على سبيل المثال، حتى في درجات الحرارة القصوى أو ظروف الرطوبة العالية، يضمن BMS التشغيل المستقر، مما يضمن سلامة واستقرار نظام البطارية.

3. EMS (نظام إدارة الطاقة)

النظام إدارة الطاقة (EMS)هو "الدماغ".أنظمة تخزين الطاقة التجارية، مسؤول عن التحكم الشامل والتحسين، مما يضمن التشغيل الفعال والمستقر للنظام. يقوم EMS بتنسيق تشغيل الأنظمة الفرعية المختلفة من خلال جمع البيانات وتحليلها واتخاذ القرار لتحسين استخدام الطاقة.

الوظائف والأدوار

1. استراتيجية التحكم
   • وظيفة: تقوم EMS بصياغة وتنفيذ استراتيجيات التحكم لأنظمة تخزين الطاقة، بما في ذلك إدارة الشحن والتفريغ، وتوزيع الطاقة، وتحسين الطاقة.
   • مثال: في الشبكة الذكية، تعمل EMS على تحسين جداول الشحن والتفريغ لأنظمة تخزين الطاقة بناءً على متطلبات أحمال الشبكة وتقلبات أسعار الكهرباء، مما يقلل من تكاليف الكهرباء.
2. مراقبة الحالة
   • وظيفة: المراقبة في الوقت الحقيقي للحالة التشغيلية لأنظمة تخزين الطاقة، وجمع البيانات عن البطاريات، وأجهزة الكمبيوتر، والأنظمة الفرعية الأخرى للتحليل والتشخيص.
   • مثال: في نظام الشبكة الصغيرة، يقوم EMS بمراقبة الحالة التشغيلية لجميع معدات الطاقة، والكشف الفوري عن الأخطاء للصيانة والتعديلات.
3. إدارة الأخطاء
   • وظيفة: يكتشف الأخطاء والظروف غير الطبيعية أثناء تشغيل النظام، ويتخذ تدابير وقائية على الفور لضمان سلامة النظام وموثوقيته.
   • مثال: في مشروع تخزين الطاقة واسع النطاق، عندما يكتشف نظام الإدارة البيئية (EMS) وجود خطأ في أجهزة الكمبيوتر، فإنه يمكنه التبديل على الفور إلى أجهزة الكمبيوتر الاحتياطية لضمان التشغيل المستمر للنظام.
4. التحسين والجدولة
   • وظيفة: تحسين جداول الشحن والتفريغ لأنظمة تخزين الطاقة بناءً على متطلبات الحمل وأسعار الطاقة والعوامل البيئية، مما يؤدي إلى تحسين الكفاءة والفوائد الاقتصادية للنظام.
   • مثال: في المجمع التجاري، تقوم EMS بجدولة أنظمة تخزين الطاقة بذكاء بناءً على تقلبات أسعار الكهرباء والطلب على الطاقة، مما يقلل تكاليف الكهرباء ويحسن كفاءة استخدام الطاقة.

سيناريوهات التطبيق

• الشبكة الذكية: يقوم EMS بتنسيق أنظمة تخزين الطاقة ومصادر الطاقة المتجددة والأحمال داخل الشبكة، مما يعمل على تحسين كفاءة استخدام الطاقة واستقرار الشبكة.
• شبكات صغيرة: في أنظمة الشبكات الصغيرة، يقوم EMS بتنسيق مصادر الطاقة والأحمال المختلفة، مما يحسن موثوقية النظام واستقراره.
• الحدائق الصناعية: يعمل EMS على تحسين تشغيل أنظمة تخزين الطاقة، مما يقلل من تكاليف الطاقة ويحسن كفاءة استخدام الطاقة.

المواصفات الفنية

• القدرة على المعالجة: يجب أن يتمتع نظام الإدارة البيئية بقدرات قوية على معالجة البيانات وتحليلها، وأن يكون قادرًا على التعامل مع معالجة البيانات على نطاق واسع والتحليل في الوقت الفعلي.
• واجهة الاتصالات: يحتاج EMS إلى دعم واجهات وبروتوكولات الاتصال المختلفة، مما يتيح تبادل البيانات مع الأنظمة والمعدات الأخرى.
• مصداقية: باعتبارها وحدة الإدارة الأساسية لأنظمة تخزين الطاقة، تعد موثوقية EMS أمرًا بالغ الأهمية، وتتطلب تشغيلًا مستقرًا في بيئات العمل المختلفة.

4. حزمة البطارية

الحزمة البطاريةهو جهاز تخزين الطاقة الأساسي فيأنظمة تخزين البطاريات التجارية‎تتكون من خلايا بطارية متعددة مسؤولة عن تخزين الطاقة الكهربائية. يؤثر اختيار حزمة البطارية وتصميمها بشكل مباشر على قدرة النظام وعمره وأدائه. شائعأنظمة تخزين الطاقة التجارية والصناعيةالقدرات هيبطارية 100 كيلووات ساعةوبطارية 200 كيلووات ساعة.

الوظائف والأدوار

1. تخزين الطاقة
   • وظيفة: يخزن الطاقة خارج فترات الذروة لاستخدامها خلال فترات الذروة، مما يوفر إمدادات طاقة مستقرة وموثوقة.
   • مثال: في أحد المباني التجارية، تقوم مجموعة البطاريات بتخزين الكهرباء خارج ساعات الذروة وتزويدها خلال ساعات الذروة، مما يقلل من تكاليف الكهرباء.
2. مزود الطاقة
   • وظيفة: يوفر مصدر الطاقة أثناء انقطاع الشبكة أو نقص الطاقة، مما يضمن التشغيل المستمر للمعدات الحيوية.
   • مثال: في مركز البيانات، توفر حزمة البطارية مصدرًا للطاقة في حالات الطوارئ أثناء انقطاع الشبكة، مما يضمن التشغيل دون انقطاع للمعدات الحيوية.
3. موازنة التحميل
   • وظيفة: يوازن أحمال الطاقة عن طريق إطلاق الطاقة أثناء ذروة الطلب واستيعاب الطاقة أثناء انخفاض الطلب، مما يحسن استقرار الشبكة.
   • مثال: في الشبكة الذكية، تطلق حزمة البطارية الطاقة أثناء ذروة الطلب لموازنة أحمال الطاقة والحفاظ على استقرار الشبكة.
4. الطاقة الاحتياطية
   • وظيفة: يوفر طاقة احتياطية أثناء حالات الطوارئ، مما يضمن التشغيل المستمر للمعدات الحيوية.
   • مثال: في المستشفيات أو مراكز البيانات، توفر حزمة البطارية طاقة احتياطية أثناء انقطاع الشبكة، مما يضمن التشغيل دون انقطاع للمعدات الحيوية.

سيناريوهات التطبيق

• تخزين الطاقة المنزلية: تقوم حزم البطاريات بتخزين الطاقة المولدة من الألواح الشمسية أثناء النهار لاستخدامها ليلاً، مما يقلل الاعتماد على الشبكة ويوفر فواتير الكهرباء.
• المباني التجارية: تقوم حزم البطاريات بتخزين الطاقة خارج فترات الذروة لاستخدامها خلال فترات الذروة، مما يقلل من تكاليف الكهرباء ويحسن كفاءة الطاقة.
• تخزين الطاقة الصناعية: تقوم حزم البطاريات واسعة النطاق بتخزين الطاقة خارج فترات الذروة لاستخدامها خلال فترات الذروة، مما يوفر إمدادات طاقة مستقرة وموثوقة ويحسن استقرار الشبكة.

المواصفات الفنية

• كثافة الطاقة: كثافة الطاقة الأعلى تعني المزيد من سعة تخزين الطاقة في حجم أصغر. على سبيل المثال، يمكن لبطاريات الليثيوم أيون ذات كثافة الطاقة العالية أن توفر أوقات استخدام أطول وإخراج طاقة أعلى.
• دورة الحياة: يعد عمر دورة حزم البطاريات أمرًا بالغ الأهمية لأنظمة تخزين الطاقة. دورة حياة أطول تعني إمدادات طاقة أكثر استقرارًا وموثوقية بمرور الوقت. على سبيل المثال، عادةً ما تتمتع بطاريات الليثيوم أيون عالية الجودة بدورة حياة تزيد عن 2000 دورة، مما يضمن إمدادات طاقة مستقرة على المدى الطويل.
• أمان: تحتاج حزم البطاريات إلى ضمان السلامة والموثوقية، وتتطلب مواد عالية الجودة وعمليات تصنيع صارمة. على سبيل المثال، تضمن حزم البطاريات المزودة بتدابير حماية السلامة مثل الحماية من الشحن الزائد والتفريغ الزائد والتحكم في درجة الحرارة والوقاية من الحرائق التشغيل الآمن والموثوق.

5. نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء

النظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء(التدفئة والتهوية وتكييف الهواء) ضرورية للحفاظ على بيئة التشغيل المثلى لأنظمة تخزين الطاقة. فهو يضمن الحفاظ على درجة الحرارة والرطوبة وجودة الهواء داخل النظام عند المستويات المثلى، مما يضمن التشغيل الفعال والموثوق لأنظمة تخزين الطاقة.

الوظائف والأدوار

1. التحكم في درجة الحرارة
   • وظيفة: يحافظ على درجة حرارة أنظمة تخزين الطاقة ضمن نطاقات التشغيل المثلى، ويمنع ارتفاع درجة الحرارة أو التبريد الزائد.
   • مثال: في محطة تخزين الطاقة واسعة النطاق، يحافظ نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) على درجة حرارة مجموعات البطاريات ضمن النطاق الأمثل، مما يمنع تدهور الأداء بسبب درجات الحرارة القصوى.
2. التحكم في الرطوبة
   • وظيفة: يتحكم في الرطوبة داخل أنظمة تخزين الطاقة لمنع التكثيف والتآكل.
   • مثال: في محطة تخزين الطاقة الساحلية، يتحكم نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) في مستويات الرطوبة، مما يمنع تآكل مجموعات البطاريات والمكونات الإلكترونية.
3. مراقبة جودة الهواء
   • وظيفة: يحافظ على الهواء النظيف داخل أنظمة تخزين الطاقة، ويمنع الغبار والملوثات من التأثير على أداء المكونات.
   • مثال: في محطة تخزين الطاقة الصحراوية، يحافظ نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) على الهواء النظيف داخل النظام، مما يمنع الغبار من التأثير على أداء مجموعات البطاريات والمكونات الإلكترونية.
4. تهوية
   • وظيفة: التأكد من التهوية المناسبة داخل أنظمة تخزين الطاقة وإزالة الحرارة ومنع ارتفاع درجة الحرارة.
   • مثال: في محطة تخزين الطاقة المحصورة، يضمن نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) التهوية المناسبة، وإزالة الحرارة الناتجة عن مجموعات البطاريات ومنع ارتفاع درجة الحرارة.

سيناريوهات التطبيق

• محطات تخزين الطاقة واسعة النطاق: تحافظ أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) على بيئة التشغيل المثالية لحزم البطاريات والمكونات الأخرى، مما يضمن التشغيل الفعال والموثوق.
• محطات تخزين الطاقة الساحلية: تتحكم أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) في مستويات الرطوبة، مما يمنع تآكل البطاريات والمكونات الإلكترونية.
• محطات تخزين الطاقة الصحراوية: تحافظ أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) على الهواء النظيف والتهوية المناسبة، مما يمنع الغبار وارتفاع درجة الحرارة.

المواصفات الفنية

• نطاق درجة الحرارة: تحتاج أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) إلى الحفاظ على درجة الحرارة ضمن النطاق الأمثل لأنظمة تخزين الطاقة، وعادة ما تتراوح بين 20 درجة مئوية و30 درجة مئوية.
• نطاق الرطوبة: تحتاج أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) إلى التحكم في مستويات الرطوبة ضمن النطاق الأمثل لأنظمة تخزين الطاقة، والتي تتراوح عادة بين 30% و70% من الرطوبة النسبية.
• جودة الهواء: تحتاج أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) إلى الحفاظ على الهواء النظيف داخل أنظمة تخزين الطاقة، مما يمنع الغبار والملوثات من التأثير على أداء المكونات.
• معدل التهوية: تحتاج أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) إلى ضمان التهوية المناسبة داخل أنظمة تخزين الطاقة، وإزالة الحرارة ومنع ارتفاع درجة الحرارة.

6. الحماية وقواطع الدوائر الكهربائية

تعتبر الحماية وقواطع الدائرة أمر بالغ الأهمية لضمان سلامة وموثوقية أنظمة تخزين الطاقة. إنها توفر الحماية ضد التيار الزائد والدوائر القصيرة والأعطال الكهربائية الأخرى، مما يمنع تلف المكونات ويضمن التشغيل الآمن لأنظمة تخزين الطاقة.

الوظائف والأدوار

1. حماية التيار الزائد
   • وظيفة: يحمي أنظمة تخزين الطاقة من التلف الناتج عن التيار الزائد، ويمنع ارتفاع درجة الحرارة ومخاطر الحريق.
   • مثال: في نظام تخزين الطاقة التجاري، تعمل أجهزة حماية التيار الزائد على منع تلف البطاريات والمكونات الأخرى بسبب التيار الزائد.
2. حماية ماس كهربائى
   • وظيفة: يحمي أنظمة تخزين الطاقة من التلف الناتج عن قصر الدائرة، ويمنع مخاطر الحريق ويضمن التشغيل الآمن للمكونات.
   • مثال: في نظام تخزين الطاقة المنزلي، تعمل أجهزة حماية الدائرة القصيرة على منع تلف حزم البطاريات والمكونات الأخرى بسبب الدوائر القصيرة.
3. الحماية من الطفرة
   • وظيفة: يحمي أنظمة تخزين الطاقة من التلف الناتج عن ارتفاع الجهد، ويمنع تلف المكونات ويضمن التشغيل الآمن للأنظمة.
   • مثال: في نظام تخزين الطاقة الصناعية، تعمل أجهزة الحماية من زيادة التيار على منع تلف البطاريات والمكونات الأخرى بسبب ارتفاع الجهد.
4. الحماية من الأخطاء الأرضية
   • وظيفة: يحمي أنظمة تخزين الطاقة من التلف الناتج عن الأعطال الأرضية، ويمنع مخاطر الحرائق ويضمن التشغيل الآمن للمكونات.
   • مثال: في نظام تخزين الطاقة واسع النطاق، تمنع أجهزة الحماية من الأعطال الأرضية تلف حزم البطاريات والمكونات الأخرى بسبب الأعطال الأرضية.

سيناريوهات التطبيق

• تخزين الطاقة المنزلية: تضمن الحماية وقواطع الدائرة التشغيل الآمن لأنظمة تخزين الطاقة المنزلية، مما يمنع تلف مجموعات البطاريات والمكونات الأخرى بسبب الأعطال الكهربائية.
• المباني التجارية: تضمن الحماية وقواطع الدائرة التشغيل الآمن لأنظمة تخزين الطاقة التجارية، مما يمنع تلف مجموعات البطاريات والمكونات الأخرى بسبب الأعطال الكهربائية.
• تخزين الطاقة الصناعية: تضمن الحماية وقواطع الدائرة التشغيل الآمن لأنظمة تخزين الطاقة الصناعية، مما يمنع تلف مجموعات البطاريات والمكونات الأخرى بسبب الأعطال الكهربائية.

المواصفات الفنية

• التقييم الحالي: يجب أن تتمتع الحماية وقواطع الدائرة بالتصنيف الحالي المناسب لنظام تخزين الطاقة، مما يضمن الحماية المناسبة ضد التيار الزائد والدوائر القصيرة.
• تصنيف الجهد: يجب أن يكون للحماية وقواطع الدائرة تصنيف الجهد المناسب لنظام تخزين الطاقة، مما يضمن الحماية المناسبة ضد ارتفاع الجهد والأعطال الأرضية.
• وقت الاستجابة: يجب أن تتمتع الحماية وقواطع الدائرة الكهربائية بوقت استجابة سريع، مما يضمن الحماية السريعة ضد الأعطال الكهربائية ومنع تلف المكونات.
• مصداقية: يجب أن تكون الحماية وقواطع الدائرة موثوقة للغاية، مما يضمن التشغيل الآمن لأنظمة تخزين الطاقة في بيئات العمل المختلفة.

7. نظام المراقبة والاتصالات

النظام المراقبة والاتصالاتأمر ضروري لضمان التشغيل الفعال والموثوق لأنظمة تخزين الطاقة. فهو يوفر مراقبة في الوقت الحقيقي لحالة النظام، وجمع البيانات، والتحليل، والاتصالات، مما يتيح الإدارة الذكية والتحكم في أنظمة تخزين الطاقة.

الوظائف والأدوار

1. المراقبة في الوقت الحقيقي
   • وظيفة: يوفر مراقبة في الوقت الحقيقي لحالة النظام، بما في ذلك معلمات حزمة البطارية، وحالة PCS، والظروف البيئية.
   • مثال: في محطة تخزين الطاقة واسعة النطاق، يوفر نظام المراقبة بيانات في الوقت الفعلي حول معلمات حزمة البطارية، مما يتيح الكشف الفوري عن العيوب والتعديلات.
2. جمع البيانات وتحليلها
   • وظيفة: يجمع البيانات من أنظمة تخزين الطاقة ويحللها، مما يوفر رؤى قيمة لتحسين النظام وصيانته.
   • مثال: في الشبكة الذكية، يقوم نظام المراقبة بجمع البيانات حول أنماط استخدام الطاقة، مما يتيح الإدارة الذكية وتحسين أنظمة تخزين الطاقة.
3. تواصل
   • وظيفة: يتيح الاتصال بين أنظمة تخزين الطاقة والأنظمة الأخرى، مما يسهل تبادل البيانات والإدارة الذكية.
   • مثال: في نظام الشبكة الصغيرة، يتيح نظام الاتصالات تبادل البيانات بين أنظمة تخزين الطاقة ومصادر الطاقة المتجددة والأحمال، مما يؤدي إلى تحسين تشغيل النظام.

4. الإنذارات والإخطارات
   • وظيفة: يوفر إنذارات وإشعارات في حالة وجود خلل في النظام، مما يتيح الكشف الفوري عن المشكلات وحلها.
   • مثال: في نظام تخزين الطاقة التجاري، يوفر نظام المراقبة إنذارات وإخطارات في حالة وجود خلل في حزمة البطارية، مما يتيح حل المشكلات بسرعة.

سيناريوهات التطبيق

• محطات تخزين الطاقة واسعة النطاق: توفر أنظمة المراقبة والاتصالات المراقبة في الوقت الفعلي وجمع البيانات والتحليل والاتصالات، مما يضمن التشغيل الفعال والموثوق.
• الشبكات الذكية: تتيح أنظمة المراقبة والاتصالات الإدارة الذكية وتحسين أنظمة تخزين الطاقة، مما يحسن كفاءة استخدام الطاقة واستقرار الشبكة.
• شبكات صغيرة: تتيح أنظمة المراقبة والاتصالات تبادل البيانات والإدارة الذكية لأنظمة تخزين الطاقة، مما يحسن موثوقية النظام واستقراره.

المواصفات الفنية

• دقة البيانات: تحتاج أنظمة المراقبة والاتصالات إلى توفير بيانات دقيقة، مما يضمن مراقبة وتحليل موثوق لحالة النظام.
• واجهة الاتصالات: يستخدم نظام المراقبة والاتصالات مجموعة متنوعة من بروتوكولات الاتصال، مثل Modbus وCANbus، لتحقيق تبادل البيانات والتكامل مع الأجهزة المختلفة.
• مصداقية: يجب أن تكون أنظمة المراقبة والاتصالات موثوقة للغاية، مما يضمن التشغيل المستقر في بيئات العمل المختلفة.
• حماية: تحتاج أنظمة المراقبة والاتصالات إلى ضمان أمن البيانات، ومنع الوصول غير المصرح به والتلاعب بها.

8. أنظمة تخزين الطاقة التجارية المخصصة

كامادا باور is الشركات المصنعة لتخزين الطاقة C&Iوشركات تخزين الطاقة التجارية. تلتزم Kamada Power بتوفير المنتجات المخصصةحلول تخزين الطاقة التجاريةلتلبية احتياجات العمل الخاصة بنظام تخزين الطاقة التجارية والصناعية.

ميزة لدينا:

1. التخصيص الشخصي: نحن نفهم بعمق متطلبات نظام تخزين الطاقة التجارية والصناعية الفريدة الخاصة بك. من خلال التصميم المرن والإمكانات الهندسية، نقوم بتخصيص أنظمة تخزين الطاقة التي تلبي متطلبات المشروع، مما يضمن الأداء الأمثل والكفاءة.
2. الابتكار التكنولوجي والقيادة: من خلال تطوير التكنولوجيا المتقدمة والمواقع الرائدة في الصناعة، فإننا ندفع باستمرار ابتكار تكنولوجيا تخزين الطاقة لتزويدك بحلول متطورة لتلبية متطلبات السوق المتطورة.
3. ضمان الجودة والموثوقية: نحن نلتزم بشكل صارم بمعايير ISO 9001 الدولية وأنظمة إدارة الجودة، مما يضمن أن كل نظام لتخزين الطاقة يخضع لاختبارات صارمة والتحقق من الصحة لتقديم جودة وموثوقية متميزة.
4. الدعم والخدمات الشاملة: بدءًا من الاستشارة الأولية وحتى التصميم والتصنيع والتركيب وخدمة ما بعد البيع، نقدم الدعم الكامل لضمان حصولك على خدمة احترافية وفي الوقت المناسب طوال دورة حياة المشروع.
5. الاستدامة والوعي البيئي: نحن ملتزمون بتطوير حلول طاقة صديقة للبيئة، وتحسين كفاءة استخدام الطاقة، وتقليل آثار الكربون لخلق قيمة مستدامة طويلة المدى لك وللمجتمع.

من خلال هذه المزايا، نحن لا نلبي احتياجاتك العملية فحسب، بل نقدم أيضًا حلول أنظمة تخزين الطاقة التجارية والصناعية المبتكرة والموثوقة والفعالة من حيث التكلفة لمساعدتك على النجاح في السوق التنافسية.

انقرتواصل مع كامادا باوراحصل على أحلول تخزين الطاقة التجارية

خاتمة

أنظمة تخزين الطاقة التجاريةهي أنظمة معقدة متعددة المكونات. بالإضافة إلى محولات تخزين الطاقة (أجهزة الكمبيوتر)، أنظمة إدارة البطارية (خدمات إدارة المباني)، وأنظمة إدارة الطاقة (إي إم إس)، ومجموعة البطاريات، ونظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC)، والحماية وقواطع الدوائر الكهربائية، وأنظمة المراقبة والاتصالات هي أيضًا مكونات مهمة. تتعاون هذه المكونات لضمان التشغيل الفعال والآمن والمستقر لأنظمة تخزين الطاقة. من خلال فهم الوظائف والأدوار والتطبيقات والمواصفات الفنية لهذه المكونات الأساسية، يمكنك فهم التركيب والمبادئ التشغيلية لأنظمة تخزين الطاقة التجارية بشكل أفضل، مما يوفر رؤى أساسية للتصميم والاختيار والتطبيق.

الموصى بها بلوق ذات الصلة

• ما هو نظام بيس؟
• ما هي بطارية OEM مقابل بطارية ODM؟
• دليل أنظمة تخزين الطاقة التجارية
• دليل تطبيق أنظمة تخزين الطاقة التجارية
• تحليل تدهور بطاريات الليثيوم أيون التجارية في التخزين طويل الأجل

التعليمات

ما هو نظام تخزين الطاقة C&I؟

A نظام تخزين الطاقة C&Iتم تصميمه خصيصًا للاستخدام في البيئات التجارية والصناعية مثل المصانع ومباني المكاتب ومراكز البيانات والمدارس ومراكز التسوق. تلعب هذه الأنظمة دورًا حاسمًا في تحسين استهلاك الطاقة، وخفض التكاليف، وتوفير الطاقة الاحتياطية، ودمج مصادر الطاقة المتجددة.

تختلف أنظمة تخزين الطاقة C&I عن الأنظمة السكنية بشكل رئيسي في سعاتها الأكبر، والمصممة خصيصًا لتلبية متطلبات الطاقة الأعلى للمنشآت التجارية والصناعية. في حين أن الحلول القائمة على البطاريات، والتي تستخدم عادةً بطاريات الليثيوم أيون، هي الأكثر شيوعًا نظرًا لكثافة الطاقة العالية ودورة الحياة الطويلة والكفاءة، فإن التقنيات الأخرى مثل تخزين الطاقة الحرارية وتخزين الطاقة الميكانيكية وتخزين طاقة الهيدروجين تعد أيضًا خيارات قابلة للتطبيق اعتمادا على متطلبات الطاقة المحددة.

كيف يعمل نظام تخزين الطاقة C&I؟

يعمل نظام تخزين الطاقة C&I بشكل مشابه للإعدادات السكنية ولكن على نطاق أوسع للتعامل مع متطلبات الطاقة القوية في البيئات التجارية والصناعية. يتم شحن هذه الأنظمة باستخدام الكهرباء من مصادر متجددة مثل الألواح الشمسية أو توربينات الرياح، أو من الشبكة خلال فترات خارج أوقات الذروة. يضمن نظام إدارة البطارية (BMS) أو وحدة التحكم بالشحن شحنًا آمنًا وفعالاً.

يتم تحويل الطاقة الكهربائية المخزنة في البطاريات إلى طاقة كيميائية. يقوم العاكس بعد ذلك بتحويل طاقة التيار المباشر المخزنة (DC) إلى تيار متردد (AC)، مما يعمل على تشغيل معدات المنشأة وأجهزتها. تسمح ميزات المراقبة والتحكم المتقدمة لمديري المرافق بتتبع توليد الطاقة وتخزينها واستهلاكها، وتحسين استخدام الطاقة وتقليل تكاليف التشغيل. ويمكن لهذه الأنظمة أيضًا التفاعل مع الشبكة، والمشاركة في برامج الاستجابة للطلب، وتوفير خدمات الشبكة، وتصدير فائض الطاقة المتجددة.

من خلال إدارة استهلاك الطاقة، وتوفير الطاقة الاحتياطية، ودمج الطاقة المتجددة، تعمل أنظمة تخزين الطاقة C&I على تحسين كفاءة الطاقة، وخفض التكاليف، ودعم جهود الاستدامة.

فوائد أنظمة تخزين الطاقة التجارية والصناعية (C&I).

• حلاقة الذروة وتحويل الأحمال:يقلل فواتير الطاقة عن طريق الاستفادة من الطاقة المخزنة خلال فترات ذروة الطلب. على سبيل المثال، يمكن للمبنى التجاري أن يخفض تكاليف الكهرباء بشكل كبير عن طريق استخدام نظام تخزين الطاقة خلال فترات المعدلات المرتفعة، وموازنة متطلبات الذروة وتحقيق وفورات سنوية في الطاقة بآلاف الدولارات.
• الطاقة الاحتياطية:يضمن استمرار العمليات أثناء انقطاع الشبكة، مما يعزز موثوقية المنشأة. على سبيل المثال، يمكن لمركز البيانات المجهز بنظام تخزين الطاقة أن يتحول بسلاسة إلى الطاقة الاحتياطية أثناء انقطاع التيار الكهربائي، مما يحافظ على سلامة البيانات واستمرارية التشغيل، وبالتالي تقليل الخسائر المحتملة بسبب انقطاع التيار الكهربائي.
• تكامل الطاقة المتجددة:تعظيم استخدام مصادر الطاقة المتجددة، وتحقيق أهداف الاستدامة. على سبيل المثال، من خلال الاقتران بالألواح الشمسية أو توربينات الرياح، يمكن لنظام تخزين الطاقة تخزين الطاقة المولدة خلال الأيام المشمسة واستخدامها أثناء الليل أو الطقس الغائم، مما يحقق اكتفاء ذاتيًا أعلى من الطاقة ويقلل من انبعاثات الكربون.
• دعم الشبكة:يشارك في برامج الاستجابة للطلب، وتحسين موثوقية الشبكة. على سبيل المثال، يمكن لنظام تخزين الطاقة في المنطقة الصناعية أن يستجيب بسرعة لأوامر إرسال الشبكة، وتعديل إنتاج الطاقة لدعم توازن الشبكة والتشغيل المستقر، وتعزيز مرونة الشبكة ومرونتها.
• تعزيز كفاءة الطاقة:يحسن استخدام الطاقة، مما يقلل من الاستهلاك الإجمالي. على سبيل المثال، يمكن لمصنع التصنيع إدارة متطلبات طاقة المعدات باستخدام نظام تخزين الطاقة، وتقليل هدر الكهرباء، وتحسين كفاءة الإنتاج، وتعزيز كفاءة استخدام الطاقة.
• تحسين جودة الطاقة:استقرار الجهد، والتخفيف من تقلبات الشبكة. على سبيل المثال، أثناء تقلبات جهد الشبكة أو انقطاع التيار الكهربائي المتكرر، يمكن لنظام تخزين الطاقة توفير خرج طاقة ثابت، وحماية المعدات من تغيرات الجهد، وإطالة عمر المعدات، وتقليل تكاليف الصيانة.

لا تعمل هذه المزايا على تعزيز كفاءة إدارة الطاقة للمنشآت التجارية والصناعية فحسب، بل توفر أيضًا أساسًا متينًا للمؤسسات لتوفير التكاليف وزيادة الموثوقية وتحقيق أهداف الاستدامة البيئية.

ما هي الأنواع المختلفة لأنظمة تخزين الطاقة التجارية والصناعية (C&I)؟

تأتي أنظمة تخزين الطاقة التجارية والصناعية (C&I) في أنواع مختلفة، يتم اختيار كل منها بناءً على متطلبات الطاقة المحددة، وتوافر المساحة، واعتبارات الميزانية، وأهداف الأداء:

• الأنظمة المعتمدة على البطارية:تستخدم هذه الأنظمة تقنيات البطاريات المتقدمة مثل بطاريات الليثيوم أيون أو الرصاص الحمضية أو بطاريات التدفق. على سبيل المثال، يمكن لبطاريات الليثيوم أيون تحقيق كثافة طاقة تتراوح من 150 إلى 250 واط/ساعة لكل كيلوغرام، مما يجعلها عالية الكفاءة لتطبيقات تخزين الطاقة ذات فترات دورة حياة طويلة.
• تخزين الطاقة الحرارية:يقوم هذا النوع من الأنظمة بتخزين الطاقة على شكل حرارة أو برودة. يمكن للمواد المتغيرة الطور المستخدمة في أنظمة تخزين الطاقة الحرارية تحقيق كثافات تخزين طاقة تتراوح من 150 إلى 500 ميجاجول لكل متر مكعب (MJ/m³)، مما يوفر حلولاً فعالة لإدارة متطلبات درجة حرارة المبنى وتقليل الاستهلاك الإجمالي للطاقة.
• تخزين الطاقة الميكانيكية:توفر أنظمة تخزين الطاقة الميكانيكية، مثل الحذافات أو تخزين طاقة الهواء المضغوط (CAES)، كفاءة دورة عالية وقدرات استجابة سريعة. يمكن لأنظمة دولاب الموازنة تحقيق كفاءات ذهابًا وإيابًا تصل إلى 85% وتخزين كثافات طاقة تتراوح من 50 إلى 130 كيلوجول لكل كيلوغرام (كيلوجول/كجم)، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب توصيلًا فوريًا للطاقة واستقرار الشبكة.
• تخزين طاقة الهيدروجين:تعمل أنظمة تخزين الطاقة الهيدروجينية على تحويل الطاقة الكهربائية إلى هيدروجين من خلال التحليل الكهربائي، مما يحقق كثافة طاقة تبلغ حوالي 33 إلى 143 ميجا جول لكل كيلوغرام (MJ/kg). توفر هذه التقنية إمكانات تخزين طويلة الأمد وتستخدم في التطبيقات التي يكون فيها تخزين الطاقة على نطاق واسع وكثافة الطاقة العالية أمرًا بالغ الأهمية.
• المكثفات الفائقة:توفر المكثفات الفائقة، المعروفة أيضًا باسم المكثفات الفائقة، دورات شحن وتفريغ سريعة للتطبيقات عالية الطاقة. يمكنها تحقيق كثافات طاقة تتراوح من 3 إلى 10 واط/ساعة لكل كيلوجرام (Wh/kg) وتوفير حلول فعالة لتخزين الطاقة للتطبيقات التي تتطلب دورات تفريغ شحن متكررة دون تدهور كبير.

يوفر كل نوع من أنظمة تخزين الطاقة C&I مزايا وقدرات فريدة، مما يسمح للشركات والصناعات بتصميم حلول تخزين الطاقة الخاصة بها لتلبية الاحتياجات التشغيلية المحددة، وتحسين استخدام الطاقة، وتحقيق أهداف الاستدامة بشكل فعال.