ما هو نظام بيس؟
أنظمة تخزين طاقة البطارية (BESS)تعمل على تحويل شبكة الطاقة من خلال قدرات تخزين الطاقة الموثوقة والفعالة. تعمل BESS كبطارية ضخمة، وتتكون من خلايا بطارية متعددة (عادةً ليثيوم أيون) معروفة بكفاءتها العالية وعمرها الطويل. وترتبط هذه الخلايا بمحولات طاقة ونظام تحكم متطور يعملان معًا لضمان تخزين الطاقة بكفاءة.
أنواع أنظمة BESS
يمكن تصنيف أنظمة BESS بناءً على تطبيقها وحجمها:
التخزين الصناعي والتجاري
تستخدم هذه الأنظمة في البيئات الصناعية والتجارية، وتشمل تخزين البطارية، وتخزين دولاب الموازنة، وتخزين المكثفات الفائقة. تشمل التطبيقات الرئيسية ما يلي:
- الاستخدام الذاتي من قبل المستخدمين الصناعيين والتجاريين: يمكن للشركات تركيب أنظمة BESS لتخزين الطاقة المولدة من مصادر متجددة مثل الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح. ويمكن استخدام هذه الطاقة المخزنة عند الحاجة، مما يقلل الاعتماد على الشبكة ويقلل تكاليف الكهرباء.
- شبكات صغيرة: تعتبر أنظمة BESS ضرورية للشبكات الصغيرة، حيث توفر طاقة احتياطية، وتسهل تقلبات الشبكة، وتعزز الاستقرار والموثوقية.
- استجابة الطلب: يمكن لأنظمة BESS المشاركة في برامج الاستجابة للطلب، والشحن خلال فترات التكلفة المنخفضة والتفريغ خلال أوقات الذروة، مما يساعد على تحقيق التوازن بين العرض والطلب على الشبكة وتقليل تكاليف الحلاقة في أوقات الذروة.
تخزين على نطاق الشبكة
تُستخدم هذه الأنظمة واسعة النطاق في تطبيقات الشبكة لتحقيق ذروة الحلاقة وتعزيز أمان الشبكة، مما يوفر سعة كبيرة لتخزين الطاقة وإنتاج الطاقة.
المكونات الرئيسية لنظام BESS
- بطارية: جوهر BESS، المسؤول عن تخزين الطاقة الكهروكيميائية. يفضل استخدام بطاريات الليثيوم أيون للأسباب التالية:
- كثافة طاقة عالية: تخزن المزيد من الطاقة لكل وحدة وزن أو حجم مقارنة بالأنواع الأخرى.
- عمر طويل: قادر على الآلاف من دورات تفريغ الشحن مع الحد الأدنى من فقدان القدرة.
- القدرة على التفريغ العميق: يمكن تفريغها بعمق دون الإضرار بخلايا البطارية.
- العاكس: يحول طاقة التيار المستمر من البطاريات إلى طاقة تيار متردد قابلة للاستخدام في المنازل والشركات. وهذا يمكّن BESS من:
- إمداد طاقة التيار المتردد للشبكة عند الحاجة.
- الشحن من الشبكة خلال فترات انخفاض أسعار الكهرباء.
- نظام التحكم: القائد الذكي لـ BESS، الذي يقوم بمراقبة وإدارة عمليات النظام بشكل مستمر لضمان:
- صحة البطارية والأداء الأمثل: إطالة عمر البطارية وكفاءتها.
- تدفق الطاقة بكفاءة: تحسين دورات تفريغ الشحن لتحقيق أقصى قدر من التخزين والاستخدام.
- سلامة النظام: الحماية من المخاطر الكهربائية وضمان التشغيل الآمن.
كيف يعمل نظام BESS
يعمل نظام BESS على مبدأ مباشر:
- امتصاص الطاقة: خلال فترات انخفاض الطلب (على سبيل المثال، ليلاً للطاقة الشمسية)، يمتص نظام BESS الطاقة المتجددة الزائدة من الشبكة، مما يمنع الهدر.
- تخزين الطاقة: يتم تخزين الطاقة الممتصة بعناية كهروكيميائيًا في البطاريات لاستخدامها في المستقبل.
- إطلاق الطاقة: أثناء ذروة الطلب، يقوم نظام BESS بتحرير الطاقة المخزنة مرة أخرى إلى الشبكة، مما يضمن إمدادات الطاقة المستمرة والموثوقة.
مميزات أنظمة BESS
تقدم تقنية BESS فوائد عديدة، وتحدث تحولًا كبيرًا في شبكة الطاقة:
- تعزيز استقرار الشبكة وموثوقيتها: يعمل نظام BESS كمنطقة عازلة على تخفيف تقلبات توليد الطاقة المتجددة وتسهيل فترات ذروة الطلب، مما يؤدي إلى شبكة أكثر استقرارًا وموثوقية.
- زيادة استخدام الطاقة المتجددة: من خلال تخزين الطاقة الشمسية وطاقة الرياح الزائدة، يعمل نظام BESS على زيادة استخدام الموارد المتجددة إلى أقصى حد، مما يقلل الاعتماد على الوقود الأحفوري ويعزز مزيج الطاقة النظيفة.
- تقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري: توفير الطاقة المتجددة النظيفة، يساعد BESS على تقليل انبعاثات الغازات الدفيئة، مما يساهم في بيئة أكثر استدامة.
- وفورات في التكاليف: تخزين الطاقة الاستراتيجي خلال فترات منخفضة التكلفة يمكن أن يقلل التكاليف الإجمالية للمستهلكين والشركات عن طريق تفريغ الطاقة خلال أوقات ذروة الطلب.
تطبيقات أنظمة BESS
وباعتبارها تقنية فعالة لتخزين الطاقة، تُظهر أنظمة BESS إمكانات كبيرة في مختلف المجالات. تتكيف نماذجها التشغيلية مع الاحتياجات المحددة بناءً على سيناريوهات مختلفة. فيما يلي نظرة متعمقة على تطبيقات BESS في الإعدادات النموذجية:
1. الاستخدام الذاتي من قبل الصناعة والتجارةالمستخدمون التجاريون: توفير الطاقة وتعزيز استقلال الطاقة
بالنسبة للشركات التي لديها أنظمة طاقة شمسية أو طاقة الرياح، يمكن أن يساعد BESS على تحقيق أقصى قدر من استخدام الطاقة المتجددة وتحقيق وفورات في التكاليف.
- نموذج التشغيل:
- النهار: تعمل الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح على توفير الحمل بشكل أساسي. يتم تحويل الطاقة الزائدة إلى تيار متردد عبر المحولات وتخزينها في BESS أو تغذيتها في الشبكة.
- ليلاً: مع انخفاض الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح، توفر محطة BESS الطاقة المخزنة، مع استخدام الشبكة كمصدر ثانوي.
- المزايا:
- تقليل الاعتماد على الشبكة وانخفاض تكاليف الكهرباء.
- زيادة استخدام الطاقة المتجددة، ودعم الاستدامة البيئية.
- تعزيز استقلال الطاقة والمرونة.
2. الشبكات الصغيرة: مصدر طاقة موثوق وحماية البنية التحتية الحيوية
في الشبكات الصغيرة، يلعب BESS دورًا حاسمًا من خلال توفير الطاقة الاحتياطية، وتنعيم تقلبات الشبكة، وتحسين الاستقرار والموثوقية، خاصة في المناطق النائية أو المعرضة للانقطاع.
- نموذج التشغيل:
- التشغيل العادي: تقوم المولدات الموزعة (مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والديزل) بتزويد الشبكة الصغيرة بالطاقة الزائدة المخزنة في BESS.
- فشل الشبكة: يقوم نظام BESS بإطلاق الطاقة المخزنة بسرعة لتوفير الطاقة الاحتياطية، مما يضمن تشغيل البنية التحتية الحيوية.
- الحمل الأقصى: يدعم BESS المولدات الموزعة، مما يسهل تقلبات الشبكة ويضمن الاستقرار.
- المزايا:
- تعزيز استقرار وموثوقية الشبكة الصغيرة، مما يضمن تشغيل البنية التحتية الحيوية.
- تقليل الاعتماد على الشبكة وزيادة استقلالية الطاقة.
- تحسين كفاءة المولدات الموزعة، وخفض تكاليف التشغيل.
3. التطبيقات السكنية: الطاقة النظيفة والحياة الذكية
بالنسبة للأسر التي لديها ألواح شمسية على الأسطح، يساعد BESS على تحقيق أقصى قدر من استخدام الطاقة الشمسية، مما يوفر طاقة نظيفة وتجربة طاقة ذكية.
- نموذج التشغيل:
- النهار: توفر الألواح الشمسية الأحمال المنزلية، مع تخزين الطاقة الزائدة في BESS.
- وقت الليل: يوفر نظام BESS الطاقة الشمسية المخزنة، بالإضافة إلى الشبكة حسب الحاجة.
- التحكم الذكي: يتكامل نظام BESS مع أنظمة المنزل الذكي لضبط استراتيجيات تفريغ الشحن بناءً على طلب المستخدم وأسعار الكهرباء لتحقيق الإدارة المثلى للطاقة.
- المزايا:
- تقليل الاعتماد على الشبكة وانخفاض تكاليف الكهرباء.
- استغلال الطاقة النظيفة ودعم حماية البيئة.
- تعزيز تجربة الطاقة الذكية، وتحسين نوعية الحياة.
خاتمة
تعد أنظمة BESS تقنية أساسية لتحقيق نظام طاقة أنظف وأكثر ذكاءً واستدامة. ومع تقدم التكنولوجيا وانخفاض التكاليف، ستلعب أنظمة BESS دورًا متزايد الأهمية في خلق مستقبل أكثر إشراقًا للبشرية.
وقت النشر: 27 مايو 2024