ما هو نظام BESS؟
أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) تحول شبكة الطاقة بفضل قدراتها الموثوقة والفعالة في تخزين الطاقة. تعمل مثل البطارية الضخمة، وتتكون بطارية BESS من خلايا بطاريات متعددة (عادةً ما تكون من أيونات الليثيوم) المعروفة بكفاءتها العالية وعمرها الطويل. وتتصل هذه الخلايا بمحولات طاقة ونظام تحكم متطور يعملان معاً لضمان تخزين الطاقة بكفاءة.
أنواع أنظمة BESS
يمكن تصنيف أنظمة BESS على أساس تطبيقها وحجمها:
التخزين الصناعي والتجاري
تُستخدم هذه الأنظمة في البيئات الصناعية والتجارية، وتشمل تخزين البطاريات وتخزين دولاب الموازنة وتخزين المكثفات الفائقة. وتشمل 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 من الاعتماد على الشبكة ويخفض تكاليف الكهرباء.
- الشبكات الصغيرة: تُعدّ أنظمة بيسس ضرورية للشبكات المصغرة، حيث توفر طاقة احتياطية وتقلبات الشبكة وتعزز الاستقرار والموثوقية.
- الاستجابة للطلب: يمكن أن تشارك أنظمة BESS في برامج الاستجابة للطلب، حيث تقوم بالشحن خلال الفترات منخفضة التكلفة وتفريغ الشحنات خلال أوقات الذروة، مما يساعد على تحقيق التوازن بين العرض والطلب على الشبكة وتقليل تكاليف توفير الطاقة في أوقات الذروة.
التخزين على نطاق الشبكة
تُستخدم هذه الأنظمة واسعة النطاق في تطبيقات الشبكة لتخزين الطاقة في أوقات الذروة وتعزيز أمن الشبكة، مما يوفر سعة تخزين كبيرة للطاقة وإنتاجية كبيرة للطاقة.
المكونات الرئيسية لنظام BESS
- البطارية: جوهر بطارية BESS، المسؤولة عن تخزين الطاقة الكهروكيميائية. ويفضل استخدام بطاريات أيونات الليثيوم بسبب:
- كثافة طاقة عالية: تخزن طاقة أكبر لكل وحدة وزن أو حجم مقارنة بالأنواع الأخرى.
- عمر طويل: قادرة على القيام بآلاف دورات الشحن والتفريغ بأقل خسارة في السعة.
- القدرة على التفريغ العميق: يمكن تفريغها بعمق دون الإضرار بخلايا البطارية.
- العاكس: تحويل طاقة التيار المستمر من البطاريات إلى طاقة تيار متردد يمكن استخدامها في المنازل والشركات. وهذا يمكّن نظام BESS من:
- إمداد طاقة التيار المتردد إلى الشبكة عند الحاجة.
- الشحن من الشبكة خلال فترات انخفاض أسعار الكهرباء.
- نظام التحكم: القائد الذكي لنظام التشغيل BESS، يراقب ويدير عمليات النظام باستمرار لضمان
- سلامة البطارية والأداء الأمثل للبطارية: إطالة عمر البطارية وكفاءتها.
- تدفق الطاقة الفعال: تحسين دورات الشحن والتفريغ لزيادة التخزين والاستخدام إلى أقصى حد.
- سلامة النظام: الحماية من المخاطر الكهربائية وضمان التشغيل الآمن.
كيفية عمل نظام BESS
يعمل نظام BESS على مبدأ واضح ومباشر:
- امتصاص الطاقة: خلال فترات انخفاض الطلب (على سبيل المثال، وقت الليل بالنسبة للطاقة الشمسية)، يمتص نظام بيسس الطاقة المتجددة الزائدة من الشبكة، مما يمنع الهدر.
- تخزين الطاقة: يتم تخزين الطاقة الممتصة بعناية كهروكيميائياً في البطاريات لاستخدامها في المستقبل.
- إطلاق الطاقة: خلال فترة ذروة الطلب، تقوم وحدة تخزين الطاقة الكهربائية بتحرير الطاقة المخزنة مرة أخرى إلى الشبكة، مما يضمن إمدادات طاقة مستمرة وموثوقة.
مزايا أنظمة BESS
تقدم تقنية BESS العديد من الفوائد، مما يؤدي إلى تحويل شبكة الطاقة بشكل كبير:
- تعزيز استقرار الشبكة وموثوقيتها: من خلال العمل كمخزن احتياطي، يخفف نظام BESS من تقلبات توليد الطاقة المتجددة ويخفف من فترات ذروة الطلب، مما يؤدي إلى شبكة أكثر استقرارًا وموثوقية.
- زيادة استخدام الطاقة المتجددة: من خلال تخزين الطاقة الشمسية وطاقة الرياح الزائدة، يزيد نظام تخزين الطاقة الشمسية وطاقة الرياح من استخدام الموارد المتجددة، مما يقلل من الاعتماد على الوقود الأحفوري ويعزز مزيج الطاقة الأنظف.
- تقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري: من خلال توفير الطاقة النظيفة المتجددة، يساعد نظام BESS على خفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، مما يساهم في بيئة أكثر استدامة.
- وفورات في التكاليف: يمكن للتخزين الاستراتيجي للطاقة خلال الفترات منخفضة التكلفة أن يقلل من التكاليف الإجمالية للمستهلكين والشركات من خلال تفريغ الطاقة خلال أوقات ذروة الطلب.
تطبيقات أنظمة BESS
وباعتبارها تقنية فعالة لتخزين الطاقة، تُظهر أنظمة تخزين الطاقة الفعالة إمكانات كبيرة في مختلف المجالات. تتكيف نماذجها التشغيلية مع الاحتياجات المحددة بناءً على سيناريوهات مختلفة. فيما يلي نظرة متعمقة على تطبيقات أنظمة تخزين الطاقة الكهربائية BESS في إعدادات نموذجية:
1. الاستخدام الذاتي من قبل المستخدمين الصناعيين والتجاريين: توفير الطاقة وتعزيز الاستقلالية في الطاقة
بالنسبة للشركات التي لديها أنظمة طاقة شمسية أو طاقة رياح، يمكن أن يساعد نظام BESS في زيادة استخدام الطاقة المتجددة وتحقيق وفورات في التكاليف.
- نموذج التشغيل:
- نهاراً: تزود الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح الحمل في المقام الأول. ويتم تحويل الطاقة الزائدة إلى تيار متردد عن طريق العاكسات وتخزينها في نظام التزويد بالطاقة أو تغذية الشبكة.
- ليلاً: في حالة انخفاض الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح، توفر BESS الطاقة المخزنة، مع استخدام الشبكة كمصدر ثانوي.
- المزايا:
- تقليل الاعتماد على الشبكة وانخفاض تكاليف الكهرباء.
- زيادة استخدام الطاقة المتجددة ودعم الاستدامة البيئية.
- تعزيز الاستقلالية والمرونة في مجال الطاقة.
2. الشبكات الكهربائية الصغيرة: إمدادات الطاقة الموثوقة وحماية البنية التحتية الحيوية
في الشبكات الكهربائية الصغيرة، تلعب شبكات الطاقة الكهربائية المتناهية الصغر دورًا حاسمًا من خلال توفير الطاقة الاحتياطية وتهدئة 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 المصغرة، مع تخزين الطاقة الزائدة في شبكة الطاقة الكهربائية.
- فشل الشبكة: يطلق نظام BESS الطاقة المخزنة بسرعة لتوفير طاقة احتياطية، مما يضمن تشغيل البنية التحتية الحيوية.
- حمولة الذروة: يدعم نظام BESS المولدات الموزعة، مما يخفف من تقلبات الشبكة ويضمن استقرارها.
- المزايا:
- تعزيز استقرار الشبكة الصغيرة وموثوقيتها، مما يضمن تشغيل البنية التحتية الحيوية.
- تقليل الاعتماد على الشبكة وزيادة استقلالية الطاقة.
- تحسين كفاءة المولدات الموزعة وخفض التكاليف التشغيلية.
3. التطبيقات السكنية: الطاقة النظيفة والمعيشة الذكية
بالنسبة للأسر التي لديها ألواح شمسية على أسطح المنازل، يساعد نظام BESS على زيادة استخدام الطاقة الشمسية إلى أقصى حد، مما يوفر طاقة نظيفة وتجربة طاقة ذكية.
- نموذج التشغيل:
- في النهار: تزود ألواح الطاقة الشمسية الأحمال المنزلية، مع تخزين الطاقة الزائدة في نظام تخزين الطاقة الكهربائية.
- ليلاً: يوفر نظام BESS الطاقة الشمسية المخزنة، مدعومة بالشبكة حسب الحاجة.
- التحكم الذكي: يتكامل نظام BESS مع أنظمة المنزل الذكي لضبط استراتيجيات الشحن والتفريغ بناءً على طلب المستخدم وأسعار الكهرباء من أجل الإدارة المثلى للطاقة.
- المزايا:
- تقليل الاعتماد على الشبكة وانخفاض تكاليف الكهرباء.
- استخدام الطاقة النظيفة ودعم حماية البيئة.
- تعزيز تجربة الطاقة الذكية، وتحسين جودة الحياة.
الخاتمة
تُعد أنظمة بيس تكنولوجيا رئيسية لتحقيق نظام طاقة أنظف وأكثر ذكاءً واستدامة. ومع تقدم التكنولوجيا وانخفاض التكاليف، ستلعب أنظمة بيسس دوراً متزايد الأهمية في خلق مستقبل أكثر إشراقاً للبشرية.
