المكونات الرئيسية لأنظمة تخزين الطاقة التجارية C&I

مقدمة

كامادا باور هي شركة رائدة الشركات المصنعة لأنظمة تخزين الطاقة التجارية و شركات تخزين الطاقة التجارية. في أنظمة تخزين الطاقة التجارية، يحدد اختيار وتصميم المكونات الأساسية بشكل مباشر أداء النظام وموثوقيته وجدواه الاقتصادية. هذه المكونات الأساسية ضرورية لضمان أمن الطاقة وتحسين كفاءة الطاقة وتقليل تكاليف الطاقة. من سعة تخزين الطاقة لحزم البطاريات إلى التحكم البيئي لأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، 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، سنتعمق في المكونات الأساسية ل أنظمة تخزين الطاقة التجارية و أنظمة تخزين البطاريات التجاريةووظائفها وتطبيقاتها. ومن خلال التحليل التفصيلي ودراسات الحالة العملية، نهدف إلى مساعدة القراء على الفهم الكامل لكيفية عمل هذه التقنيات الرئيسية في سيناريوهات مختلفة وكيفية اختيار الحل الأنسب لتخزين الطاقة لاحتياجاتهم. وسواء أكان الأمر يتعلق بمعالجة التحديات المتعلقة بعدم استقرار إمدادات الطاقة أو تحسين كفاءة استخدام الطاقة، فإن هذه المقالة ستوفر إرشادات عملية ومعرفة مهنية متعمقة.

1. نظام تحويل الطاقة (PCS)

إن نظام تحويل الطاقة (PCS) هو أحد المكونات الأساسية ل تخزين الطاقة التجارية أنظمة مسؤولة عن التحكم في عمليات الشحن والتفريغ لحزم البطاريات، وكذلك التحويل بين التيار المتردد والتيار المستمر. وتتكون بشكل أساسي من وحدات الطاقة ووحدات التحكم ووحدات الحماية ووحدات المراقبة.

الوظائف والأدوار

1. تحويل التيار المتردد/التيار المستمر
   • الوظيفة: يحول كهرباء التيار المستمر المخزنة في البطاريات إلى كهرباء تيار متردد للأحمال؛ ويمكنه أيضًا تحويل كهرباء التيار المتردد إلى كهرباء تيار مستمر لشحن البطاريات.
   • مثال على ذلك: في المصنع، يمكن تحويل كهرباء التيار المستمر التي تولدها الأنظمة الكهروضوئية خلال النهار إلى كهرباء تيار متردد عبر أجهزة الكمبيوتر الشخصية وتزويد المصنع بها مباشرة. وفي الليل أو في حالة عدم وجود ضوء الشمس، يمكن لأجهزة الكمبيوتر الشخصي تحويل كهرباء التيار المتردد التي يتم الحصول عليها من الشبكة إلى كهرباء تيار مستمر لشحن بطاريات تخزين الطاقة.
2. موازنة الطاقة
   • الوظيفة: من خلال ضبط طاقة الخرج، فإنه يعمل على تهدئة تقلبات الطاقة في الشبكة للحفاظ على استقرار نظام الطاقة.
   • مثال على ذلك: في مبنى تجاري، عندما تكون هناك زيادة مفاجئة في الطلب على الطاقة، يمكن لأجهزة الكمبيوتر الشخصي إطلاق الطاقة بسرعة من البطاريات لموازنة أحمال الطاقة ومنع الحمل الزائد على الشبكة.
3. وظيفة الحماية
   • الوظيفة: مراقبة في الوقت الحقيقي لمعلمات حزمة البطارية مثل الجهد والتيار ودرجة الحرارة لمنع الشحن الزائد والتفريغ الزائد والسخونة الزائدة، مما يضمن التشغيل الآمن للنظام.
   • مثال على ذلك: في مركز البيانات، يمكن لأجهزة الكمبيوتر الشخصي اكتشاف ارتفاع درجات حرارة البطارية وضبط معدلات الشحن والتفريغ على الفور لمنع تلف البطارية ومخاطر الحريق.
4. الشحن والتفريغ المتكامل
   • الوظيفة: بالاقتران مع أنظمة إدارة نظم إدارة المباني، تختار استراتيجيات الشحن والتفريغ بناءً على خصائص عنصر تخزين الطاقة (على سبيل المثال، الشحن/التفريغ بتيار ثابت، الشحن/التفريغ بتيار ثابت، الشحن/التفريغ بتيار ثابت، الشحن/التفريغ التلقائي).
5. التشغيل المربوط بالشبكة وخارج الشبكة
   • الوظيفة: التشغيل المربوط بالشبكة: توفر ميزات تعويض الطاقة التفاعلية الأوتوماتيكية أو المنظمة ووظيفة تقاطع الجهد المنخفض. التشغيل خارج الشبكة: يمكن ضبط مصدر الطاقة المستقل والجهد والتردد المستقل لإمداد الطاقة المركب المتوازي للماكينة، وتوزيع الطاقة التلقائي بين الماكينات المتعددة.
6. وظيفة الاتصال
   • الوظيفة: مجهزة بواجهات Ethernet و CAN و RS485، متوافقة مع بروتوكولات الاتصال المفتوحة، مما يسهل تبادل المعلومات مع نظام إدارة المباني والأنظمة الأخرى.

سيناريوهات التطبيق

• أنظمة تخزين الطاقة الكهروضوئية: خلال النهار، تقوم الألواح الشمسية بتوليد الكهرباء، والتي يتم تحويلها إلى كهرباء تيار متردد بواسطة أجهزة الكمبيوتر للاستخدام المنزلي أو التجاري، مع تخزين فائض الكهرباء في بطاريات وإعادة تحويلها إلى كهرباء تيار متردد للاستخدام في الليل.
• تنظيم تردد الشبكة: أثناء التقلبات في تردد الشبكة، تقوم أجهزة PCS بتوفير أو امتصاص الطاقة الكهربائية بسرعة لتثبيت تردد الشبكة. على سبيل المثال، عندما ينخفض تردد الشبكة، يمكن أن تقوم أجهزة PCS بتفريغ الطاقة بسرعة لتكملة طاقة الشبكة والحفاظ على استقرار التردد.
• طاقة احتياطية للطوارئ: أثناء انقطاع الشبكة، تقوم أجهزة PCS بإطلاق الطاقة المخزنة لضمان استمرار تشغيل المعدات الحرجة. على سبيل المثال، في المستشفيات أو مراكز البيانات، يوفر نظام PCS دعم الطاقة دون انقطاع، مما يضمن تشغيل المعدات دون انقطاع.

المواصفات الفنية

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

2. نظام إدارة البطارية (BMS)

إن نظام إدارة البطارية (BMS) هو جهاز إلكتروني يُستخدم لمراقبة حزم البطاريات وإدارتها، وضمان سلامتها وأدائها من خلال المراقبة والتحكم في الوقت الفعلي للجهد والتيار ودرجة الحرارة ومعلمات الحالة.

الوظائف والأدوار

1. وظيفة المراقبة
   • الوظيفة: مراقبة في الوقت الحقيقي لمعلمات حزمة البطارية مثل الجهد والتيار ودرجة الحرارة لمنع الشحن الزائد والتفريغ الزائد والسخونة الزائدة والدوائر القصيرة.
   • مثال على ذلك: في السيارة الكهربائية، يمكن لنظام إدارة المباني اكتشاف درجات الحرارة غير الطبيعية في خلية البطارية وتعديل استراتيجيات الشحن والتفريغ على الفور لمنع ارتفاع درجة حرارة البطارية ومخاطر الحريق.
2. وظيفة الحماية
   • الوظيفة: عند اكتشاف حالات غير طبيعية، يمكن لنظام إدارة المباني قطع الدوائر الكهربائية لمنع تلف البطارية أو حوادث السلامة.
   • مثال على ذلك: في نظام تخزين الطاقة المنزلي، عندما يكون جهد البطارية مرتفعًا جدًا، يتوقف نظام إدارة المباني على الفور عن الشحن لحماية البطارية من الشحن الزائد.
3. وظيفة التوازن
   • الوظيفة: يوازن بين شحن وتفريغ شحن البطاريات الفردية داخل حزمة البطارية لتجنب الاختلافات الكبيرة في الجهد بين البطاريات الفردية، وبالتالي إطالة عمر وكفاءة حزمة البطارية.
   • مثال على ذلك: في محطة تخزين الطاقة على نطاق واسع، يضمن نظام إدارة تخزين الطاقة BMS الظروف المثلى لكل خلية بطارية من خلال الشحن المتوازن، مما يحسن العمر الإجمالي لحزمة البطارية وكفاءتها.
4. حساب حالة الشحن (SOC)
   • الوظيفة: تقدير دقيق للشحنة المتبقية (SOC) للبطارية، مما يوفر معلومات عن حالة البطارية في الوقت الفعلي للمستخدمين وإدارة النظام.
   • مثال على ذلك: في النظام المنزلي الذكي، يمكن للمستخدمين التحقق من سعة البطارية المتبقية من خلال تطبيق الهاتف المحمول وتخطيط استخدامهم للكهرباء وفقًا لذلك.

سيناريوهات التطبيق

• السيارات الكهربائية: يراقب نظام إدارة المباني حالة البطارية في الوقت الحقيقي، ويمنع الشحن الزائد والتفريغ الزائد، ويحسّن عمر البطارية، ويضمن سلامة المركبات وموثوقيتها.
• أنظمة تخزين الطاقة المنزلية: من خلال مراقبة نظام إدارة المباني، فإنه يضمن التشغيل الآمن لبطاريات تخزين الطاقة ويحسن من سلامة واستقرار استخدام الكهرباء المنزلية.
• تخزين الطاقة الصناعية: يراقب نظام إدارة المباني حزم البطاريات المتعددة في أنظمة تخزين الطاقة واسعة النطاق لضمان التشغيل الفعال والآمن. على سبيل المثال، في المصنع، يمكن لنظام إدارة المباني أن يكتشف تدهور الأداء في حزمة البطارية وينبه موظفي الصيانة على الفور للفحص والاستبدال.

المواصفات الفنية

• الدقة: تؤثر دقة المراقبة والتحكم في نظام إدارة المباني بشكل مباشر على أداء البطارية وعمرها الافتراضي، وعادةً ما تتطلب دقة الجهد في حدود ± 0.01 فولت ودقة التيار في حدود ± 11 تيرابايت 7 تيرابايت.
• وقت الاستجابة: يحتاج نظام إدارة البطارية إلى الاستجابة بسرعة، عادةً في أجزاء من الثانية، للتعامل مع تشوهات البطارية على الفور.
• الموثوقية: بصفتها وحدة الإدارة الأساسية لأنظمة تخزين الطاقة، فإن موثوقية نظام إدارة البطاريات أمر بالغ الأهمية، مما يتطلب تشغيلًا مستقرًا في بيئات العمل المختلفة. على سبيل المثال، حتى في ظروف درجات الحرارة القصوى أو الرطوبة العالية، يضمن نظام إدارة نظم تخزين الطاقة التشغيل المستقر، مما يضمن سلامة واستقرار نظام البطارية.

3. نظام إدارة الطاقة (EMS)

إن نظام إدارة الطاقة (EMS) هو "دماغ" أنظمة تخزين الطاقة التجاريةمسؤولة عن التحكم الشامل والتحسين الشامل، مما يضمن تشغيل النظام بكفاءة واستقرار. ينسق نظام الإدارة البيئية تشغيل مختلف الأنظمة الفرعية من خلال جمع البيانات وتحليلها واتخاذ القرارات لتحسين استخدام الطاقة.

الوظائف والأدوار

1. استراتيجية التحكم
   • الوظيفة: تصيغ نظم إدارة الطاقة وتنفذ استراتيجيات التحكم في أنظمة تخزين الطاقة، بما في ذلك إدارة الشحن والتفريغ، وإرسال الطاقة، وتحسين الطاقة.
   • مثال على ذلك: في الشبكة الذكية، تعمل نظم الإدارة البيئية على تحسين جداول الشحن والتفريغ لأنظمة تخزين الطاقة بناءً على متطلبات حمل الشبكة وتقلبات أسعار الكهرباء، مما يقلل من تكاليف الكهرباء.
2. مراقبة الحالة
   • الوظيفة: المراقبة في الوقت الحقيقي للحالة التشغيلية لأنظمة تخزين الطاقة، وجمع البيانات عن البطاريات وأجهزة الكمبيوتر والأنظمة الفرعية الأخرى لتحليلها وتشخيصها.
   • مثال على ذلك: في نظام الشبكة الكهربائية المصغرة، يراقب نظام إدارة الطاقة الحالة التشغيلية لجميع معدات الطاقة، ويكتشف الأعطال على الفور لإجراء الصيانة والتعديلات.
3. إدارة الأعطال
   • الوظيفة: يكتشف الأعطال والظروف غير الطبيعية أثناء تشغيل النظام، ويتخذ التدابير الوقائية على الفور لضمان سلامة النظام وموثوقيته.
   • مثال على ذلك: في مشروع تخزين الطاقة على نطاق واسع، عندما يكتشف نظام إدارة الطاقة وجود عطل في أحد أجهزة الكمبيوتر الشخصي، يمكنه التحول على الفور إلى جهاز كمبيوتر احتياطي لضمان استمرار تشغيل النظام.
4. التحسين والجدولة
   • الوظيفة: تحسين جداول الشحن والتفريغ لأنظمة تخزين الطاقة بناءً على متطلبات الأحمال وأسعار الطاقة والعوامل البيئية، مما يحسن الكفاءة الاقتصادية للنظام وفوائده.
   • مثال على ذلك: في الحديقة التجارية، يقوم نظام الإدارة البيئية بجدولة أنظمة تخزين الطاقة بذكاء بناءً على تقلبات أسعار الكهرباء والطلب على الطاقة، مما يقلل من تكاليف الكهرباء ويحسن كفاءة استخدام الطاقة.

سيناريوهات التطبيق

• الشبكة الذكية: يقوم نظام إدارة الطاقة بتنسيق أنظمة تخزين الطاقة ومصادر الطاقة المتجددة والأحمال داخل الشبكة، مما يؤدي إلى تحسين كفاءة استخدام الطاقة واستقرار الشبكة.
• الشبكات الصغيرة: في أنظمة الشبكات الصغيرة، يقوم نظام الإدارة البيئية بتنسيق مصادر الطاقة والأحمال المختلفة، مما يحسن موثوقية النظام واستقراره.
• المجمعات الصناعية: يعمل نظام الإدارة البيئية على تحسين تشغيل أنظمة تخزين الطاقة، مما يقلل من تكاليف الطاقة ويحسن كفاءة استخدام الطاقة.

المواصفات الفنية

• القدرة على المعالجة: يجب أن يتمتع نظام إدارة البيئة بقدرات قوية على معالجة البيانات وتحليلها، وقادر على التعامل مع معالجة البيانات على نطاق واسع وتحليلها في الوقت الفعلي.
• واجهة الاتصال: يحتاج نظام الإدارة البيئية إلى دعم مختلف واجهات وبروتوكولات الاتصالات، مما يتيح تبادل البيانات مع الأنظمة والمعدات الأخرى.
• الموثوقية: بصفتها وحدة الإدارة الأساسية لأنظمة تخزين الطاقة، فإن موثوقية نظام الإدارة البيئية أمر بالغ الأهمية، مما يتطلب تشغيلًا مستقرًا في بيئات العمل المختلفة.

4. حزمة البطارية

إن حزمة البطارية هو جهاز تخزين الطاقة الأساسي في أنظمة تخزين البطاريات التجاريةتتألف من خلايا بطاريات متعددة مسؤولة عن تخزين الطاقة الكهربائية. يؤثر اختيار حزمة البطارية وتصميمها بشكل مباشر على سعة النظام وعمره الافتراضي وأدائه. شائعة أنظمة تخزين الطاقة التجارية والصناعية القدرات هي بطارية بقوة 100 كيلوواط/ساعة و بطارية بقوة 200 كيلوواط/ساعة.

الوظائف والأدوار

1. تخزين الطاقة
   • الوظيفة: تخزين الطاقة خارج فترات الذروة لاستخدامها خلال فترات الذروة، مما يوفر إمدادات طاقة مستقرة وموثوقة.
   • مثال على ذلك: في مبنى تجاري، تقوم حزمة البطاريات بتخزين الكهرباء خارج ساعات الذروة وتزويدها خلال ساعات الذروة، مما يقلل من تكاليف الكهرباء.
2. مزود الطاقة
   • الوظيفة: يوفر الإمداد بالطاقة أثناء انقطاع الشبكة أو نقص الطاقة، مما يضمن استمرار تشغيل المعدات الحيوية.
   • مثال على ذلك: في مركز البيانات، توفر حزمة البطاريات إمدادات الطاقة في حالات الطوارئ أثناء انقطاع الشبكة، مما يضمن تشغيل المعدات الحيوية دون انقطاع.
3. موازنة التحميل
   • الوظيفة: يوازن أحمال الطاقة عن طريق إطلاق الطاقة أثناء ذروة الطلب وامتصاص الطاقة أثناء انخفاض الطلب، مما يحسن استقرار الشبكة.
   • مثال على ذلك: في الشبكة الذكية، تطلق حزمة البطاريات الطاقة أثناء ذروة الطلب لموازنة أحمال الطاقة والحفاظ على استقرار الشبكة.
4. الطاقة الاحتياطية
   • الوظيفة: يوفر طاقة احتياطية أثناء حالات الطوارئ، مما يضمن التشغيل المستمر للمعدات الحيوية.
   • مثال على ذلك: في المستشفيات أو مراكز البيانات، توفر حزمة البطاريات طاقة احتياطية أثناء انقطاع الشبكة، مما يضمن تشغيل المعدات الحيوية دون انقطاع.

سيناريوهات التطبيق

• تخزين الطاقة في المنزل: تقوم حزم البطاريات بتخزين الطاقة التي تولدها الألواح الشمسية أثناء النهار لاستخدامها في الليل، مما يقلل من الاعتماد على الشبكة ويوفر في فواتير الكهرباء.
• المباني التجارية: تقوم حزم البطاريات بتخزين الطاقة في غير فترات الذروة لاستخدامها خلال فترات الذروة، مما يقلل من تكاليف الكهرباء ويحسن كفاءة الطاقة.
• تخزين الطاقة الصناعية: تقوم حزم البطاريات كبيرة الحجم بتخزين الطاقة في غير فترات الذروة لاستخدامها خلال فترات الذروة، مما يوفر إمدادات طاقة مستقرة وموثوقة ويحسن استقرار الشبكة.

المواصفات الفنية

• كثافة الطاقة: كثافة طاقة أعلى تعني سعة تخزين طاقة أكبر في حجم أصغر. على سبيل المثال، يمكن أن توفر بطاريات الليثيوم أيون عالية الكثافة في الطاقة أوقات استخدام أطول ومخرجات طاقة أعلى.
• دورة الحياة: يعد عمر دورة حزم البطاريات أمرًا بالغ الأهمية لأنظمة تخزين الطاقة. فالعمر الأطول للدورة يعني إمدادات طاقة أكثر استقرارًا وموثوقية بمرور الوقت. على سبيل المثال، بطاريات الليثيوم أيون عالية الجودة عادةً ما يكون لها دورة حياة أطول من 2000 دورة، مما يضمن إمدادات طاقة مستقرة طويلة الأجل.
• السلامة: تحتاج حزم البطاريات إلى ضمان السلامة والموثوقية، مما يتطلب 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

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

سيناريوهات التطبيق

• محطات تخزين الطاقة على نطاق واسع: تحافظ أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء HVAC على بيئة التشغيل المثلى لحزم البطاريات والمكونات الأخرى، مما يضمن التشغيل الفعال والموثوق.
• محطات تخزين الطاقة الساحلية: تتحكم أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء في مستويات الرطوبة، مما يمنع تآكل حزم البطاريات والمكونات الإلكترونية.
• محطات تخزين الطاقة الصحراوية: تحافظ أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء على الهواء النظيف والتهوية المناسبة، مما يمنع الغبار والسخونة الزائدة.

المواصفات الفنية

• نطاق درجة الحرارة: تحتاج أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء إلى الحفاظ على درجة الحرارة ضمن النطاق الأمثل لأنظمة تخزين الطاقة، وعادةً 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، وعادةً ما تتراوح الرطوبة النسبية بين 30% و70%.
• جودة الهواء: تحتاج أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء إلى الحفاظ على هواء نظيف داخل أنظمة تخزين الطاقة، مما يمنع الغبار والملوثات من التأثير على أداء المكونات.
• معدل التهوية: تحتاج أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء إلى ضمان التهوية المناسبة داخل أنظمة تخزين الطاقة، وإزالة الحرارة ومنع ارتفاع درجة الحرارة.

6. الحماية والقواطع الكهربائية

تعتبر قواطع الحماية والدوائر الكهربائية ضرورية لضمان سلامة وموثوقية أنظمة تخزين الطاقة. فهي توفر الحماية ضد التيار الزائد والدوائر القصيرة والأعطال الكهربائية الأخرى، مما يمنع تلف المكونات ويضمن التشغيل الآمن لأنظمة تخزين الطاقة.

الوظائف والأدوار

1. الحماية من التيار الزائد
   • الوظيفة: يحمي أنظمة تخزين الطاقة من التلف الناتج عن التيار الزائد، ويمنع ارتفاع درجة الحرارة ومخاطر الحريق.
   • مثال على ذلك: في نظام تخزين الطاقة التجاري، تمنع أجهزة الحماية من التيار الزائد تلف حزم البطاريات والمكونات الأخرى بسبب التيار الزائد.
2. حماية الدائرة القصيرة
   • الوظيفة: يحمي أنظمة تخزين الطاقة من التلف الناتج عن قصر الدارات الكهربائية، ويمنع مخاطر الحريق ويضمن التشغيل الآمن للمكونات.
   • مثال على ذلك: في نظام تخزين الطاقة المنزلي، تمنع أجهزة الحماية من قصر الدائرة الكهربائية تلف حزم البطاريات والمكونات الأخرى بسبب قصر الدائرة الكهربائية.
3. الحماية من زيادة التيار الكهربائي
   • الوظيفة: يحمي أنظمة تخزين الطاقة من التلف الناتج عن زيادة الجهد، مما يمنع تلف المكونات ويضمن التشغيل الآمن للأنظمة.
   • مثال على ذلك: في نظام تخزين الطاقة الصناعي، تمنع أجهزة الحماية من زيادة التيار الكهربائي تلف حزم البطاريات والمكونات الأخرى بسبب زيادة الجهد.
4. الحماية من الأعطال الأرضية
   • الوظيفة: يحمي أنظمة تخزين الطاقة من التلف الناتج عن الأعطال الأرضية، ويمنع مخاطر الحريق ويضمن التشغيل الآمن للمكونات.
   • مثال على ذلك: في نظام تخزين الطاقة واسع النطاق، تمنع أجهزة الحماية من الأعطال الأرضية تلف حزم البطاريات والمكونات الأخرى بسبب الأعطال الأرضية.

سيناريوهات التطبيق

• تخزين الطاقة في المنزل: تضمن قواطع الحماية والدوائر الكهربائية التشغيل الآمن لأنظمة تخزين الطاقة المنزلية، مما يمنع تلف حزم البطاريات والمكونات الأخرى بسبب الأعطال الكهربائية.
• المباني التجارية: تضمن قواطع الحماية والدوائر الكهربائية التشغيل الآمن لأنظمة تخزين الطاقة التجارية، مما يمنع تلف حزم البطاريات والمكونات الأخرى بسبب الأعطال الكهربائية.
• تخزين الطاقة الصناعية: تضمن قواطع الحماية والدوائر الكهربائية التشغيل الآمن لأنظمة تخزين الطاقة الصناعية، مما يمنع تلف حزم البطاريات والمكونات الأخرى بسبب الأعطال الكهربائية.

المواصفات الفنية

• التصنيف الحالي: يجب أن تتمتع قواطع الحماية والدوائر الكهربائية بالتصنيف الحالي المناسب لنظام تخزين الطاقة، مما يضمن الحماية المناسبة ضد التيار الزائد والدوائر القصيرة.
• تصنيف الجهد: يجب أن تتمتع قواطع الحماية والدوائر الكهربائية بتصنيف الجهد المناسب لنظام تخزين الطاقة، مما يضمن الحماية المناسبة ضد ارتفاعات الجهد والأعطال الأرضية.
• وقت الاستجابة: يجب أن تتمتع قواطع الحماية والدوائر الكهربائية بوقت استجابة سريع، مما يضمن الحماية الفورية من الأعطال الكهربائية ومنع تلف المكونات.
• الموثوقية: يجب أن تكون قواطع الحماية والدوائر الكهربائية موثوقة للغاية، مما يضمن التشغيل الآمن لأنظمة تخزين الطاقة في بيئات العمل المختلفة.

7. نظام المراقبة والاتصالات

إن نظام المراقبة والاتصالات ضروري لضمان التشغيل الفعال والموثوق لأنظمة تخزين الطاقة. فهو يوفر مراقبة في الوقت الحقيقي لحالة النظام وجمع البيانات وتحليلها والاتصالات، مما يتيح الإدارة والتحكم الذكيين لأنظمة تخزين الطاقة.

الوظائف والأدوار

1. المراقبة في الوقت الحقيقي
   • الوظيفة: يوفر مراقبة لحالة النظام في الوقت الفعلي، بما في ذلك معلمات حزمة البطارية وحالة أجهزة الكمبيوتر الشخصية والظروف البيئية.
   • مثال على ذلك: في محطة تخزين الطاقة على نطاق واسع، يوفر نظام المراقبة بيانات في الوقت الحقيقي عن معلمات حزمة البطارية، مما يتيح الكشف الفوري عن التشوهات والتعديلات.
2. جمع البيانات وتحليلها
   • الوظيفة: جمع البيانات من أنظمة تخزين الطاقة وتحليلها، مما يوفر رؤى قيمة لتحسين النظام وصيانته.
   • مثال على ذلك: في الشبكة الذكية، يقوم نظام المراقبة بجمع البيانات عن أنماط استخدام الطاقة، مما يتيح الإدارة الذكية لأنظمة تخزين الطاقة وتحسينها.
3. التواصل
   • الوظيفة: تمكين الاتصال بين أنظمة تخزين الطاقة والأنظمة الأخرى، مما يسهل تبادل البيانات والإدارة الذكية.
   • مثال على ذلك: في نظام الشبكة المصغرة، يتيح نظام الاتصالات تبادل البيانات بين أنظمة تخزين الطاقة ومصادر الطاقة المتجددة والأحمال، مما يؤدي إلى تحسين تشغيل النظام.

4. الإنذارات والإشعارات
   • الوظيفة: يوفر إنذارات وإشعارات في حالة وجود خلل في النظام، مما يتيح الكشف الفوري عن المشكلات وحلها.
   • مثال على ذلك: في نظام تخزين الطاقة التجاري، يوفر نظام المراقبة إنذارات وإشعارات في حالة وجود خلل في حزمة البطارية، مما يتيح الحل الفوري للمشاكل.

سيناريوهات التطبيق

• محطات تخزين الطاقة على نطاق واسع: توفر أنظمة المراقبة والاتصالات المراقبة في الوقت الحقيقي، وجمع البيانات، والتحليل، والاتصالات، مما يضمن التشغيل الفعال والموثوق.
• الشبكات الذكية: تمكّن أنظمة المراقبة والاتصالات من الإدارة الذكية لأنظمة تخزين الطاقة وتحسين كفاءة استخدام الطاقة واستقرار الشبكة.
• الشبكات الصغيرة: تتيح أنظمة المراقبة والاتصالات تبادل البيانات والإدارة الذكية لأنظمة تخزين الطاقة، مما يحسن موثوقية النظام واستقراره.

المواصفات الفنية

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

8. أنظمة تخزين الطاقة التجارية المخصصة

كامادا باور هو الشركات المصنعة لتخزين الطاقة C&I و شركات تخزين الطاقة التجارية. تلتزم كامادا باور بتوفير حلول تخزين الطاقة التجارية لتلبية احتياجات أعمالك التجارية والصناعية الخاصة بأنظمة تخزين الطاقة التجارية والصناعية.

ميزتنا:

1. التخصيص حسب الطلب: نحن نفهم بعمق متطلبات نظام تخزين الطاقة التجارية والصناعية الفريدة الخاصة بك. من خلال قدرات التصميم والهندسة المرنة، نقوم بتخصيص أنظمة تخزين الطاقة التي تلبي متطلبات المشروع، مما يضمن الأداء والكفاءة المثلى.
2. الابتكار والريادة التكنولوجية: من خلال تطوير التكنولوجيا المتقدمة والمراكز الرائدة في هذا المجال، ندفع باستمرار الابتكار في تكنولوجيا تخزين الطاقة لتزويدك بحلول متطورة لتلبية متطلبات السوق المتطورة.
3. ضمان الجودة والموثوقية: نلتزم التزامًا صارمًا بالمعايير الدولية ISO 9001 وأنظمة إدارة الجودة العالمية، مما يضمن خضوع كل نظام تخزين طاقة لاختبارات صارمة والتحقق من صحته لتقديم جودة وموثوقية متميزة.
4. الدعم والخدمات الشاملة: من الاستشارة الأولية إلى التصميم والتصنيع والتركيب وخدمة ما بعد البيع، نقدم لك الدعم الكامل لضمان حصولك على خدمة احترافية وفي الوقت المناسب طوال دورة حياة المشروع.
5. الاستدامة والتوعية البيئية: نحن ملتزمون بتطوير حلول طاقة صديقة للبيئة، وتحسين كفاءة الطاقة، وتقليل البصمة الكربونية لخلق قيمة مستدامة طويلة الأجل لك وللمجتمع.

من خلال هذه المزايا، نحن لا نلبي احتياجاتك العملية فحسب، بل نوفر أيضاً حلولاً مبتكرة وموثوقة وفعالة من حيث التكلفة لأنظمة تخزين الطاقة التجارية والصناعية المخصصة لمساعدتك على النجاح في السوق التنافسية.

انقر فوق للتواصل مع كامادا باور احصل على حلول تخزين الطاقة التجارية

الخاتمة

أنظمة تخزين الطاقة التجارية هي أنظمة معقدة متعددة المكونات. بالإضافة إلى محولات تخزين الطاقة (أجهزة الكمبيوتر الشخصية)، وأنظمة إدارة البطارية (BMS)، وأنظمة إدارة الطاقة (خدمات الطوارئ الطبية)، وحزمة البطارية، ونظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، والحماية وقواطع الدائرة، وأنظمة المراقبة والاتصالات هي أيضًا مكونات بالغة الأهمية. تتعاون هذه المكونات لضمان التشغيل الفعال والآمن والمستقر لأنظمة تخزين الطاقة. من خلال فهم وظائف هذه المكونات الأساسية وأدوارها وتطبيقاتها ومواصفاتها الفنية، يمكنك فهم التركيب والمبادئ التشغيلية لأنظمة تخزين الطاقة التجارية بشكل أفضل، مما يوفر رؤى أساسية للتصميم والاختيار والتطبيق.

المدونات ذات الصلة الموصى بها

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

الأسئلة الشائعة

ما هو نظام تخزين الطاقة C&I؟

A نظام تخزين الطاقة C&I مصممة خصيصاً للاستخدام في البيئات التجارية والصناعية مثل المصانع ومباني المكاتب ومراكز البيانات والمدارس ومراكز التسوق. تلعب هذه الأنظمة دوراً حاسماً في تحسين استهلاك الطاقة وخفض التكاليف وتوفير الطاقة الاحتياطية ودمج مصادر الطاقة المتجددة.

وتختلف أنظمة تخزين الطاقة في المنشآت التجارية والصناعية عن الأنظمة السكنية بشكل رئيسي في قدراتها الأكبر، وهي مصممة لتلبية الطلب العالي على الطاقة في المنشآت التجارية والصناعية. في حين أن الحلول القائمة على البطاريات، التي تستخدم عادةً بطاريات الليثيوم أيون، هي الأكثر شيوعًا نظرًا لكثافة الطاقة العالية وعمر الدورة الطويل والكفاءة، فإن التقنيات الأخرى مثل تخزين الطاقة الحرارية وتخزين الطاقة الميكانيكية وتخزين الطاقة الهيدروجينية هي أيضًا خيارات قابلة للتطبيق اعتمادًا 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 للبيئات التجارية والصناعية. يتم شحن هذه الأنظمة باستخدام الكهرباء من مصادر الطاقة المتجددة مثل الألواح الشمسية أو توربينات الرياح، أو من الشبكة خلال فترات خارج أوقات الذروة. يضمن نظام إدارة البطارية (BMS) أو وحدة التحكم في الشحن الشحن الشحن الآمن والفعال.

يتم تحويل الطاقة الكهربائية المخزنة في البطاريات إلى طاقة كيميائية. ثم يقوم العاكس بتحويل طاقة التيار المباشر (DC) المخزنة إلى تيار متناوب (AC)، مما يوفر الطاقة لمعدات وأجهزة المنشأة. وتسمح ميزات المراقبة والتحكم المتقدمة لمديري المرافق بتتبع توليد الطاقة وتخزينها واستهلاكها، مما يؤدي إلى تحسين استخدام الطاقة وتقليل التكاليف التشغيلية. يمكن لهذه الأنظمة أيضًا التفاعل مع الشبكة، والمشاركة في برامج الاستجابة للطلب، وتوفير خدمات الشبكة، وتصدير الطاقة المتجددة الزائدة.

من خلال إدارة استهلاك الطاقة، وتوفير الطاقة الاحتياطية، ودمج الطاقة المتجددة، تعمل أنظمة تخزين الطاقة في قطاعي الأعمال التجارية والصناعية على تعزيز كفاءة الطاقة وتقليل التكاليف ودعم جهود الاستدامة.

فوائد أنظمة تخزين الطاقة التجارية والصناعية (C&I)

• تقليل الذروة وتغيير الأحمال: يقلل من فواتير الطاقة من خلال استخدام الطاقة المخزنة خلال فترات ذروة الطلب. على سبيل المثال، يمكن للمبنى التجاري أن يخفض تكاليف الكهرباء بشكل كبير باستخدام نظام تخزين الطاقة خلال فترات ذروة الطلب، مما يحقق التوازن بين فترات ذروة الطلب وتحقيق وفورات سنوية في الطاقة تصل إلى آلاف الدولارات.
• طاقة احتياطية: 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 يقلل من الخسائر المحتملة بسبب انقطاع التيار الكهربائي.
• تكامل الطاقة المتجددة: تعظيم استخدام مصادر الطاقة المتجددة، وتحقيق أهداف الاستدامة. على سبيل المثال، من خلال الاقتران مع الألواح الشمسية أو توربينات الرياح، يمكن لنظام تخزين الطاقة تخزين الطاقة المولدة خلال الأيام المشمسة واستخدامها خلال الليل أو الطقس الغائم، مما يحقق اكتفاءً ذاتياً أعلى في الطاقة ويقلل من البصمة الكربونية.
• دعم الشبكة: المشاركة في برامج الاستجابة للطلب، وتحسين موثوقية الشبكة. على سبيل المثال، يمكن لنظام تخزين الطاقة في المجمع الصناعي أن يستجيب بسرعة لأوامر إرسال الشبكة، وتعديل إنتاج الطاقة لدعم موازنة الشبكة والتشغيل المستقر، مما يعزز مرونة الشبكة ومرونتها.
• تعزيز كفاءة الطاقة: تحسين استخدام الطاقة وتقليل الاستهلاك الكلي. على سبيل المثال، يمكن لمصنع التصنيع إدارة متطلبات الطاقة للمعدات باستخدام نظام تخزين الطاقة، مما يقلل من هدر الكهرباء ويحسن كفاءة الإنتاج ويعزز كفاءة استخدام الطاقة.
• تحسين جودة الطاقة: استقرار الجهد، مما يخفف من تقلبات الشبكة. على سبيل المثال، أثناء تذبذب جهد الشبكة أو انقطاع التيار الكهربائي المتكرر، يمكن لنظام تخزين الطاقة أن يوفر طاقة مستقرة مما يحمي المعدات من تغيرات الجهد الكهربائي ويطيل عمر المعدات ويقلل من تكاليف الصيانة.

لا تعزز هذه المزايا كفاءة إدارة الطاقة في المنشآت 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 البطاريات: وتستخدم هذه الأنظمة تقنيات بطاريات متقدمة مثل بطاريات الليثيوم أيون أو بطاريات الرصاص الحمضية أو بطاريات التدفق. على سبيل المثال، يمكن لبطاريات الليثيوم أيون أن تحقق كثافة طاقة تتراوح بين 150 و250 واط/ساعة لكل كيلوغرام، مما يجعلها ذات كفاءة عالية لتطبيقات تخزين الطاقة مع دورة حياة طويلة.
• تخزين الطاقة الحرارية: يخزن هذا النوع من الأنظمة الطاقة في شكل حرارة أو برودة. ويمكن لمواد تغير الطور المستخدمة في أنظمة تخزين الطاقة الحرارية أن تحقق كثافة تخزين للطاقة تتراوح بين 150 و500 ميجا جول لكل متر مكعب، مما يوفر حلولاً فعالة لإدارة متطلبات درجة حرارة المباني وتقليل الاستهلاك الكلي للطاقة.
• تخزين الطاقة الميكانيكية: توفر أنظمة تخزين الطاقة الميكانيكية، مثل الحذافات أو تخزين الطاقة بالهواء المضغوط (CAES)، كفاءة دورة عالية وقدرات استجابة سريعة. ويمكن أن تحقق أنظمة الحذافات كفاءة دورة تصل إلى 851 تيرابايت/كغ 7 تيرابايت وتخزين كثافة طاقة تتراوح بين 50 و130 كيلوجول لكل كيلوغرام، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب توصيل الطاقة الفورية واستقرار الشبكة.
• تخزين الطاقة الهيدروجينية: تقوم أنظمة تخزين الطاقة الهيدروجينية بتحويل الطاقة الكهربائية إلى هيدروجين من خلال التحليل الكهربائي، مما يحقق كثافة طاقة تتراوح بين 33 و143 ميجا جول لكل كيلوغرام (MJ/kg). وتوفر هذه التقنية قدرات 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، والمعروفة أيضًا باسم المكثفات الفائقة، دورات شحن وتفريغ سريعة للتطبيقات عالية الطاقة. ويمكنها تحقيق كثافة طاقة تتراوح من 3 إلى 10 واط/ساعة لكل كيلوغرام (Wh/kg) وتوفر حلولاً فعالة لتخزين الطاقة للتطبيقات التي تتطلب دورات شحن وتفريغ متكررة دون تدهور كبير.

يقدم كل نوع من أنواع أنظمة تخزين الطاقة C&I مزايا وقدرات فريدة من نوعها، مما يسمح للشركات والصناعات بتخصيص حلول تخزين الطاقة الخاصة بها لتلبية الاحتياجات التشغيلية المحددة، وتحسين استخدام الطاقة، وتحقيق أهداف الاستدامة بفعالية.