ما هو نظام تخزين طاقة البطارية؟

A نظام تخزين طاقة البطارية (BESS)هو نوع متخصص مننظام تخزين الطاقة (ESS). وهو يعمل من خلال الجمع بين عدة بطاريات قابلة لإعادة الشحن لتخزين الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح أو الطاقة الكهربائية، والتي يمكن بعد ذلك إطلاقها عند الحاجة. في الأساس، يعمل مثل شاحن الهاتف المحمول، باستثناء أن مصدر الطاقة الخاص به ليس مخصصًا للأجهزة المحمولة، بل للمنازل أو المتاجر أو حتى المصانع بأكملها.

سواء تم استخدامها كنظام طاقة شمسية منزلي بقدرة 20 كيلو واتأو مشروعًا كبيرًا على مستوى الشبكة-، يلعب BESS دورًا نشطًا في دمج الطاقة المتجددة في الشبكة وفي إزالة الذروة وملء الأودية.

لا يتكون نظام تخزين طاقة البطارية الكامل من البطاريات وحدها؛ ويتضمن أيضًا العديد من المكونات الأساسية الأخرى. هذه المكونات الرئيسية هي:

• وحدات بطارية LFPوهي الأجزاء التي تخزن الطاقة بالفعل.
• PCS (نظام تحويل الطاقة)، الذي يحول الكهرباء بين التيار المستمر والتيار المتردد، مما يسمح باستخدام الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح أو الكهرباء المخزنة بشكل طبيعي بواسطة الشبكة أو المنازل.
• نظام إدارة البطارية، والذي يحمي البطاريات من الشحن الزائد،-والتفريغ الزائد، والسخونة الزائدة، والمشكلات المحتملة الأخرى.
• نظام إدارة الطاقة، الذي يحدد متى يتم الشحن ومتى يتم تفريغه، مما يساعد المستخدمين على استخدام الطاقة بشكل أكثر كفاءة.

يمكن أن تختلف أنظمة تخزين طاقة البطارية بشكل كبير في الحجم.

• قد لا تخزن الأنظمة الصغيرة سوى بضعة كيلووات-ساعة، وهي مناسبة للاستخدام المنزلي أو السكني.
• يمكن للأنظمة الكبيرة تخزين مئات الآلاف من الكيلووات-ساعة، مما يوفر تخزينًا للطاقة على نطاق الشبكة-لمناطق بأكملها.

وهذا التنوع يجعلها مناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات، سواء للمنازل أو المناطق التجارية أو المناطق الصناعية.

أعظم قيمة أبيسيكمن في تخزين الكهرباء عندما يتجاوز العرض الطلب وإطلاقها عندما يرتفع الطلب. وهذا لا يؤدي إلى تحسين كفاءة استخدام الطاقة فحسب، بل يضمن أيضًا استمرار شبكة الطاقة في العمل بسلاسة خلال فترات الذروة أو الأحداث غير المتوقعة، مما يمنع نقص الطاقة الإقليمي أو انقطاع التيار الكهربائي على نطاق واسع.

كيف يعمل نظام تخزين طاقة البطارية؟

يشبه نظام تخزين طاقة البطارية بنك الطاقة العملاق. يمكنه التقاط الكهرباء من الشبكة أو المصادر المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح وتخزينها ثم إطلاقها عند الحاجة إلى الطاقة.

1. ثلاث خطوات رئيسية

• الشحن (تخزين الطاقة):عندما تكون الكهرباء وفيرة أو رخيصة، كما هو الحال خلال ساعات النهار المشمسة أو في الليل خارج معدلات الذروة-، يمتص النظام الكهرباء ويخزنها كطاقة كيميائية في خلايا البطارية.
• الإدارة (المراقبة):النظام لديه "الدماغ" يسمىنظام إدارة البطارية(BMS)، الذي يراقب حالة البطارية باستمرار لمنع ارتفاع درجة الحرارة أو الشحن الزائد/التفريغ.
• التفريغ (إطلاق الطاقة):عندما تكون الكهرباء نادرة أو باهظة الثمن أو أثناء انقطاع التيار الكهربائي المفاجئ، تقوم البطارية بتحويل الطاقة الكيميائية مرة أخرى إلى كهرباء وتوصيلها إلى المنازل أو المصانع أو الشبكة.

2. المكونات الأساسية

لإكمال العملية الموضحة أعلاه، يتضمن نظام تخزين طاقة البطارية عادةً المكونات الرئيسية التالية:

• وحدات البطارية:قلب تخزين الطاقة، ويتكون عادةً من آلاف خلايا أيون الليثيوم-.
• نظام تحويل الطاقة (PCS / العاكس):جهاز بالغ الأهمية. تقوم البطاريات بتخزين الكهرباء كتيار مباشر (DC)، بينما تستخدم الأضواء والشبكة التيار المتردد (AC). يتيح العاكس إمكانية التحويل ثنائي الاتجاه بين التيار المستمر والتيار المتردد.
• نظام إدارة البطارية (BMS):مسؤول عن سلامة البطارية ومراقبة الجهد والتيار ودرجة الحرارة.
• نظام إدارة الطاقة (EMS):يتعامل مع اتخاذ القرار-. فهو يحدد متى يتم الشحن، ومتى يتم بيع الكهرباء، وكيفية تحسين توفير التكاليف أو تحقيق الفوائد البيئية.

كيف يساعد BESS على دمج الطاقة الشمسية وطاقة الرياح بكفاءة؟

يمكن لنظام تخزين طاقة البطارية (BESS) أن يلعب دورًا داعمًا مهمًا عند دمج الطاقة الشمسية وطاقة الرياح في الشبكة. إذا قمت بتوصيل الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح مباشرة بالشبكة، فقد تنشأ العديد من المشكلات غير المتوقعة، والتي يمكن أن يكون حلها مزعجًا للغاية.

ما هي المزايا الأساسية اثنين من BESS؟

• كفاءة عالية في تحويل الطاقة: يمكن تخزين معظم مدخلات الكهرباء بشكل فعال وإطلاقها بواسطة BESS، مع الحد الأدنى من فقدان الطاقة.
• ميلي ثانية-مستوى سرعة الاستجابة: يمكن لـ BESS الاستجابة للتغيرات في الشبكة خلال فترة زمنية قصيرة للغاية (تتراوح من أجزاء من الألف من الثانية إلى بضعة أجزاء من الثانية). إذا لم تكن الاستجابة سريعة بما فيه الكفاية، فقد يؤدي ذلك إلى تقلبات الجهد، أو عدم استقرار الشبكة، أو حتى انقطاع التيار الكهربائي.

كيف يمكن لنظام تخزين طاقة البطارية إجراء عملية تحويل وقت الطاقة؟

تحويل وقت الطاقة-يعني "نقل" الكهرباء من فترة زمنية إلى أخرى للاستخدام. في بعض الأحيان، تكون الطاقة المولدة من الرياح والطاقة الشمسية غير مستقرة، مما قد يؤدي إلى فائض من الكهرباء.

في مثل هذه الحالات، يمكن لـ BESS تخزين الكهرباء الزائدة الناتجة عن الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح وإطلاقها عندما تكون الكهرباء غير كافية. ويساعد هذا في معالجة عدم التوافق بين توقيت توليد الطاقة المتجددة وذروة الطلب على الكهرباء.

على سبيل المثال، في أيام الأسبوع، يكون الناس في العمل أثناء النهار، لكن استهلاك الكهرباء يزداد في المساء. في بعض المناطق، يمكن أن يؤدي ذلك إلى عدم كفاية إمدادات الطاقة. في هذا الوقت، يمكن استخدام الطاقة الشمسية المخزنة بواسطة BESS خلال النهار بشكل فعال.

كيف يمكن لـ BESS الحفاظ على استقرار الشبكة أثناء الطقس القاسي؟

وتتقلب سرعة الرياح وشدة ضوء الشمس مع تغير الطقس، مما يتسبب في اختلاف توليد الطاقة. إذا تم تغذية هذه الكهرباء مباشرة إلى الشبكة، فقد يؤدي ذلك إلى مشكلات مثل عدم استقرار الجهد.

يمكن لـ BESS أن يخفف من مستويات الطاقة المتقلبة هذه بسرعة إلى إنتاج كهرباء مستقر وموحد نسبيًا، مما يضمن موثوقية الطاقة التي يتم توصيلها إلى الشبكة. وهذا يساعد في الحفاظ على الجهد والتردد الطبيعي، مما يمنع أي آثار سلبية على المعدات الكهربائية أو سلامة الشبكة.

كيف يمكن لـ BESS توفير الخدمات الإضافية مثل تنظيم الترددات والبداية السوداء؟

يمكّن نظام BESS طاقة الرياح والطاقة الشمسية من الاتصال بالشبكة بسهولة وأمان أكبر من خلال العديد من الوظائف الإضافية مثل البداية السوداء، والتكيف مع الشبكة الصغيرة، وحلاقة الذروة السريعة.

• تنظيم التردد: يمكن أن يتقلب تردد الشبكة في بعض الأحيان بسبب الاختلال بين العرض والطلب. يمكن لـ BESS إطلاق أو امتصاص الكهرباء بسرعة للحفاظ على استقرار التردد.
• البداية السوداء: عندما تتعرض الشبكة لانقطاع كامل للكهرباء، يمكن أن يبدأ نظام BESS بشكل مستقل ويوفر الطاقة الأولية للشبكة، مما يسمح لها باستئناف التشغيل تدريجيًا.

بمعنى آخر، لا يقوم BESS بتخزين الطاقة فحسب، بل يعمل أيضًا مثل "بطارية الطوارئ"، حيث يوفر الطاقة أثناء المواقف الحرجة أو التقلبات.

ما هي الطرق التي يمكن لـ BESS أن تجلب لك إيرادات إضافية؟

إن نظام BESS لا يجعل توليد طاقة الرياح والطاقة الشمسية أكثر استقرارًا ويقلل من هدر الكهرباء فحسب، بل يمكنه أيضًا توليد إيرادات إضافية من خلال الخدمات الإضافية والتفريغ المتغير للوقت.

تقليل هدر الكهرباء وزيادة إيرادات التوليد

عندما يتجاوز توليد الطاقة الطلب فجأة أو يصبح غير مستقر، قد تتطلب الشبكة محطة طاقة لتقليل الإنتاج أو إيقافه مؤقتًا لضمان السلامة والاستقرار. أي كهرباء يتم توليدها بما يتجاوز ما يمكن أن تقبله الشبكة تصبح "غير مستخدمة" ويتم إهدارها. يمكن لـ BESS تخزين هذه الكهرباء الزائدة وإطلاقها عند الحاجة، مما يقلل النفايات ويزيد الإيرادات من توليد الطاقة.

المشاركة في سوق الخدمات المساعدة للحصول على دخل إضافي

يمكن أن يوفر نظام BESS خدمات مثل تنظيم التردد وحلق الذروة، مما يوفر عوائد اقتصادية. على سبيل المثال، في ظل وقت-تسعير-استخدام الكهرباء، يمكن لـ BESS التفريغ خلال فترات ذروة الأسعار لتحقيق أرباح أعلى.

تصميم وحدات للتوسع القابل للتطوير

يمكن توسيع قدرة BESS حسب الحاجة لتتناسب مع حجم محطات الطاقة الشمسية وطاقة الرياح المختلفة، مما يسمح بالنشر المرن والقابل للتطوير.

كيف يمكن استخدام نظام BESS السكني والتجاري والصناعي للاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية-وخفض أوقات الذروة؟

السكنية والتجارية والصناعيةأنظمة تخزين طاقة البطاريةتعمل جميعها وفقًا للمنطق الأساسي المتمثل في تخزين الطاقة وإطلاقها عند الطلب، والتكيف مع الاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية-وخفض استهلاك الطاقة. ومع ذلك، تؤدي الاختلافات في سيناريوهات الطلب على الكهرباء واستخدامها إلى اتباع نهج مختلف لكل نوع.

فيما يتعلق بالاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية-، تقوم الأنواع الثلاثة جميعها بتخزين فائض الكهرباء الناتج عن الألواح الشمسية وتوربينات الرياح أثناء النهار، مما يعالج انقطاع الطاقة الكهروضوئية ويضمن توفر الكهرباء أثناء الفترات الغائمة أو الخالية من الرياح.

لذروة الحلاقة،بس السكنيةيركز على تسهيل ذروة الطلب على الكهرباء المنزلية وخفض فواتير الكهرباء. يهدف BESS التجاري في المقام الأول إلى خفض تكاليف التشغيل لمراكز التسوق ومباني المكاتب والمرافق المماثلة، فضلاً عن تقليل نفقات ترقية المحولات. تم تصميم BESS الصناعي لتوفير طاقة مستمرة لخطوط الإنتاج التي تعمل لفترات طويلة، مع التفريغ المرن لتقليل أحمال الذروة وضمان التشغيل المستقر لمعدات الإنتاج.

نظام تخزين طاقة البطارية السكنية

كيف يدعم الاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية-؟

معايير التوافق الواضحة

بيس السكنيةهو الحجم والمصممة لتتناسب مع انتاج الطاقة الشمسية والاستهلاك اليومي للكهرباء للأسر المتوسطة. وهذا يضمن أن تتمكن العائلات من الاستفادة من أكبر قدر ممكن من الطاقة الشمسية-المولدة ذاتيًا بدلاً من الاعتماد كليًا على الشبكة.

الوقت-الشحن والتفريغ المتغير

يعمل نظام Residential BESS على تمكين "الشحن والتفريغ المتغيرين بمرور الوقت"، وتوزيع الكهرباء بذكاء استنادًا إلى أنماط الاستخدام ومستويات توليد الطاقة الشمسية. خاصة:

• أثناء النهار مع وفرة من أشعة الشمس: يتم استخدام الطاقة الشمسية لأول مرة لتزويد الأجهزة المنزلية العاملة بشكل مباشر مثل الثلاجات وأجهزة التلفزيون. يتم تخزين أي كهرباء فائضة في نظام تخزين الطاقة المنزلي.
• أثناء الليل، في الصباح الباكر، أو الأيام الغائمة/الممطرة مع عدم كفاية ضوء الشمس: عندما يكون توليد الطاقة الشمسية غير كاف، يطلق نظام BESS الكهرباء المخزنة لضمان التشغيل الطبيعي للأجهزة مثل الإضاءة وسخانات المياه.

استخدام فعال أثناء النهار ونسخ احتياطي موثوق أثناء الليل

• التحسين الذكي: يمكن لبعض أنظمة BESS المجهزة بأنظمة التحكم الذكية ضبط نسب الشحن والتفريغ بمرونة بناءً على توقعات الطقس وظروف ضوء الشمس. وهذا يسمح لنظام التخزين بتكملة توليد الطاقة الشمسية بشكل أفضل، مما يزيد من كفاءة الاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية المنزلية-.
• النسخ الاحتياطي في حالات الطوارئ: في حالة انقطاع التيار الكهربائي المفاجئ في الشبكة، يمكن أن يعمل نظام BESS السكني كمصدر طاقة احتياطي لتزويد الأجهزة الحيوية مثل الثلاجات والإضاءة والمعدات الطبية، مما يضمن تشغيلها الطبيعي وتقليل الإزعاج الناجم عن انقطاع التيار الكهربائي.

كيف يحقق BESS السكني ذروة الحلاقة؟

التعديل الذكي بناءً على سياسات التعريفات

في العديد من المناطق، تعتمد الكهرباء السكنية تسعير وقت-الاستخدام (TOU)، حيث تكون أسعار الكهرباء أعلى خلال ساعات الذروة وتنخفض خلال-ساعات خارج الذروة. يمكن لنظام BESS السكني ضبط أوقات الشحن والتفريغ تلقائيًا: فهو يتم الشحن خارج ساعات الذروة (على سبيل المثال، الليل) عندما تكون المعدلات منخفضة ويتم تفريغها خلال ساعات الذروة (على سبيل المثال، أثناء النهار أو فترات الاستخدام المنزلي المرتفع) عندما تكون المعدلات مرتفعة، وبالتالي تقليل تكاليف الكهرباء.

التفريغ خلال فترات ذروة الاستخدام المنزلي

عادةً ما يصل الطلب المنزلي على الكهرباء إلى ذروته في المساء، منذ عودة السكان إلى منازلهم من العمل حتى وقت النوم. خلال هذه الفترة، ارتفع استخدام الأجهزة المنزلية، وتوقف توليد الطاقة الشمسية في الغالب، وكانت معدلات كهرباء الشبكة في أعلى مستوياتها. يقوم نظام BESS السكني بإطلاق الكهرباء المخزنة خلال هذه النافذة، مما يقلل بشكل فعال من الطلب على الطاقة في أوقات الذروة ويخفض تكلفة شراء شبكة الكهرباء باهظة الثمن مع تحقيق نتائج كبيرة.

دعم الأجهزة-عالية الطاقة

يمكن للكهرباء التي يتم تفريغها من خلال نظام BESS السكني أن تلبي الاحتياجات التشغيلية -للأجهزة المنزلية عالية الطاقة، مما يوفر المزيد من التكاليف المرتبطة باستهلاك الكهرباء في ساعة الذروة-.

نظام تخزين طاقة البطارية التجارية

كيف يدعم الاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية-؟

يتم تجهيز المباني التجارية بألواح شمسية أكبر وقدرة-أعلىبطاريات تخزين الطاقة.تتطلب مواقع مثل مراكز التسوق ومباني المكاتب احتياجات كبيرة من الكهرباء، لذا فهي عادةً ما تقوم بتركيب مصفوفات كبيرة من الألواح الشمسية المقترنة ببطاريات معيارية عالية السعة-(تتراوح من 500 كيلووات في الساعة إلى 2000 كيلووات في الساعة). يمكن لهذه الأنظمة تخزين المزيد من الكهرباء وإمدادات الطاقة لفترات أطول.

تحقيق أقصى استفادة من استخدام الطاقة الشمسية-في الموقع أثناء النهار

خلال ساعات العمل النهارية، تتطلب مراكز التسوق قدرًا كبيرًا من الكهرباء للإضاءة والتكييف المركزي وأنظمة تسجيل النقد ومعدات التشغيل الأخرى. يتم إعطاء الأولوية للكهرباء المولدة من الطاقة الشمسية-لتشغيل هذه "الأجهزة المستخدمة بشكل نشط". وإذا تجاوز إنتاج الطاقة الشمسية الطلب الحالي على الكهرباء، فسيتم تخزين الطاقة الفائضة في BESS التجارية.

إمداد مستمر بالطاقة للمعدات الحيوية خلال فترات-حركة المرور المنخفضة أو بعد الإغلاق

في فترة ما بعد الظهر، عندما تقل حركة السير وتنخفض أحمال مكيفات الهواء، قد تستمر الألواح الشمسية في توليد قدر كبير من الكهرباء-في هذه المرحلة، تقوم محطة ESS التجارية بتخزين الطاقة الزائدة. بعد إغلاق المول في المساء، يمكن تشغيل أنظمة التخزين المبردة (المجمدات لحفظ المواد الغذائية)، وأنظمة الأمن، وكاميرات المراقبة، ومعدات الشبكات باستخدام الكهرباء التي توفرهانظام تخزين الطاقة التجاري.

ولا يلزم شراء هذه الكهرباء من الشبكة، مما يساعد المشغلين التجاريين على توفير تكاليف كبيرة.

كيف تحقق ESS التجارية ذروة الحلاقة؟

المرافق التجارية مثل مراكز التسوق ومحلات السوبر ماركت ومباني المكاتب تتحمل تكاليف عالية خلال فترات ذروة الطلب على الكهرباء. باستخدام BESS التجاري، يمكنهم الاستفادة من الكهرباء المخزنة خلال ساعات الذروة هذه بدلاً من شراء طاقة بمعدل-ذروة باهظ الثمن. بالإضافة إلى ذلك، فهو يمنع التحميل الزائد للمعدات الناتج عن الزيادات المفاجئة في الطلب على الكهرباء.

على سبيل المثال: غالبًا ما تواجه محلات السوبر ماركت ومراكز التسوق سيناريوهات حيث يدفع التدفق المفاجئ للعملاء في أيام الصيف الحارة المشغلين إلى زيادة قدرة تبريد تكييف الهواء، مما يؤدي إلى ارتفاع مفاجئ في حمل نظام الطاقة. يمكن أن يؤدي ذلك إلى مشكلات غير متوقعة مثل تعطل المعدات وانقطاع التيار الكهربائي المفاجئ.

نظام تخزين طاقة البطارية الصناعية

إذا كان هناك مصنع أو منطقة صناعية في منطقة تكثر فيها أشعة الشمس طوال العام-، فيمكن للمشغل استخدام -وحدة BESS ذات سعة صناعية كبيرة- لتخزين فائض الطاقة الشمسية. يوفر هذا النهج فائدتين رئيسيتين: تقليل تكاليف الكهرباء والحفاظ على تشغيل معدات الإنتاج أثناء انقطاع التيار الكهربائي. بالنسبة للمناطق ذات ضوء الشمس الوافر ولكن توليد الطاقة غير مستقر، يعد هذا اختيارًا معقولًا للغاية.

يعد نظام ESS الصناعي نظامًا "-أكبر حجمًا" بقدرة أعلى بكثير من نظيراته التجارية أو السكنية.

وتتراوح عادةً سعتها من عدة مئات إلى عدة آلاف من الكيلووات-ساعة. حجمها يتبع المبادئ التالية:

• بناءً على متوسط ​​استهلاك المصنع اليومي من الكهرباء
• مع الأخذ في الاعتبار فرق ذروة حمل الوادي- بين النهار والليل
• بالإضافة إلى هامش أمان إضافي

وهذا يضمن قدرة النظام على مطابقة قدرة توليد الطاقة لمجموعة كبيرة من الألواح الشمسية المثبتة على سطح المصنع.

خلال النهار: يتم إعطاء الأولوية للطاقة الشمسية لخطوط الإنتاج

يأتي الطلب على الكهرباء خلال النهار في المصنع بشكل أساسي من خطوط الإنتاج الآلية، ومعدات التبريد والتجميد، ومختلف المحركات والآلات الكبيرة، والضواغط، وأنظمة التهوية، وغيرها من الأجهزة. يتم استخدام كل الكهرباء المولدة من الطاقة الشمسية في-الموقع، مع إعطاء الأولوية لتشغيل هذه المرافق. إذا تجاوز إنتاج الطاقة الشمسية الطلب الحالي، فيمكن تخزين الكهرباء الفائضة في BESS الصناعية كطاقة احتياطية.

ما هي أفضل أنواع البطاريات لـ BESS: LFP، أو Ternary، أو -حمض الرصاص؟

يتم تصنيف البطاريات المستخدمة في أنظمة تخزين طاقة البطارية (BESS) بشكل أساسي إلى ثلاثة أنواع: بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد (LFP)، والليثيوم الثلاثي، وبطاريات الرصاص- الحمضية.

ومن بين هذه البطاريات، تبرز بطاريات LFP باعتبارها الخيار الأكثر تنوعًا وموثوقية من بين الثلاث، وذلك بفضل المزايا العديدة مثل الأداء الممتاز للسلامة، وعمر الدورة الطويل، والتشغيل-الخالي من الصيانة. تتمتع بطاريات الليثيوم الثلاثية بسلامة أقل نسبيًا، ولكن كثافة الطاقة الخاصة بها رائعة، مما يجعلها مناسبة لسيناريوهات التطبيق حيث تكون المساحة والوزن مقيدين بشكل صارم وتكون كثافة الطاقة العالية أولوية قصوى. بطاريات الرصاص-الحمضية، نظرًا لتكلفتها المنخفضة، مناسبة فقط لحالات الاستخدام قصيرة المدى-ومنخفضة التردد- مثل مصادر الطاقة الاحتياطية المؤقتة في حالات الطوارئ.

لأنظمة تخزين الطاقةالتي تحتاج إلى أن تكون في الخدمة لسنوات عديدة، فإن اختيار بطاريات LFP هو الخيار الأمثل، على الرغم من أن الاختيار المحدد لا يزال يعتمد على متطلبات الاستخدام الخاصة بك.

1. بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد (LFP): الخيار المفضل لمعظم سيناريوهات تخزين الطاقة

• سلامة استثنائية: اعتماد هيكل بلوري أوليفيني، فإن الروابط الكيميائية القوية لمجموعات الفوسفات تمنحه استقرارًا حراريًا متميزًا، مع درجة حرارة حرارية جامحة تتجاوز 800 درجة. في اختبارات ثقب الإبرة، ينبعث منها الدخان فقط دون لهب مفتوح؛ حتى في ظل الظروف القاسية مثل الاصطدامات أو الشحن الزائد، نادرًا ما يحدث احتراق عنيف. وفي الوقت نفسه، فهو لا يحتوي على معادن ثقيلة، مما يشكل مخاطر تلوث منخفضة أثناء إعادة التدوير ويتوافق مع المعايير البيئية مثل RoHS في الاتحاد الأوروبي.

• دورة حياة طويلة وتكلفة إجمالية منخفضة لدورة الحياة: عند عمق تفريغ يصل إلى 80% (DOD)،-يمكن لبطاريات LFP عالية الجودة إكمال ما بين 6000 إلى 8000 دورة شحن-، ويمكن أن تتجاوز بعض المنتجات-المتطورة 10000 دورة. مع دورة واحدة يوميًا في المتوسط، يمكن أن يصل عمر الخدمة إلى 10 إلى 15 عامًا. على الرغم من أن تكلفتها الأولية أعلى من تكلفة بطاريات الرصاص-الحمضية، إلا أن تكاليف استبدالها وصيانتها المنخفضة للغاية تجعلها الخيار الأكثر-فعالية من حيث التكلفة للاستخدام على المدى الطويل-.

• القدرة على التكيف البيئي القوي وكثافة الطاقة المحسنة باستمرار: يمكنها العمل بثبات ضمن نطاق درجة حرارة واسع يتراوح من -20 درجة إلى 60 درجة، والتكيف مع الظروف المناخية المختلفة. من خلال الابتكارات الهيكلية مثل تقنية Cell to Pack (CTP)، يمكن تحسين كثافة طاقة النظام بشكل أكبر. على سبيل المثال، تعمل بطارية Blade من BYD على زيادة كثافة طاقة النظام إلى 180 وات/كجم من خلال التخلص من تصميمات الوحدات، والتي لا تلبي متطلبات السعة لسيناريوهات تخزين الطاقة المختلفة فحسب، بل تتيح أيضًا التثبيت المرن.

2. بطاريات الليثيوم الثلاثية: مناسبة لسيناريوهات تخزين الطاقة التي تتطلب كثافة طاقة عالية

• ميزة كبيرة في كثافة الطاقة: تتراوح كثافة الطاقة الخاصة بها من 200 إلى 300 وات ساعة/كجم، وهي أعلى بكثير من بطاريات LFP وبطاريات الرصاص-الحمضية. تسمح لهم هذه الميزة بتوفير طاقة ذات سعة كبيرة- في حجم صغير وشكل خفيف الوزن، مما يجعلها مناسبة لمعدات تخزين الطاقة المتنقلة أو سيناريوهات تخزين الطاقة التجارية الصغيرة ذات القيود الصارمة على المساحة، مثل أنظمة تخزين الطاقة للطائرات بدون طيار والمرافق التجارية المتنقلة عالية الجودة.

• ضعف السلامة وارتفاع تكاليف الصيانة: يؤدي هيكلها الطبقي إلى ضعف الاستقرار الحراري. عندما يتجاوز محتوى النيكل 60%، يرتفع خطر الانفلات الحراري بشكل كبير. تنبعث بعض بطاريات الليثيوم الثلاثية (مثل NCM811) دخانًا خلال 1.2 ثانية وتنفجر وتحترق خلال 3 ثوانٍ في اختبارات ثقب الإبرة، مع درجة حرارة قصوى تبلغ 862 درجة . على الرغم من أن تقنيات مثل طلاء النانو- يمكنها تحسين السلامة، إلا أنها ستزيد بشكل كبير من تكاليف الإنتاج والصيانة لنظام البطارية.

• دورة حياة معتدلة: عند 80% من DOD، تتراوح مدة الدورة من 2500 إلى 3500 دورة، مع عمر خدمة يتراوح من 8 إلى 10 سنوات. سوف يؤدي التفريغ العميق المتكرر إلى تسريع تدهور القدرة؛ وفي التطبيقات العملية، غالبًا ما يلزم أن يقتصر عمق التفريغ على أقل من 70% لإطالة عمر الخدمة، مما يقلل من الطاقة الكهربائية الفعلية المتاحة للبطارية.

3. بطاريات الرصاص-الحمضية: مناسبة فقط لسيناريوهات تخزين الطاقة-المدى القصير والمنخفض-

• تكلفة أولية منخفضة وسلامة أساسية مضمونة: من بين الأنواع الثلاثة للبطاريات، فهي تتمتع بأقل تكلفة شراء أولية. تفاعلاتها الكيميائية مستقرة نسبيًا، وليست عرضة للانفلات الحراري أو الاحتراق أو الانفجار. بالنسبة لسيناريوهات تخزين الطاقة المؤقتة في حالات الطوارئ ذات الميزانيات المحدودة، مثل الطاقة الاحتياطية لمواقع البناء المؤقتة والمنافذ التجارية المؤقتة الصغيرة، فهي خيار قابل للتطبيق.

• كثافة طاقة منخفضة ووزن ثقيل: كثافة الطاقة لديهم هي فقط 30 إلى 50 وات ساعة/كجم. على سبيل المثال، يزن نظام تخزين طاقة بطارية الرصاص الحمضية بقدرة 10 كيلووات في الساعة-أكثر من 300 كجم، أي أكثر من ثلاثة أضعاف وزن نظام بطارية LFP بنفس السعة. وهذا يؤدي إلى ارتفاع التكاليف من حيث مساحة التثبيت والنقل والنشر.

• دورة حياة قصيرة وتكلفة إجمالية عالية: تتمتع بطاريات الرصاص الحمضية-العادية بدورة حياة تتراوح من 300 إلى 500 دورة فقط، وحتى بطاريات الرصاص الحمضية-الهلامية يمكن أن تصل إلى 800 إلى 1200 دورة فقط. تتراوح مدة خدمتها عادة من 2 إلى 5 سنوات، ويجب استبدالها كل سنة إلى سنتين في سيناريوهات ركوب الدراجات اليومية. بالإضافة إلى ذلك، فهي تعاني من مشاكل مثل التسرب والتآكل وارتفاع معدلات التفريغ الذاتي، مما يتطلب صيانة دورية. تؤدي هذه العوامل إلى تكلفة إجمالية أعلى بكثير للاستخدام على المدى الطويل-مقارنة ببطاريات الليثيوم-.

• مخاطر بيئية كبيرة: تحتوي على مواد سامة مثل الرصاص وحمض الكبريتيك. يمكن أن يؤدي التخلص غير السليم أو إعادة التدوير غير الفعالة إلى تلوث خطير للتربة والمياه، وهو ما لا يتوافق مع متطلبات حماية البيئة والكربون المنخفض- لتخزين الطاقة الحديثة، مما يؤدي إلى سيناريوهات تطبيق ضيقة بشكل متزايد.

ما هو عمر BESS وما هي الصيانة التي تتطلبها؟

العمر نظام تخزين طاقة البطارية (BESS)يتراوح عادةً من 10 إلى 15 عامًا أو أكثر، ويعتمد ذلك بشكل أساسي على نوع البطارية ودورات تفريغ الشحن- وظروف التشغيل. من بين جميع أنواع البطاريات، يتمتع حمض الرصاص-BESS بأقصر عمر، بينما يوفر فوسفات حديد الليثيوم (LFP) BESS عمرًا أطول. بالإضافة إلى ذلك، لضمان التشغيل المستقر وإطالة عمر الخدمة، يتطلب BESS نظام صيانة لدورة كاملة- يغطي المراقبة اليومية وعمليات الفحص الوقائي وإدارة صحة البطارية وتشخيص الأخطاء.

فوسفات الحديد الليثيومبيس

وهذا هو النوع الأكثر شيوعا حاليا. من بينها، يتمتع LFP BESS بعمر خدمة يصل إلى 10 - 15 سنة. تحت عمق تفريغ 80% (DOD)، يمكن أن تخضع المنتجات ذات الجودة العالية - لدورات تفريغ 6000 - 10000 شحن -. تتمتع بطارية الليثيوم الثلاثية - المستندة إلى BESS بعمر افتراضي أقصر، عادةً 8 - 10 سنة، مع دورات تفريغ 2500 - 3500 شحن - عند 80% DOD، كما أن التفريغ العميق المتكرر سيزيد من تسريع اضمحلال قدرتها.

حمض الرصاص - BESS

لديها قيود واضحة في خدمة الحياة. تحتوي بطاريات الرصاص الحمضية العادية - على 300 - 500 دورات تفريغ شحن - فقط، وحتى بطاريات الرصاص الحمضية الغروية - يمكن أن تصل فقط إلى 800 - 1200 دورات، مع عمر خدمة إجمالي يبلغ 2 - 5 سنة. توضح الحالة العملية أن صمام - بطارية الرصاص الحمضية المنظمة - المستندة إلى BESS - يعمل بشكل مستمر لمدة 11.5 سنة تقريبًا قبل استبداله، وهو ما يتجاوز قليلاً العمر الأولي المتوقع 8 - سنة.

متطلبات صيانة BESS

• الصيانة الروتينية اليومية: أولاً، قم بإجراء عمليات الفحص البصري، مثل فحص حاوية BESS بحثًا عن الخدوش وتقشير الطلاء وعلامات تسرب مكونات البطارية. بعد ذلك، قم بفحص الأنظمة الرئيسية لفترة وجيزة: تأكد من أن نظام التهوية لديه تدفق هواء دون عائق، وتأكد من عدم وجود وصلات فضفاضة في وصلات المكونات الكهربائية. بالإضافة إلى ذلك، قم بتسجيل بيانات التشغيل الأساسية مثل درجة حرارة البطارية والجهد الكهربي لوضع الأساس لتحليل الأداء اللاحق.

• منتظم في - صيانة العمق: بشكل أسبوعي، ركز على فحص النظام الكهربائي. استخدم أدوات احترافية لاكتشاف ما إذا كان التيار والجهد لنظام تحويل الطاقة مستقرين، والتحقق من اتصال الاتصال بين نظام إدارة الطاقة وكل مكون. على أساس شهري أو ربع سنوي، قم بإجراء صيانة عميقة -. يتضمن ذلك تحليل اتساق جهد الدائرة المفتوحة - والمقاومة الداخلية للتيار المستمر لحزمة البطارية بأكملها، وتنظيف قنوات الهواء ومرشحات تبديد الحرارة للمحول، ومعايرة نظام إدارة البطارية (BMS) لتحقيق توازن الخلايا وتجنب التقادم غير المتساوي لخلايا البطارية. علاوة على ذلك، قم بإجراء فحص دوري لنظام الحماية من الحرائق، مثل اختبار حساسية مستشعرات الحريق وفعالية عوامل مكافحة الحريق -.

• صحة البطارية - صيانة خاصة موجهة: التحكم بدقة في ظروف تشغيل البطارية. احتفظ بالبطارية ضمن نطاق درجة الحرارة الأمثل وهو 15 - 30 درجة. تجنب الشحن الزائد، والتفريغ الزائد عن -، والتدوير المفرط، واتبع بدقة حد DOD الموصى به من قبل الشركة المصنعة. اعتماد خوارزميات الشحن الذكية للحفاظ على دورات تفريغ الشحن المستقرة -. وفي الوقت نفسه، إنشاء نظام مخزون قطع الغيار للمكونات الرئيسية مثل وحدات البطارية. عند العثور على وحدات بطارية فردية قديمة أو معيبة، استبدلها في الوقت المناسب لمنعها من التأثير على التشغيل العام للنظام.

• استكشاف الأخطاء وإصلاحها وتحسين النظام: بالنسبة للمشاكل الشائعة، اتخذ التدابير المستهدفة. في حالة حدوث خلل في توازن الخلايا بسبب اختلاف درجات الشيخوخة، قم بإجراء عمليات معايرة BMS وموازنة الخلايا؛ إذا كان هناك فشل في الاتصال بالنظام بسبب خلل في البرامج، فقم بتحديث البرنامج الثابت وفحص أسلاك الاتصال. بالإضافة إلى ذلك، احتفظ بسجلات الصيانة التفصيلية لجميع العمليات. تتبع مؤشرات الأداء الرئيسية مثل كفاءة الرحلة ذهابًا وإيابًا - وتوافر المعدات. قم بتحليل الأسباب الجذرية للفشل وتحسين دورة الصيانة والعناصر وفقًا لذلك لتحسين نظام الصيانة بشكل مستمر.

ما هو مبدأ عمل BESS وكيف يعمل BMS وPCS؟

يتمثل منطق العمل الأساسي لنظام BESS في تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة كيميائية للتخزين من خلال حزمة بطارية، ثم تحويل الطاقة الكيميائية مرة أخرى إلى طاقة كهربائية لتوفير الطاقة عندما ينشأ الطلب على الكهرباء، وبالتالي تحقيق التوازن بين العرض والطلب على الطاقة.

خلال هذه العملية، يعتمد على التعاون بين مكونات متعددة.

ومن بينها، يعمل نظام BMS (نظام إدارة البطارية) بمثابة "مشرف شخصي" على مجموعة البطارية، حيث يكون مسؤولاً عن مراقبة حالة البطارية-في الوقت الفعلي، وضمان التشغيل الآمن لها، وإطالة عمر الخدمة. من ناحية أخرى، يعمل نظام تحويل الطاقة (PCS) بمثابة "محول للطاقة الكهربائية" ويتولى المهمة الأساسية المتمثلة في التحويل ثنائي الاتجاه بين الطاقة الكهربائية ذات التيار المتردد (AC) والتيار المباشر (DC).

مبدأ العمل لBESS

• عملية الشحن: عندما تولد مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح فائضًا من الكهرباء، أو عندما يكون لدى شبكة الطاقة طاقة زائدة خارج فترات-ذروة الطلب، يتم نقل هذه الكهرباء إلى BESS. في هذه المرحلة، يقوم نظام تحويل الطاقة (PCS) أولاً بتحويل التيار المتردد المدخل (AC) إلى تيار مباشر (DC). يتم بعد ذلك تغذية طاقة التيار المستمر في حزمة البطارية، ومن خلال التفاعلات الكيميائية داخل البطاريات، يتم تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة كيميائية للتخزين المستقر. على سبيل المثال، أثناء شحن بطاريات أيون الليثيوم-، يتم استخراج أيونات الليثيوم من القطب الموجب، وتهاجر عبر الإلكتروليت، وتنتقل إلى القطب السالب، مما يكمل عملية تخزين الطاقة.
• عملية التفريغ: عندما يكون توليد الطاقة المتجددة غير كافٍ، أو عندما تكون شبكة الطاقة في ذروة الطلب، أو عندما تتطلب سيناريوهات خارج الشبكة-إمدادات طاقة، يتم تحويل الطاقة الكيميائية المخزنة في مجموعة البطارية مرة أخرى إلى طاقة كهربائية (في شكل تيار مباشر) من خلال تفاعلات كيميائية عكسية. تقوم أجهزة الكمبيوتر بعد ذلك بتحويل طاقة التيار المستمر هذه إلى طاقة تيار متردد تتوافق مع معايير التردد والجهد الخاصة بالشبكة، والتي يتم نقلها لاحقًا إلى شبكة الطاقة أو يتم إمدادها مباشرة بأحمال كهربائية مختلفة لضمان توفير طاقة مستقر. بالإضافة إلى ذلك، عندما يتقلب تردد الشبكة، يمكن لـ BESS الشحن أو التفريغ بسرعة لتنظيم التردد، والحفاظ على استقرار الشبكة.

وظائف نظام إدارة المباني

• مراقبة الحالة الشاملة: فهو يجمع بيانات في الوقت الفعلي-مثل الجهد والتيار ودرجة الحرارة لكل خلية ووحدة بطارية. وفي الوقت نفسه، يقوم بتقدير حالة شحن البطارية (SOC) وحالتها الصحية (SOH) بدقة من خلال الخوارزميات، مما يوفر فهمًا واضحًا لـ "سعة تخزين الطاقة" للبطارية ودرجة تقادمها.
• إدارة موازنة البطارية: نظرًا للاختلافات الطفيفة المتأصلة بين خلايا البطارية الفردية، فمن المحتمل أن يحدث توزيع غير متساوٍ للشحن بعد الاستخدام لفترة طويلة-، مما قد يؤدي إلى الشحن الزائد أو التفريغ الزائد- لبعض الخلايا. يستخدم نظام إدارة المباني تقنية موازنة نشطة أو سلبية للحفاظ على مستويات جهد متشابهة عبر جميع البطاريات المتصلة-، مع تجنب "التأثير الأسطواني" من التأثير على الأداء العام لحزمة البطارية.
• تحذير السلامة والحماية: إذا تم اكتشاف حالات غير طبيعية مثل الجهد الزائد أو انخفاض الجهد أو التيار الزائد أو درجة الحرارة الزائدة، فسيتم تشغيل إجراءات الحماية على الفور-مثل قطع دائرة الشحن والتفريغ أو تنشيط إجراءات الطوارئ مثل فصل الوحدة-لمنع وقوع حوادث السلامة مثل انتفاخ البطارية أو نشوب حريق.
• اتصالات البيانات والتفاعل: يقوم بتحميل جميع بيانات البطارية المجمعة إلى نظام إدارة الطاقة (EMS) ويتلقى التعليمات الصادرة عن نظام إدارة الطاقة، مما يوفر دعم البيانات لصياغة استراتيجيات الشحن والتفريغ لنظام تخزين الطاقة بأكمله.

وظائف PCS (نظام تحويل الطاقة)

• تيار متردد ثنائي الاتجاه-تحويل التيار المستمر: هذه هي وظيفتها الأساسية. أثناء الشحن، يقوم بتصحيح طاقة التيار المتردد من الشبكة أو مصادر الطاقة المتجددة إلى طاقة التيار المستمر لتلبية متطلبات شحن البطارية. أثناء التفريغ، فإنه يحول خرج طاقة التيار المستمر بواسطة البطارية إلى طاقة تيار متردد التي تلبي احتياجات توصيل الشبكة أو تشغيل المعدات الكهربائية، مع كفاءة تحويل من 97% إلى 98%.
• التحكم الدقيق في الطاقة: يمكنه ضبط حجم واتجاه قوة الشحن والتفريغ بمرونة وفقًا لتعليمات EMS. على سبيل المثال، أثناء ذروة الطلب على الطاقة، يمكن تفريغها بسرعة بقدرة محددة لتكملة طاقة الشبكة؛ أثناء إيقاف الشحن-في أوقات الذروة، يمكنه أيضًا التحكم في الطاقة لتجنب التأثير على الشبكة.
• التكيف مع الشبكة والحماية: عند إخراج طاقة التيار المتردد، فإنه يتطابق بشكل صارم مع تردد الشبكة وسعة الجهد والمرحلة لضمان عدم تعطيل استقرار الشبكة بعد الاتصال. وفي الوقت نفسه، إذا تم اكتشاف انقطاع طاقة الشبكة، أو خلل في الجهد الكهربي، أو عيوب جانبية في البطارية-، فيمكن قطع الدائرة بسرعة، مما يحقق حماية مزدوجة لأجهزة الكمبيوتر نفسها، وحزمة البطارية، وشبكة الطاقة.

كيف يدعم نظام BESS المناطق الصناعية النائية من خلال الإمداد خارج الشبكة وتثبيت الجهد الكهربائي؟

تدعم أنظمة تخزين طاقة البطارية المناطق الصناعية النائية من خلال وظيفتين أساسيتين: مصدر الطاقة-خارج الشبكة وتثبيت الجهد الكهربائي.

في سيناريوهات إمداد الطاقة-خارج الشبكة، يشكل BESS عادةً نظامًا مختلطًا بمصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح أو مولدات الديزل التقليدية. يقوم بتخزين فائض الكهرباء المولدة بواسطة الطاقة المتجددة ويطلقها عندما يكون إنتاجها غير كاف. وهذا لا يقلل فقط من الاعتماد على التلوث العالي-وتوليد طاقة الديزل عالية التكلفة-ولكنه يضمن أيضًا إمداد الطاقة المستمر لعمليات الإنتاج الصناعي المهمة.

فيما يتعلق بتثبيت الجهد الكهربي، يتميز BESS بسرعة استجابة على مستوى المللي ثانية-، مما يمكنه من امتصاص الطاقة أو ضخها بسرعة لمعالجة تقلبات الجهد الكهربي الناتجة عن -بدء تشغيل المعدات الصناعية وإيقاف تشغيلها أو الإنتاج غير المستقر للطاقة المتجددة. ومن خلال محاكاة القصور الذاتي الدوراني من خلال خوارزميات متقدمة، فإنه يعوض النقص المتأصل في الاستقرار في مصادر الطاقة المتجددة، وبالتالي الحفاظ على استقرار الجهد للشبكات الصغيرة -المبنية ذاتيًا في المناطق الصناعية النائية.

خارج الشبكة-إمدادات الطاقة: ضمان استمرارية الكهرباء للإنتاج الصناعي

• تشكيل أنظمة هجينة لاستكمال الطاقة المتجددة:معظم المناطق الصناعية النائية مثل مواقع التعدين ومصانع معالجة المعادن غير متصلة بشبكة الكهرباء الرئيسية. غالبًا ما يتم دمج BESS مع الطاقة الشمسية وطاقة الرياح لتشكيل أنظمة هجينة مثل "الطاقة الشمسية + التخزين" و"طاقة الرياح + التخزين". عندما تكون ظروف ضوء الشمس أو الرياح مواتية ويتجاوز توليد الطاقة المتجددة الطلب الصناعي، يقوم نظام BESS بتخزين فائض الكهرباء. أثناء الليل (مع عدم وجود ضوء الشمس)، أو فترات الرياح الضعيفة، أو الانخفاض المفاجئ في إنتاج الطاقة المتجددة، يتم تفريغ BESS لتوفير الطاقة لمعدات الإنتاج مثل كسارات المناجم ومفاعلات مصنع النيكل الكهربائي، مما يحل مشكلة إمدادات الطاقة المتقطعة من الطاقة المتجددة. على سبيل المثال، تعتمد مناطق تعدين النيكل والفحم في إندونيسيا مثل هذه الأنظمة الهجينة لتلبية الطلب -العالي على الكهرباء لأغراض الإنتاج.

• التعاون مع مولدات الديزل لتحسين هيكل الطاقة:في بعض السيناريوهات الصناعية النائية حيث تكون الطاقة المتجددة غير كافية لتلبية احتياجات الكهرباء الأساسية، يمكن لـ BESS تشكيل أنظمة "الطاقة الشمسية + التخزين + الديزل" أو "طاقة الرياح + التخزين + الديزل" مع مولدات الديزل. تتولى BESS مهمة حلاقة الذروة وملء الوادي: فهي تطلق الكهرباء المخزنة خلال فترات ذروة الطلب، مما يقلل من وقت التشغيل وحمل مولدات الديزل. وهذا بدوره يقلل من تكاليف الوقود والانبعاثات الملوثة، مما يمثل تحسنا كبيرا مقارنة بالنموذج التقليدي حيث تعتمد المناطق الصناعية النائية فقط على مولدات الديزل لتوفير الطاقة

• التصميم المعياري للنشر المرن:يتم تعبئة BESS من الدرجة الصناعية-في الغالب في حاويات قياسية. على سبيل المثال، يتم تغليف منتجات BESS من شركة Cummins في حاويات قياسية مقاس 10-قدم أو 20-قدم، مما يتيح تثبيت -التوصيل والتشغيل. يسهل هذا التصميم المعياري النقل والنشر في المناطق الصناعية النائية ذات البيئات القاسية ووسائل النقل غير المريحة. ويمكن أيضًا توسيعها بمرونة وفقًا لحجم إنتاج المنطقة الصناعية - سواء كان موقع تعدين صغير أو منطقة صناعية كبيرة نائية، يمكن مطابقتها بتكوين طاقة مناسب.

استقرار الجهد: الحفاظ على التشغيل المستقر للشبكات الصغيرة الصناعية

• الاستجابة السريعة لتقلبات الجهد:يمكن أن يؤدي التشغيل أو إيقاف التشغيل المفاجئ- للمعدات الصناعية الكبيرة مثل أفران القوس الكهربائي والغلايات الصناعية في المناطق الصناعية النائية إلى تغيرات مفاجئة في الأحمال وانخفاض الجهد. يمكن أن يستجيب نظام BESS خلال أجزاء من الثانية، ويحقن الطاقة بسرعة في الشبكة الصغيرة لقمع تقلبات الجهد. على سبيل المثال، عندما تبدأ كسارة المناجم، يمكن لـ BESS ضبط الطاقة بسرعة لمنع انخفاض الجهد. بالمقارنة مع 5 إلى 10 ثواني المطلوبة لمولدات الديزل التقليدية لضبطها، فإن الاستجابة السريعة لـ BESS تتجنب بشكل فعال خسائر الإنتاج الناجمة عن عدم استقرار الجهد.

• التعويض عن القصور الذاتي غير الكافي في شبكات الطاقة المتجددة:تعتمد محطات توليد الطاقة التقليدية التي تعمل بالوقود الأحفوري على التوربينات الدوارة لتخزين الطاقة الحركية، والتي يمكن أن تخفف من تقلبات الجهد والتردد. ومع ذلك، تفتقر الطاقة الشمسية وطاقة الرياح إلى هذا الجمود الدوراني، مما يجعل الشبكات الصغيرة في المناطق الصناعية النائية التي تعتمد على الطاقة المتجددة عرضة لعدم استقرار الجهد. يحاكي BESS خصائص القصور الذاتي لمحطات الطاقة التقليدية من خلال خوارزميات التحكم المتقدمة. ومن خلال حقن الطاقة أو امتصاصها بسرعة، فإنه يوازن تغيرات الجهد الناتجة عن توليد الطاقة المتجددة غير المستقرة، مما يحافظ على التشغيل المستقر للشبكة الصغيرة. أظهرت دراسة أجرتها جامعة لشبونة أن إضافة 10 ميجاوات من BESS إلى شبكة بقدرة 50 ميجاوات يمكن أن يقلل من انحرافات التردد (التي ترتبط ارتباطًا وثيقًا باستقرار الجهد) بنسبة تصل إلى 50% أثناء الزيادات المفاجئة في الأحمال.

• استقرار الجهد أثناء تبديل شذوذ الشبكة:وترتبط بعض المناطق الصناعية النائية بشبكات كهرباء رئيسية ضعيفة. عند حدوث خلل في الجهد الكهربي أو انقطاع التيار الكهربائي في الشبكة الرئيسية، يمكن لـ BESS التبديل إلى وضع إيقاف الشبكة-في غضون ميلي ثانية، حيث يعمل كمصدر طاقة احتياطي لأحمال الإنتاج الهامة ويضمن عدم تأثر روابط الإنتاج الأساسية بانهيار الجهد الكهربي. تعمل إمكانية التبديل السلس هذه على تجنب انقطاع الإنتاج الناتج عن انقطاع الجهد المفاجئ، مما يحافظ على استقرار عمليات الإنتاج الصناعي.

مقالة ذات صلة:كم عدد البطاريات الشمسية اللازمة لتشغيل المنزل؟

ما هي اتجاهات تكلفة BESS لعام 2025، بما في ذلك تكلفة بطارية LCOE وLFP لكل كيلووات في الساعة؟

في عام 2025،أنظمة تخزين طاقة البطاريةسيُظهر اتجاهًا عامًا كبيرًا لخفض التكلفة. باعتبارها تقنية تخزين الطاقة السائدة، ستشهد بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LFP) انخفاضًا مستمرًا في تكاليف تكامل الخلايا والنظام: سينخفض ​​متوسط ​​سعر الخلية إلى أقل من 0.0624 دولارًا أمريكيًا لكل واط-ساعة، ويمكن التحكم في تكلفة تكامل النظام بين 0.0970 دولارًا أمريكيًا و0.1524 دولارًا أمريكيًا لكل واط-ساعة.

وفي الوقت نفسه، وبالاستفادة من عوامل مثل انخفاض تكلفة أنظمة تخزين الطاقة وتحسين كفاءة التكامل، فإن تكلفة الطاقة المستوية (LCOE) لمشروعات تخزين الطاقة مثل تكامل تخزين الطاقة الشمسية-ستتقارب إلى ما بين 0.0485 دولارًا أمريكيًا و0.0554 دولارًا أمريكيًا لكل كيلووات-ساعة. يعود السبب الرئيسي وراء خفض التكلفة إلى عوامل متعددة، بما في ذلك ترشيد أسعار المواد الخام، والتكرار والتحديث التكنولوجي، والإنتاج-على نطاق واسع.

• انخفاض مطرد في تكاليف الخلايا: في عام 2024، انخفض سعر خلايا بطارية فوسفات الحديد الليثيوم (LFP) بالفعل إلى 0.0582 دولار أمريكي لكل واط-ساعة، وبحلول عام 2025، سينخفض ​​متوسط ​​السعر إلى أقل من 0.0624 دولار أمريكي لكل واط-ساعة. ويعود هذا الاتجاه بشكل أساسي إلى عاملين رئيسيين: من ناحية، تراجعت أسعار المواد الخام الأولية مثل كربونات الليثيوم من ذروتها في عام 2023 إلى نطاق 1385.6 دولارًا أمريكيًا للطن المتري. ومن ناحية أخرى، أدى نضج التكنولوجيات مثل استخراج الليثيوم من البحيرات المالحة وإعادة تدوير البطاريات إلى تعزيز استقرار المعروض من المواد الخام، وتخفيف ضغوط التكلفة على جانب المواد الخام. ومن ناحية أخرى، قامت الشركات الرائدة مثل CATL وBYD بتوسيع الإنتاج على نطاق واسع، مما أدى إلى خلق اقتصاديات الحجم التي تقلل تكاليف إنتاج الوحدة. حاليًا، تتركز أسعار الإنتاج الضخم لخلايا البطاريات LFP من الشركات المصنعة الرئيسية في نطاق 0.0624 دولارًا أمريكيًا إلى 0.0899 دولارًا أمريكيًا لكل واط-ساعة.

• التحسين المتزامن لتكاليف تكامل النظام: في عام 2025، سيتم التحكم في تكلفة التكامل لأنظمة تخزين الطاقة LFP بحوالي 0.0970 دولارًا أمريكيًا إلى 0.1524 دولارًا أمريكيًا لكل واط-ساعة. توزيع التكلفة على النحو التالي: تمثل خلايا البطارية 60% إلى 70% من إجمالي تكلفة النظام، ويمثل نظام إدارة البطارية (BMS) 10% إلى 15%، ويمثل تكامل PACK (بما في ذلك المكونات الهيكلية والإدارة الحرارية) 15% إلى 20%. وقد أدى تطبيق تقنيات مثل Cell to Pack (CTP) وCell to Chassis (CTC) إلى تقليل استخدام المكونات الهيكلية، وتحسين كثافة الطاقة، وتقليل تكاليف التكامل. بالإضافة إلى ذلك، ساهم معدل التوطين المتزايد بشكل كبير للمعدات الرئيسية مثل أنظمة إدارة المباني وأنظمة تحويل الطاقة (PCS) أيضًا في انخفاض تكاليف تكامل النظام.

• التغيرات في تكلفة الطاقة المستوية (LCOE): في عام 2025، ستكون دورة الحياة الكاملة-LCOE لمشاريع تكامل تخزين الطاقة الشمسية-من 0.0485 دولارًا أمريكيًا إلى 0.0554 دولارًا أمريكيًا لكل كيلووات-ساعة تقريبًا. يستفيد هذا الإنجاز من التخفيض المزدوج لتكلفة الوحدات الكهروضوئية (PV) وأنظمة تخزين الطاقة: من المتوقع أن ينخفض متوسط سعر الوحدات الكهروضوئية إلى أقل من 0.1247 دولار أمريكي لكل واط في عام 2025، وعندما يقترن ذلك بتحسين تكلفة أنظمة تخزين الطاقة LFP، فقد أدى ذلك إلى تقليل تكلفة الطاقة الإجمالية بشكل كبير. علاوة على ذلك، فإن اعتماد التصميمات المتكاملة مثل -البنى المزدوجة DC أدى إلى تحسين كفاءة النظام بنسبة 2 إلى 3 بالمائة نقاط، في حين أدى تكامل أنظمة إدارة الطاقة الذكية إلى تحسين استهلاك الطاقة، مما أدى بشكل غير مباشر إلى خفض سعر استهلاك الطاقة. بالنسبة لبعض أنظمة تخزين الطاقة LFP التي تتمتع بقدرات-دورة طويلة، يمكن أن ينخفض ​​سعر الطاقة المسوى لكل دورة إلى أقل من 0.0277 دولار أمريكي لكل كيلووات-ساعة، مما يوفر جدوى اقتصادية قوية في سيناريوهات مثل تنظيم التردد الجانبي للشبكة-والتخزين الداعم للطاقة المتجددة.

خاتمة

أنظمة تخزين طاقة البطاريةلقد تطورت من حلول الطاقة الاحتياطية التقليدية إلى حجر الزاوية في البنية التحتية العالمية للطاقة النظيفة. من خلال التقدم المستمر لبطاريات فوسفات حديد الليثيوم (LFP) ومحولات التخزين المعتمدة على كربيد السيليكون (SiC)-(PCS)، يمتد نطاق BESS الآن من التطبيقات بدءًا من الأنظمة السكنية بقدرة 20 كيلووات إلى -المشاريع المتصلة بالشبكة-الكبيرة.

إنها تلعب دورًا حيويًا في ضمان استقرار الطاقة، والتحكم في التكاليف، وتمكين التكامل القابل للتطوير بين محطات الطاقة الشمسية وطاقة الرياح. كما،بيستوفير دعم بالغ الأهمية للمسعى العالمي للوصول إلى صافي{0}انبعاثات صفرية.

هل تبحث عن نظام لتخزين الطاقة-فعال من حيث التكلفة لمنشأتك أو منزلك؟اتصل بـ copow للحصول على أحدث وأحدث المعلومات-..

التعليمات

ما حجم بيس (5-20KW المنزل/الأعمال 20-200KW) هل أحتاج لالتكامل الشمسي?

يعتمد ذلك على استهلاكك اليومي من الكهرباء، وذروة الحمل، وما إذا كنت تستخدم مصادر الطاقة المتجددة (مثل الطاقة الشمسية). تتراوح الأنظمة المنزلية عادة من 5 إلى 20 كيلو واط (مثالية لـالاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية-)، في حين تستخدم الشركات/المواقع الصناعية الصغيرة في كثير من الأحيان 20-200 كيلوواط لحلاقة الذروة.

كم من الوقتنظام تخزين البطارية LFPآخر؟ (4000-12000 دورة)

يستمر BESS عادةً من 10 إلى 15 عامًابطاريات LFPتقدم ما بين 4000 إلى 12000 دورة (أحد أطول الخيارات-أطول فترة). تعمل الإدارة الحرارية المناسبة والمراقبة المنتظمة على إطالة العمر الافتراضي.

ما هي فوائد BESS لتكامل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح المتجددة?

قم بتخزين الطاقة الزائدة من فترات ذروة أشعة الشمس/الرياح، وتوفير طاقة احتياطية ليلاً، وخفض الفواتيرحلاقة الذروة، والحد من انبعاثات الكربون.

كم يفعل أ20 كيلو واتالتكلفة لاستخدام الطاقة الشمسية المنزليةفي عام 2025؟

تعتمد التكلفة على نوع البطارية - 20KWLFP بيسيشير عادةً إلى متوسط ​​التكلفة لعام 2025 البالغ 0.08 دولارًا أمريكيًا لكل واط، مع اختلاف التكاليف الإجمالية حسب المكونات والتركيب.

يكونبطارية إل إف بيالخيار الأفضل لالشبكة-توسيع نطاق تخزين الطاقة?

نعم -بطاريات LFPالسلامة العالية (درجة حرارة حرارية تبلغ 270 درجة)، وعمر الدورة الطويل، وكفاءة التكلفة تجعلها الخيار المفضلشبكة-حجم التخزين.

متعلق ب:

أفضل 4 شركات صينية لتصنيع أنظمة تخزين الطاقة في عام 2025