ما هو نظام تخزين الطاقة التجاري وكيف يعمل؟

دليل تخزين الطاقة التجاري

تساعد أنظمة تخزين الطاقة التجارية الشركات على تخزين الكهرباء وإدارة الطلب على الطاقة وتحسين استخدام الطاقة الشمسية والحفاظ على العمليات الحيوية أثناء انقطاع الشبكة. يشرح هذا الدليل كيفية عمل تخزين البطاريات التجاري ومكوناته الرئيسية وتطبيقاته الشائعة وفوائده والعوامل الرئيسية التي يجب مراعاتها قبل اختيار نظام.

تخزين الطاقة التجاري باختصار

يقوم نظام تخزين الطاقة التجاري بتخزين الكهرباء في البطاريات وإطلاقها عندما تحتاج المنشأة إلى طاقة إضافية. قد يتم شحنه من شبكة المرافق أو نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية أو مولد أو مزيج من مصادر الطاقة هذه.

يتضمن النظام الكامل عادةً وحدات البطاريات ونظام إدارة البطاريات ونظام تحويل الطاقة ونظام إدارة الطاقة ومعدات الإدارة الحرارية وحماية السلامة الكهربائية.

من النادر أن يكون الطلب على الكهرباء ثابتًا طوال اليوم. قد تستهلك المصانع المزيد من الطاقة عند بدء تشغيل العديد من الآلات في وقت واحد، بينما قد تشهد الفنادق والمستودعات ومراكز التسوق والمباني المكتبية طلبًا أعلى خلال ساعات التشغيل المحددة.

تواجه الشركات في بعض المناطق أيضًا إمدادات شبكة غير مستقرة وانقطاعات متكررة في التيار الكهربائي وسعة محولات محدودة أو تكاليف كهرباء مرتفعة. يمنح نظام تخزين طاقة البطاريات التجاري، المعروف أيضًا باسم C&I ESS، المنشأة مزيدًا من التحكم في وقت تخزين الكهرباء ووقت استخدامها.

كيف يعمل نظام تخزين الطاقة التجاري؟

يعمل نظام تخزين الطاقة التجاري من خلال عملية شحن وتفريغ خاضعة للرقابة. تعتمد الاستراتيجية الدقيقة على هدف المشروع وتعرفة الكهرباء والأحمال المتصلة والطاقة الشمسية المتاحة وتكوين المولد وظروف الشبكة المحلية.

1. تدخل الكهرباء إلى النظام

يتلقى النظام الكهرباء من شبكة المرافق أو الألواح الشمسية أو المولد أو مزيج من مصادر الطاقة المتاحة.

2. نظام تحويل الطاقة يدير تدفق الكهرباء

يقوم نظام تحويل الطاقة بتحويل الكهرباء بين التيار المتردد (AC) والتيار المستمر (DC). يسمح هذا بشحن البطاريات ويمكّن الطاقة المخزنة من التحويل إلى طاقة تيار متردد قابلة للاستخدام للمعدات التجارية.

3. البطارية تخزن الطاقة الكهربائية

تقوم وحدات البطاريات بتخزين الكهرباء حتى يحدد نظام إدارة الطاقة أنه يجب استخدام الطاقة المخزنة.

4. يتم تزويد المنشأة بالطاقة المخزنة

يمكن للبطارية التفريغ خلال فترات الطلب المرتفع أو انخفاض إنتاج الطاقة الشمسية أو انقطاع الشبكة أو ظروف التشغيل الأخرى التي يحددها المشروع.

يراقب نظام إدارة الطاقة باستمرار الطلب على الحمل وحالة شحن البطارية وتوفر الشبكة وإنتاج الطاقة الشمسية وجداول التشغيل. ثم يتحكم في وقت شحن النظام أو البقاء في وضع الاستعداد أو التفريغ.

الطاقة والطاقة شيئان مختلفان.تقاس طاقة النظام بالكيلوواط أو الميغاواط وتشير إلى مقدار الطاقة التي يمكن للنظام توصيلها في وقت واحد. تقاس طاقة البطارية بالكيلوواط ساعة أو الميغاواط ساعة وتشير إلى مقدار الطاقة التي يمكن للنظام تخزينها.

المكونات الرئيسية لنظام تخزين الطاقة التجاري

يحتوي حل تخزين الطاقة التجاري على أكثر من خلايا البطاريات. يجب أن تتواصل مكوناته الرئيسية وتعمل معًا كنظام طاقة متكامل واحد.

وحدات البطاريات

تقوم وحدات البطاريات بتخزين الطاقة الكهربائية. تستخدم بطاريات LiFePO4 على نطاق واسع في تخزين الطاقة الثابتة نظرًا لاستقرارها الحراري وأدائها الدوري وملاءمتها للشحن والتفريغ المتكرر.

نظام إدارة البطاريات

يقوم نظام إدارة البطاريات، أو BMS، بمراقبة جهد الخلية ودرجة الحرارة والتيار وحالة الشحن وظروف البطارية الأخرى. كما أنه يساعد على حماية البطارية من الشحن الزائد والتفريغ الزائد والتيار المفرط ودرجة الحرارة غير الطبيعية.

نظام تحويل الطاقة

يقوم نظام تحويل الطاقة، أو PCS، بتحويل كهرباء التيار المستمر من البطاريات إلى كهرباء التيار المتردد للأحمال التجارية. أثناء الشحن، يقوم بتحويل كهرباء التيار المتردد إلى كهرباء التيار المستمر لتخزين البطارية.

نظام إدارة الطاقة

يقوم نظام إدارة الطاقة، أو EMS، بتنسيق الشحن والتفريغ واستخدام الطاقة الشمسية وإدارة الأحمال وتشغيل المولد والتواصل مع المعدات الأخرى.

الإدارة الحرارية والحماية

يساعد التبريد بالهواء أو التبريد بالسائل في الحفاظ على درجات حرارة تشغيل مناسبة. قد تشمل الحماية من المخاطر قواطع الدائرة والمصهرات والحماية من زيادة التيار ومراقبة العزل والإيقاف الطارئ وأجهزة الإنذار وكشف الدخان ومعدات الحماية من الحرائق.

يدمج نظام تخزين الطاقة التجاري البطاريات وتحويل الطاقة والمراقبة والتبريد ومعدات الحماية الكهربائية.

تطبيقات تخزين الطاقة التجارية الشائعة

تخفيف الذروة

يمكن للمنشأة تفريغ الكهرباء المخزنة عندما يصل الطلب على الطاقة إلى مستوى مرتفع. هذا يقلل من كمية الكهرباء المسحوبة من الشبكة خلال فترات الذروة وقد يساعد في التحكم في تكاليف الكهرباء المتعلقة بالطلب.

تخزين الطاقة الشمسية

قد تنتج الألواح الشمسية كهرباء أكثر مما يمكن للشركة استخدامه على الفور خلال النهار. يمكن لنظام التخزين تخزين الطاقة الشمسية الزائدة واستخدامها لاحقًا عندما ينخفض ​​إنتاج الطاقة الشمسية أو يزداد الطلب على الكهرباء.

طاقة احتياطية

عند تصميمه للتشغيل الاحتياطي، يمكن للنظام الحفاظ على الكهرباء للأحمال الحرجة المختارة أثناء انقطاع الشبكة. قد تشمل هذه الأحمال الإضاءة وأنظمة الاتصالات والتبريد ومعدات التحكم والخوادم أو عمليات الإنتاج الأساسية.

تحويل الحمل

يمكن للبطارية الشحن عندما تكون الكهرباء متاحة أكثر أو أقل تكلفة والتفريغ خلال فترات التشغيل الأعلى تكلفة. يُعرف هذا أيضًا بتحسين استخدام الوقت.

تطبيقات خارج الشبكة وشبكات ضعيفة

في المواقع التي تكون فيها الشبكة غير موثوقة أو لا توجد بها شبكة اتصال، يمكن لتخزين الطاقة التجاري العمل مع الألواح الشمسية والمولدات لإنشاء نظام طاقة هجين أكثر استقرارًا. يمكن للبطارية تقليل وقت تشغيل المولد غير الضروري والمساعدة في موازنة التغيرات في إنتاج الطاقة الشمسية.

يمكن لتخزين الطاقة التجاري العمل مع الطاقة الشمسية الكهروضوئية وطاقة المرافق وأحمال المنشأة والمولدات الاحتياطية.

فوائد للمنشآت التجارية والصناعية

• تحسين التحكم في الطاقة: يمكن للشركات إدارة وقت تخزين واستهلاك الكهرباء.
• زيادة الاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية: يمكن استخدام المزيد من الكهرباء الشمسية داخل المنشأة.
• تقليل ذروة طلب الشبكة: يمكن للطاقة المخزنة دعم المنشأة خلال فترات الطلب المرتفع.
• قدرة احتياطية: يمكن للمعدات الحرجة الاستمرار في العمل أثناء انقطاعات معينة في الشبكة.
• توسع مرن: قد تسمح الأنظمة المعيارية بإضافة سعة بطارية إضافية أو معدات طاقة لاحقًا.
• تقليل تشغيل المولد: يمكن للبطاريات تقليل وقت تشغيل المولد في مشاريع الشبكات الضعيفة والخارجة عن الشبكة.

تكوينات نظام تخزين الطاقة التجاري

التخزين المتصل بالشبكة

عادةً ما يتم شحن التخزين المتصل بالشبكة من شبكة المرافق ويوفر الطاقة المخزنة خلال فترات محددة. يستخدم بشكل شائع لتخفيف الذروة وتحويل الحمل.

الطاقة الشمسية مع التخزين

تجمع الطاقة الشمسية مع التخزين بين نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية وتخزين البطاريات. يمكن تخزين إنتاج الطاقة الشمسية الزائد خلال النهار واستخدامه لاحقًا.

نظام احتياطي هجين

يجمع نظام النسخ الاحتياطي الهجين بين طاقة الشبكة والطاقة الشمسية وتخزين البطاريات. إنه مناسب للمناطق ذات إمدادات الشبكة غير المستقرة والمشاريع التي تتطلب نسخًا احتياطيًا للأحمال الحرجة.

نظام هجين خارج الشبكة

يجمع النظام الهجين خارج الشبكة عادةً بين الألواح الشمسية وتخزين البطاريات والمولد. إنه مناسب للمواقع التجارية أو الصناعية النائية حيث لا تتوفر طاقة المرافق الموثوقة.

كيفية اختيار نظام تخزين الطاقة التجاري المناسب

1. مراجعة ملف تعريف الحمل. جمع متوسط ​​الحمل، والحد الأقصى للحمل، وساعات التشغيل، وفترات ذروة الطلب، واستهلاك الكهرباء اليومي.

2. تحديد هدف المشروع. تأكيد ما إذا كان النظام مطلوبًا لتخفيف الذروة أو تخزين الطاقة الشمسية أو الطاقة الاحتياطية أو تقليل المولد أو التشغيل خارج الشبكة.

3. تحديد الطاقة المطلوبة. ضع في اعتبارك طاقة التشغيل العادية وطاقة بدء تشغيل المحركات والمضخات والضواغط والمعدات الأخرى.

4. حساب سعة البطارية. ضع في اعتبارك الحمل المتصل، ومدة النسخ الاحتياطي، وعمق التفريغ القابل للاستخدام، وكفاءة التحويل، ودرجة الحرارة، وسعة الاحتياطي.

5. تأكيد ظروف الشبكة والطاقة الشمسية والمولد. مراجعة جهد الشبكة، والتردد، وسعة المحول، وسعة الطاقة الشمسية الكهروضوئية، وحجم المولد.

6. تقييم بيئة التركيب. ضع في اعتبارك التركيب الداخلي أو الخارجي، ودرجة الحرارة المحيطة، والتآكل، والتهوية، والصرف، ومساحة الصيانة.

7. التحقق من الاتصال والمراقبة. تأكيد البروتوكولات المطلوبة، والمراقبة عن بعد، وتوافق العاكس، وتسجيل البيانات، والتحكم في المولد.

8. التخطيط للصيانة والتوسع. تأكد من أن تصميم النظام يسمح بالفحص الآمن واستبدال المكونات والتوسع المستقبلي.

المعلومات المطلوبة قبل تحديد حجم النظام

• بلد المشروع وموقع التركيب
• جهد الشبكة وترددها
• نظام كهربائي أحادي الطور أو ثلاثي الطور
• أقصى طاقة للحمل بالكيلوواط
• استهلاك الكهرباء اليومي بالكيلوواط ساعة
• وقت التشغيل الاحتياطي المطلوب
• قائمة الأحمال الحرجة
• سعة الطاقة الشمسية الكهروضوئية الحالية أو المخطط لها
• سعة المولد، إن وجدت
• متطلب التركيب الداخلي أو الخارجي
• مساحة التركيب المتاحة
• متطلبات التوسع المستقبلية

أسئلة متكررة

ما الفرق بين نظام تخزين الطاقة التجاري والمولد؟

ينتج المولد الكهرباء من الوقود، بينما يخزن نظام تخزين طاقة البطاريات الكهرباء المنتجة سابقًا. يمكن للنظامين أيضًا العمل معًا.

هل يمكن لنظام بطاريات تجاري توفير الطاقة أثناء انقطاع الشبكة؟

نعم، ولكن يجب تصميم النظام للتشغيل الاحتياطي أو خارج الشبكة. قد يتوقف النظام القياسي المتصل بالشبكة عن العمل أثناء انقطاع التيار ما لم يتضمن معدات النقل ومنطق التحكم المطلوبين.

ما المدة التي يمكن لنظام تخزين الطاقة التجاري تشغيل منشأة بها؟

تعتمد مدة النسخ الاحتياطي على سعة البطارية القابلة للاستخدام والطاقة التي تستهلكها الأحمال المتصلة. يتطلب تحديد الحجم الدقيق قائمة أحمال مفصلة ووقت النسخ الاحتياطي المتوقع.

هل يمكن لتخزين الطاقة التجاري العمل مع الألواح الشمسية؟

نعم. يمكن للبطارية تخزين إنتاج الطاقة الشمسية الزائد خلال النهار وتوفير الطاقة المخزنة لاحقًا عندما يكون إنتاج الطاقة الشمسية أقل أو يكون الطلب على الكهرباء أعلى.

ما الذي يؤثر على العمر التشغيلي لنظام بطاريات تجاري؟

يمكن أن تؤثر كيمياء البطارية وجودة الخلية ودرجة حرارة التشغيل وعمق التفريغ ومعدل الشحن وتردد الدورة والتحكم في BMS وأداء التبريد وظروف الصيانة على العمر التشغيلي.

ما هي المعلومات المطلوبة لعرض أسعار نظام تخزين الطاقة التجاري؟

تشمل المعلومات المفيدة موقع المشروع وجهد الشبكة والحد الأقصى للحمل والاستخدام اليومي للكهرباء ووقت النسخ الاحتياطي المطلوب وسعة الطاقة الشمسية الكهروضوئية وتفاصيل المولد وبيئة التركيب ومتطلبات التوسع المستقبلية.

ناقش مشروع تخزين الطاقة التجاري الخاص بكتدعم Voltertech الموزعين والمنشئين ومقاولي EPC ومطوري المشاريع في اختيار نظام تخزين الطاقة التجاري. أرسل لنا معلومات الحمل ومتطلبات النسخ الاحتياطي وظروف الشبكة وتكوين الطاقة الشمسية لمراجعة الحل الأولي.

اتصل بـ Voltertech