ما هو تحويل الحمل في تخزين طاقة البطارية؟

دليل إدارة طاقة أنظمة تخزين الطاقة التجارية

لا تمتلك الكهرباء نفس القيمة دائمًا على مدار اليوم. قد يكون لدى الشركة أسعار كهرباء منخفضة في الليل، وطاقة شمسية وفيرة في الظهيرة، وتكاليف كهرباء أعلى بكثير في المساء.

تحويل حمل البطاريةيستخدم تخزين الطاقة لنقل الكهرباء من فترة زمنية إلى أخرى. تشحن البطارية عندما تكون الطاقة أرخص أو متاحة أكثر، ثم تفرغ عندما تكون تلك الطاقة المخزنة أكثر فائدة.

كيف يعمل تحويل حمل البطارية؟

من الأسهل فهم المبدأ من خلال النظر إلى يوم تشغيل عادي.

النقطة المهمة هي أن البطارية لا تخلق طاقة إضافية. إنها تغير وقت توفر الطاقة للاستخدام.

لماذا تستخدم الشركات تحويل الحمل؟

تأتي الحالة التجارية عادةً من عدم تطابق بين وقت توفر الطاقة ووقت كونها الأكثر قيمة.

تحويل الحمل مقابل تخفيف الذروة: ما الفرق؟

غالبًا ما تُستخدم هاتان العبارتان معًا، لكنهما تحلان مشكلات مختلفة.

على سبيل المثال، قد تستخدم منشأة ما تحويل الحمل لنقل 300 كيلوواط ساعة من منتصف النهار إلى المساء. يمكن للموقع نفسه أيضًا استخدام البطارية لتخفيف الذروة عندما تدفع زيادة إنتاج قصيرة طلب الشبكة فوق مستوى معين.

للحصول على شرح مفصل للاستراتيجية الثانية، اقرأ كيف يعمل تخفيف ذروة البطارية.

المثال 1: تحويل الحمل حسب وقت الاستخدام

المثال 2: تحويل الطاقة الشمسية إلى المساء

لا يعني تحويل الحمل بالضرورة الشحن من الشبكة.

ضع في اعتبارك مصنعًا به ألواح شمسية على السطح. في الظهيرة، ينتج مصفوفة الطاقة الشمسية 250 كيلوواط بينما يستخدم المصنع 180 كيلوواط فقط.

قد تتوفر حوالي 70 كيلوواط من الطاقة الشمسية لشحن البطارية، رهناً بحدود شحن نظام تخزين الطاقة (BESS).

لاحقًا في المساء، لا يزال المصنع يعمل ولكن إنتاج الطاقة الشمسية انخفض إلى ما يقرب من الصفر. يمكن للبطارية بعد ذلك إعادة جزء من طاقة النهار المخزنة إلى الموقع.

ما مقدار سعة البطارية المطلوبة لتحويل الحمل؟

لتقدير مبدئي، ابدأ بكمية الطاقة التي تريد تحويلها والمدة التي تحتاج إلى تحويلها خلالها.

ثم اسمح بـ:

• عمق التفريغ القابل للاستخدام
• محول الطاقة (PCS) وكفاءة النظام
• احتياطي الحد الأدنى لحالة الشحن (SOC)
• تدهور البطارية بمرور الوقت
• التباين المتوقع في حمل الموقع

لذلك، يمكن أن تكون البطارية المختارة فقط حسب الكيلوواط ساعة الاسمية مضللة.

لماذا قوة الشحن مهمة أيضًا

قد تحتوي البطارية على ما يكفي من الكيلوواط ساعة لفترة التفريغ المسائية ولكنها لا تزال غير متطابقة بشكل جيد إذا لم تتمكن من إعادة الشحن خلال نافذة الشحن المتاحة.

لنفترض أن 240 كيلوواط ساعة تحتاج إلى استعادتها خلال فترة مدتها أربع ساعات منخفضة التكلفة.

يجب أن يكون محول الطاقة (PCS) والبطارية ومصدر الشحن قادرين على دعم معدل الشحن المطلوب.

إذا كانت نافذة الشحن ساعتين فقط، فإن متوسط قوة الشحن المطلوبة سيكون أعلى بكثير.

متى يكون تخزين حسب وقت الاستخدام منطقيًا؟

تحويل الحمل ليس مربحًا تلقائيًا لمجرد أن أسعار الكهرباء تتغير خلال اليوم.

يجب أن يكون فرق السعر كبيرًا بما يكفي لتغطية تكلفة خسائر الشحن ودورات البطارية.

يجب أن يأخذ مراجعة المشروع المفيدة في الاعتبار:

• سعر الكهرباء خارج الذروة
• سعر الكهرباء في الذروة
• عدد دورات التحويل في السنة
• كفاءة الذهاب والإياب
• سعة البطارية القابلة للاستخدام
• تدهور البطارية
• استثمار النظام
• تكاليف التشغيل والصيانة

لذلك، فإن السؤال الصحيح ليس فقط "ما هو سعر الكهرباء في الذروة؟" ولكن أيضًا "ما مقدار الطاقة التي يمكن نقلها بشكل واقعي إلى تلك الفترة؟".

ما هو دور نظام إدارة الطاقة (EMS)؟

البطارية لا تقرر بنفسها متى تكون الكهرباء باهظة الثمن أو متى تتوفر طاقة شمسية فائضة.

يمكن لنظام إدارة الطاقة (EMS) أو أي نظام تحكم آخر استخدام معلومات مثل:

• فترات التعريفة حسب وقت الاستخدام
• حالة شحن البطارية (SOC)
• حمل الموقع
• إنتاج الطاقة الشمسية
• ظروف الشبكة
• متطلبات الاحتياطي الاحتياطي

بناءً على استراتيجية التشغيل، يمكن للنظام جدولة متى يجب على البطارية الشحن أو الانتظار أو التفريغ.

هل يمكن لتحويل الحمل والاستخدام الاحتياطي استخدام نفس البطارية؟

نعم، ولكن يجب على النظام الموازنة بين أولويتين متعارضتين.

إذا تم تفريغ البطارية بعمق كل مساء لتقليل تكاليف الكهرباء، فقد تكون هناك طاقة مخزنة أقل متاحة إذا حدث انقطاع في الشبكة بعد ذلك مباشرة.

لذلك، قد يحتفظ المشروع الذي يقدر موثوقية الاحتياطي بحد أدنى من احتياطي حالة الشحن (SOC).

هل يمكن لنظام تخزين طاقة (BESS) واحد القيام بتحويل الحمل وتخفيف الذروة؟

نعم. في العديد من المشاريع التجارية، يمكن دمج هذه الوظائف.

على سبيل المثال، قد تقوم البطارية بما يلي:

• الشحن من الطاقة الشمسية الفائضة حوالي الظهيرة
• الاحتفاظ بحالة شحن (SOC) كافية لذروة الظهيرة المتوقعة
• التفريغ لفترة وجيزة لتقليل الذروة
• استخدام الطاقة المخزنة المتبقية خلال فترة تعريفة مسائية أعلى سعرًا

التحدي هو جدولة البطارية بحيث لا يترك تطبيق واحد طاقة غير كافية لتطبيق آخر.

هنا تصبح استراتيجية التحكم مهمة بقدر سعة البطارية نفسها.

متى يكون تحويل الحمل غير مناسب؟

لا يحتاج كل موقع إلى نظام تخزين طاقة (BESS) لتحويل الوقت.

قد يكون المشروع أقل جاذبية عندما:

• تتغير أسعار الكهرباء قليلاً جدًا على مدار اليوم
• هناك القليل من الطاقة الشمسية الفائضة
• نافذة الأسعار المرتفعة طويلة جدًا
• ستحتاج البطارية إلى دورة مكثفة مقابل فرق سعر صغير جدًا
• يحدث حمل المنشأة بالفعل بشكل أساسي خلال فترات الأسعار المنخفضة
• نافذة الشحن المتاحة قصيرة جدًا

في تلك الحالات، قد يوفر تطبيق آخر لنظام تخزين الطاقة (BESS) مثل تخفيف الذروة أو الاحتياطي قيمة أكبر.

ما البيانات التي يجب إعدادها قبل تحديد حجم نظام تخزين الطاقة (BESS) لتحويل الحمل؟

لتقييم مفيد للمشروع، قم بجمع:

نظام تخزين الطاقة التجاري (BESS) لتحويل الحمل

يعتمد نظام تحويل الحمل المناسب على كل من الطاقة (kW) والطاقة (kWh).

يجب أن يوفر محول الطاقة (PCS) ما يكفي من الكيلوواط للحمل المستهدف، بينما يجب أن توفر البطارية ما يكفي من الكيلوواط ساعة القابلة للاستخدام لفترة التحويل الكاملة.

يمكنك تصفح نطاق أنظمة تخزين الطاقة التجارية من فولترتيك لتكوينات مختلفة لأنظمة تخزين البطاريات التجارية والصناعية.

ومع ذلك، بالنسبة لمشروع حقيقي، فإن أفضل نقطة انطلاق هي بيانات الحمل بالساعة والتعريفة للموقع بدلاً من اختيار نظام تخزين طاقة (BESS) من سعة الكتالوج وحدها.

أسئلة متكررة

تحويل الحمل يتعلق بالتوقيت، وليس فقط بسعة البطارية

تأتي قيمة تحويل حمل نظام تخزين الطاقة (BESS) من استخدام الطاقة المخزنة في وقت أكثر فائدة.

قد يعني ذلك نقل كهرباء الشبكة منخفضة التكلفة إلى فترة تعريفة باهظة الثمن، أو نقل طاقة الظهيرة الشمسية إلى المساء، أو الجمع بين الاستراتيجيتين.

تبدأ أفضل المشاريع بثلاثة أشياء: ملف تعريف الحمل، وجدول التعريفة، ونافذة الشحن المتاحة.

بمجرد أن تصبح هذه واضحة، يمكن تحديد الكيلوواط ساعة المطلوبة للبطارية، والكيلوواط لمحول الطاقة (PCS)، واستراتيجية التشغيل بدقة أكبر بكثير.