مدونة

فيما يلي تصنيف وخصائص أجهزة تخزين الطاقة PCS.

يشهد سوق شحن المركبات الكهربائية العالمي نموًا قويًا، مدفوعًا بالاعتماد المتزايد على المركبات الكهربائية والسياسات الحكومية الداعمة. توسع حجم السوق: يشهد حجم سوق محطات شحن المركبات الكهربائية العالمية نموًا مطردًا. ووفقًا لشركة Allied Market Research، قُدِّرت قيمة سوق محطات شحن المركبات الكهربائية العالمية بـ 12.5 مليار دولار أمريكي في عام 2022، ومن المتوقع أن تصل إلى 49.8 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2032، بمعدل نمو سنوي مركب قدره 15.6% خلال الفترة المتوقعة. تقنية الشحن السريع: شهدت تقنية الشحن السريع تطورات ملحوظة، حيث تدعم العديد من منصات الشحن الجديدة الشحن السريع عالي الطاقة بالتيار المستمر. على سبيل المثال، تستطيع بعض منصات الشحن الآن شحن سيارة كهربائية حتى 80% في غضون 20-30 دقيقة فقط. الأنظمة الذكية والمترابطة: تم تجهيز محطات الشحن الحديثة ببرامج وتقنيات اتصال متقدمة، مما يتيح ميزات مثل المراقبة عن بعد وتحليل البيانات في الوقت الفعلي وتكامل تطبيقات الهاتف المحمول للمستخدمين لتحديد مواقع محطات الشحن وتشغيلها بسهولة. يتم تقسيم شحن المركبات الكهربائية إلى شحن تيار مستمر وشحن تيار متردد. شحن التيار المستمر: يُعرف هذا النظام عادةً باسم "الشحن السريع"، وهو مُثبّت بشكل ثابت خارج السيارة الكهربائية ومتصل بشبكة التيار المتردد. يستخدم هذا النظام تيارًا ثلاثي الطور بأربعة أسلاك، بتردد 380 فولت، وتردد ثابت 50 هرتز، ويمكنه أيضًا توفير مصدر طاقة مستمر لبطاريات السيارات الكهربائية غير المُدمجة. شحن التيار المتردد: يُعرف أيضًا باسم "الشحن البطيء"، لكن شحن التيار المتردد لا يتضمن وظيفة شحن. يجب توصيله بشاحن داخلي لشحن السيارة الكهربائية، والذي يقتصر دوره على التحكم في مصدر الطاقة. الفرق بين الشحن المستمر والشحن المتردد مدة الشحن: الفرق الأساسي بين الشحن البطيء والشحن السريع هو مدة الشحن. عمومًا، يستغرق شحن بطارية الطاقة بالكامل باستخدام شاحن تيار مستمر من ساعة ونصف إلى ثلاث ساعات، بينما يستغرق شحنها بالكامل باستخدام شاحن تيار متردد من 8 إلى 10 ساعات. الشاحن الموجود على متن السيارة: إذا كانت كومة شحن التيار المتردد تشحن بطارية الطاقة، فإنها تحتاج إلى استخدام الشاحن الموجود على متن السيارة لشحنها، بينما يمكن شحن كومة شحن التيار المستمر مباشرة، وهو أيضًا أكبر فرق عن الشحن بالتيار المستمر. مقابس شحن التيار المستمر والتيار المتردد بسبب الاختلافات في أكوام الشحن، يتم أيضًا تقسيم مقابس الشحن في البلدان المختلفة إلى مقابس شحن DC (DC) ومقابس شحن AC (AC) . ج1772 موصل قياسي للسيارات الكهربائية، مُصنّع للولايات المتحدة واليابان. يحتوي هذا القابس على خمسة نقاط تلامس، ويتيح الشحن وفقًا لمعايير الوضعين 2 و3 لشبكة أحادية الطور 230 فولت (أقصى تيار 32 أمبير). تبلغ طاقة الشحن القصوى لهذا القابس 7.4 كيلوواط، وهو يُعتبر بطيئًا وقديمًا. سي سي إس 1 موصل CCS Combo 1 هو مستقبل من النوع 1 يسمح باستخدام قوابس الشحن البطيء والسريع. يعمل الموصل بفضل عاكس مُركّب في السيارة يُحوّل التيار المتردد إلى تيار مستمر. يمكن للمركبات المُزوّدة بهذا النوع من التوصيل زيادة سرعة الشحن إلى أقصى حد "سريع". صُمّم موصل CSS Combo لشحن 200-500 فولت بتيار 200 أمبير، ويُنتج طاقة 100 كيلوواط. تشاديمو صُمم قابس CHAdeMO للاستخدام في محطات شحن التيار المستمر القوية في الوضع 4، ويمكنه شحن البطارية حتى 80% في 30 دقيقة (بقوة 50 كيلوواط). يبلغ أقصى جهد له 500 فولت، وتياره 125 أمبير، وقوته 62.5 كيلوواط. وهو مناسب للسيارات اليابانية المجهزة بهذا القابس، وهو شائع الاستخدام في اليابان وأوروبا الغربية. مينيكس النوع الثاني يُستخدم قابس مينيكس من النوع 2 في جميع السيارات الكهربائية الأوروبية تقريبًا، بالإضافة إلى السيارات الكهربائية الصينية المعروضة للبيع. يمكن شحن السيارات المجهزة بهذا النوع من الموصلات من شبكات كهربائية أحادية الطور وثلاثية الطور بجهد أقصى يبلغ 400 فولت وتيار يبلغ 63 أمبير. تبلغ الطاقة القصوى لمحطات الشحن هذه 43 كيلوواط، ولكنها عادةً ما تتذبذب بين 22 كيلوواط للشبكات ثلاثية الطور و7.4 كيلوواط للشبكات أحادية الطور. تُشحن السيارات الكهربائية في الوضعين 2 و3. سي سي إس 2 نسخة مُحسّنة ومتوافقة مع الإصدارات السابقة من قابس CCS2. شائع الاستخدام في أوروبا. يسمح بالشحن السريع بقوة تصل إلى 100 كيلوواط. جي بي تي قابس قياسي للسيارات الكهربائية، مُصنّع في الصين. يتوفر أيضًا نوعان: محطات طاقة تيار متردد ومستمر. تصل طاقة الشحن عبر هذا الموصل إلى ١٩٠ كيلوواط عند جهد (٢٥٠ أمبير، ٧٥٠ فولت).

تُعدّ أنظمة تخزين طاقة البطاريات (BESS) تقنيات محورية لحلول الطاقة المستدامة والفعّالة. نقدم هنا دراسةً شاملةً لأنظمة BESS، تغطي أساسياتها، وآليات تشغيلها، وفوائدها، وقيودها، واعتباراتها الاقتصادية، وتطبيقاتها في سيناريوهات الاستخدام السكني والتجاري والصناعي، وعلى مستوى المرافق العامة. سواءً كنتَ من المهتمين بالطاقة أو لاعبًا رئيسيًا في تحولات الطاقة المتجددة، ستُزوّدك هذه الدورة بفهمٍ عميقٍ لأنظمة BESS ودورها الحيوي في تطوير تخزين الطاقة. ما هو BESS؟ نظام BESS هو تقنية متطورة تُمكّن من تخزين الطاقة الكهربائية، عادةً من مصادر متجددة كالطاقة الشمسية وطاقة الرياح. ويضمن توافرًا ثابتًا للطاقة في ظلّ تقلبات إمدادات الطاقة الناتجة عن عوامل مثل تقلبات الطقس وانقطاعات التيار الكهربائي. يتكامل نظام BESS بسلاسة مع مصادر الطاقة المتجددة، مما يُعزز موثوقيتها ويُخفف من تقلبات الإمدادات للحفاظ على استقرار إمدادات الطاقة واستقرار الشبكة. كيف يعمل نظام BESS؟ يقوم نظام BESS بتحويل وتخزين الكهرباء من مصادر الطاقة المتجددة أو خلال فترات الركود الاقتصادي. ويُطلق الطاقة المخزنة خلال ذروة الطلب أو عندما تكون مصادر الطاقة المتجددة غير نشطة (مثل الطاقة الشمسية الليلية)، باستخدام مكونات مثل البطاريات القابلة لإعادة الشحن، ومحولات تحويل الطاقة، وبرامج تحكم متطورة. تُقلل هذه التقنية من الاعتماد على محطات توليد الطاقة المكلفة خلال ذروة الطلب، وتُقلل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، وتُعزز استقرار الشبكة. فوائد وقيود BESS فوائد 1. تكامل الطاقة المتجددة يخزّن نظام BESS فائض الطاقة المُولّدة من مصادر الطاقة المتجددة، مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية. ويمكن إطلاق هذه الطاقة المُخزّنة عندما يتجاوز الطلب الإنتاج. تلعب هذه التقنية دورًا محوريًا في دمج الطاقة المتجددة في شبكات الكهرباء لدينا، من خلال المساعدة في معالجة اختلال التوازن بين العرض والطلب في مصادر الطاقة المتجددة المتقطعة. 2. تثبيت الشبكة يساهم نظام BESS في استقرار الشبكة من خلال امتصاص الطاقة الفائضة عند ارتفاع الإنتاج وتوزيعها عند ارتفاع الطلب. تُمكّن هذه الميزة نظام BESS من الحد بشكل كبير من انقطاعات التيار الكهربائي وضمان إمداد كهربائي أكثر استقرارًا، خاصةً خلال الظروف الجوية القاسية. 3. تقليل الانبعاثات وتقليل ذروة الاستهلاك يلعب نظام BESS دورًا محوريًا في تقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري من محطات الطاقة التي تعمل في أوقات الذروة. تشتهر هذه المحطات بانخفاض كفاءتها وارتفاع انبعاثاتها، حيث تعمل بشكل رئيسي خلال أوقات ذروة الطلب. ومع ذلك، ومن خلال "تخفيض استهلاك الطاقة خلال أوقات الذروة"، يمكن لنظام BESS تخزين الطاقة الفائضة عند انخفاض الطلب وإطلاقها عند ارتفاعه. هذا يقلل الاعتماد على محطات الطاقة التي تعمل في أوقات الذروة، ويساعد بشكل كبير على خفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري. 4. تسهيل عملية الكهربة وتوفير الطاقة الاحتياطية يلبي نظام BESS الطلب المتزايد على الكهرباء الناتج عن التحول من الوقود الأحفوري إلى الكهرباء في مختلف القطاعات. ويلعب هذا النظام دورًا محوريًا في تعزيز مرونة الطاقة من خلال توفير طاقة احتياطية موثوقة في حالات انقطاع التيار الكهربائي المفاجئ. 5. تعزيز استقلالية الطاقة يُمكّن نظام BESS المنازل والشركات المُجهزة بأنظمة الطاقة الشمسية من التقاط وتخزين فائض الطاقة. تُقلل هذه القدرة الاعتماد على شبكات الطاقة الخارجية، مما يُعزز الاكتفاء الذاتي المحلي من الطاقة. القيود 1. استثمار مقدمي مرتفع يتطلب تطبيق نظام BESS تكاليف أولية باهظة، مما يجعله مهمة مالية ضخمة، خاصةً للأنظمة واسعة النطاق. ورغم الانخفاض الملحوظ في تكلفة وحدة الكهرباء المخزنة بمرور الوقت، لا يزال الاستثمار الأولي كبيرًا، مما يُشكل تحديًا ماليًا للعديد من المُعتمدين. 2. الإدارة والصيانة المعقدة نظام BESS مُجهّز بأنظمة تحكم متطورة وذكية تتطلب خبرة متخصصة في التشغيل والصيانة. كما أن المعدات، مثل العاكسات، وأنظمة التحكم البيئي، ومكونات السلامة، بما في ذلك أنظمة إخماد الحرائق، وأجهزة الاستشعار، وأجهزة الإنذار، تزيد من تعقيد النظام. 3. مخاوف بشأن العمر الافتراضي والمتانة على الرغم من أن بعض أنواع البطاريات، مثل بطاريات أيون الليثيوم، تشتهر بمتانتها وكفاءتها، إلا أن بعضها الآخر، مثل بطاريات الرصاص الحمضية، يتميز بعمر افتراضي أقصر، خاصةً عند تعرضه لدورات شحن عميقة متكررة. قد يُشكل هذا التباين في القدرة على التحمل تحديًا فيما يتعلق بالموثوقية والأداء طويل الأمد في أنظمة BESS. 4. المخاطر البيئية والصحية قد تحتوي بعض بطاريات BESS على مواد سامة أو خطرة، مما يُشكل مخاطر بيئية وصحية جسيمة إذا لم تُدار أو تُتخلص منها بشكل صحيح. وهذا يُبرز الحاجة إلى بروتوكولات صارمة للتخلص منها وإعادة تدويرها للحد من الآثار السلبية المحتملة على البيئة والصحة العامة. 5. خسائر تحويل الطاقة خلال دورات الشحن والتفريغ لنظام BESS، يُفقد جزء من الطاقة عند تحويلها من طاقة كهربائية إلى طاقة كيميائية، والعكس صحيح. قد تُقلل هذه الخسائر المتأصلة في تحويل الطاقة من الكفاءة الكلية لنظام BESS، مما قد يحد من فعاليته في بعض التطبيقات. التطبيقات الأساسية ومزايا نظام BESS حلاقة الذروة وتحويل الحمل عندما يُظهر عداد الشبكة الكهربائية طاقةً أعلى من ذروة الطاقة أو أقل من طاقة خارج الذروة التي حددناها، يقوم نظام التخزين بتفريغ الطاقة أو شحنها للحفاظ على طاقة العداد أقل من (ذروة-دلتا) أو أعلى من (خارج-ذروة-دلتا). عند عدم تفعيل خاصية "حلاقة الذروة" وتحويل الحمل، يكون دخل خرج النظام 0 كيلوواط. المرونة التشغيلية: يُمكّن نظام BESS المؤسسات من تعديل طلبها على الكهرباء من الشبكة خلال الفترات الحرجة دون تغيير إجمالي استهلاكها للطاقة. تُسهّل هذه القدرة على التكيف المشاركة في مبادرات الاستجابة للطلب. دعم الشبكة الصغيرة: يعد نظام BESS ضروريًا لعمل الشبكات الصغيرة، حيث يوفر سعة تخزين الطاقة اللازمة للحفاظ على العمليات بشكل مستقل عن الشبكة الرئيسية. تكامل الطاقة المتجددة: من خلال تخزين الطاقة الزائدة عندما تكون مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح وفيرة وإطلاقها عندما ينخفض ​​الإنتاج، يعمل نظام BESS على تعزيز موثوقية واستقرار مبادرات الطاقة الخضراء. دعم الشبكة الصغيرة: يعد نظام BESS ضروريًا لعمل الشبكات الصغيرة، حيث يوفر سعة تخزين الطاقة اللازمة للحفاظ على العمليات بشكل مستقل عن الشبكة الرئيسية. فترة زمنية للشحن والتفريغ يُساعد النظام العملاء على تحديد فترات زمنية لشحن النظام أو تفريغه. يُمكن للعملاء تحديد حد أقصى لشحن وتفريغ الطاقة. خلال فترة الشحن، يُعطي النظام الأولوية لشحن البطارية من الخلايا الكهروضوئية أولًا، ثم من شبكة الكهرباء حتى الوصول إلى حالة الشحن الآمن (SOC) عند قطع التيار. بعد ذلك، لن تُفرّغ البطارية، وسيعود إنتاج الخلايا الكهروضوئية إلى طبيعته. خلال فترة التفريغ، تُستخدم البطارية للاستهلاك الذاتي. بعد انتهاء فترة التفريغ، لن تُفرّغ البطارية، وسيبقى إنتاج الطاقة الكهروضوئية طبيعيًا. يُجسّد نظام BESS تقنيةً رائدة تجمع بين الابتكار والكفاءة والحفاظ على البيئة. إن فهم آلية عمله بدقة، إلى جانب تقييم مزاياه وآثاره المالية، يُبرز الدور المحوري الذي يلعبه نظام BESS في بناء مستقبل مستدام للطاقة. ومع تزايد استخدام هذه الأنظمة، فإنها تُبشّر بتغيير أساليب استهلاكنا للطاقة وتخزينها، مما يُتيح الوصول على نطاق واسع إلى حلول طاقة نظيفة وموثوقة وبأسعار معقولة.

النظام الشمسي الهجين هو حل طاقة ذكي يجمع بين توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية (PV)، وتخزين الطاقة (مثل البطاريات)، وطاقة الشبكة (أو المولدات الاحتياطية). يتيح هذا الحل الاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية، وتخزين الكهرباء الفائضة، وسحبها من الشبكة أو من مخازن الطاقة عند الحاجة، مما يُحسّن كفاءة الطاقة وفعاليتها من حيث التكلفة. مزايا أنظمة الطاقة الشمسية الهجينة (3) تعزيز موثوقية الطاقة يتحول تلقائيًا إلى طاقة البطارية (وظيفة UPS) أثناء انقطاع الشبكة، مما يضمن إمدادًا مستمرًا للأحمال الحرجة. مناسب للمستشفيات ومراكز البيانات والمصانع التي تتطلب درجة عالية من الموثوقية. تطبيقات أنظمة الطاقة الشمسية الهجينة سكني: يخفض فواتير الكهرباء، ويعزز استقلالية الطاقة، ويوفر الطاقة الاحتياطية. التجارية والصناعية: يقلل التكاليف من خلال التحكيم في وقت الاستخدام ويضمن العمليات المستقرة. المناطق النائية/خارج الشبكة: تزود الجزر والمناطق الجبلية ومواقع التعدين بالطاقة بسبب عدم موثوقية الوصول إلى الشبكة أو عدم وجودها على الإطلاق. الشبكات الصغيرة: أنظمة المتنزهات المجتمعية أو الصناعية التي تدمج الطاقة الشمسية + التخزين + مولدات الديزل. الابتكارات في السياسات ونماذج الأعمال تخزين الطاقة المشترك: مشاركة تخزين الطاقة على مستوى المجتمع أو المؤسسة لتقليل التكاليف. التمويل الأخضر: إعانات حكومية وقروض منخفضة الفائدة لتعزيز التبني.

مع تزايد الاعتماد على الطاقة المتجددة عالميًا، مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية، أصبح إيجاد طرق موثوقة لتخزين الطاقة أكثر أهمية من أي وقت مضى. تُعدّ حاويات BESS حلاً اقتصاديًا وفعالًا تجاريًا. حاويات BESS هي أجهزة مدمجة، معيارية، وقابلة للنقل، مصممة لدمج مختلف مكونات نظام تخزين البطاريات في حاوية موحدة. تستكشف هذه المقالة المزايا الرئيسية لحاويات BESS، مع التركيز على كيفية مساهمتها في تحسين استخدام الطاقة، ودعم دمج الطاقة المتجددة، وتوفير حلول تخزين طاقة فعّالة من حيث التكلفة. دور حاويات BESS حاويات BESS (نظام تخزين طاقة البطاريات) هي حلول تُدمج أنظمة تخزين البطاريات في حاويات قياسية، قابلة للنقل والتركيب. وتشمل أدوارها: التكامل والإدارة تُدمج حاويات BESS البطاريات، والمحولات، وأنظمة التحكم، وغيرها من المعدات في إطار معياري، مما يُسهّل إدارتها وصيانتها. تتضمن هذه الحاويات عادةً أنظمة للتحكم في درجة الحرارة، ومراقبة، وحماية، لضمان سلاسة عمل النظام، ومراقبة حالة كل مكون آنيًا. التوحيد القياسي والراحة بفضل تركيبها المسبق، تُبسّط حاويات BESS عملية التركيب في الموقع، مما يُقلّل بشكل كبير من وقت وتكاليف البناء. كما يُتيح تصميمها الموحد سهولة نقلها إلى مواقع مختلفة ونشرها بسرعة للاستخدام. التنقل يمكن نقل حاويات BESS ونشرها بسرعة بناءً على الطلب، مما يجعلها مثالية لاحتياجات الطاقة المؤقتة أو حالات التعافي بعد الكوارث. هذه المرونة تجعلها خيارًا ممتازًا لإمدادات الطاقة في حالات الطوارئ. تعزيز سلامة النظام يوفر التصميم داخل الحاوية حماية عزل، مما يقلل بشكل فعال من تأثير البيئات الخارجية (مثل الطقس المتطرف أو التلوث) على معدات التخزين، ويضمن التشغيل الآمن حتى في ظل الظروف القاسية. تحسين قابلية التوسع للنظام يمكن استخدام حاويات BESS متعددة بالتزامن لتوفير سعة تخزين ومرونة أكبر للنظام. هذه القدرة على التوسع تجعلها مناسبة لاحتياجات تخزين وإدارة الطاقة على نطاق واسع، مما يسمح بتعديلات مرنة بناءً على المتطلبات الفعلية.

يواصل قطاع تخزين الطاقة المتجددة نموه السريع، حيث يلعب موردو حاويات BESS دورًا حيويًا متزايدًا في توفير حلول تخزين طاقة البطاريات الجاهزة للاستخدام. يقدم هؤلاء المصنعون المتخصصون أنظمة حاويات جاهزة تستوعب أنظمة تخزين بطاريات ليثيوم أيون كاملة للتطبيقات واسعة النطاق. موردو حاويات BESS تقدم وحدات قياسية بسعات تتراوح بين 2.5 و5 ميجاوات/ساعة، مصممة للاستخدام الصناعي الخارجي. عادةً ما تدمج أنظمة موردي حاويات BESS حوامل البطاريات، والإدارة الحرارية، ومعدات إخماد الحرائق، ومعدات تحويل الطاقة في حاويات مقاومة للعوامل الجوية. يتعاون العديد من مطوري مزارع الطاقة الشمسية ومشغلي الشبكات الآن مع موردي حاويات BESS لنشر حلول تخزين الطاقة بسرعة وكفاءة. من أهم مزايا العمل مع موردي حاويات BESS قدرتهم على توفير أنظمة جاهزة للاستخدام ومختبرة بالكامل، مما يقلل من تعقيد التركيب. تتميز حلولهم الحاوية بسلامة هيكلية كافية وحماية بيئية عالية لظروف التشغيل القاسية. المنتجات التي توفرها موردو حاويات BESS وهي مناسبة بشكل خاص للتواجد مع محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية ومزارع الرياح حيث يكون تحسين المساحة مهمًا. استفاد قطاع الطاقة المتجددة على نطاق المرافق بشكل كبير من الحلول التي يقدمها موردو حاويات BESS. تساعد هذه الوحدات الجاهزة على تسريع الجداول الزمنية للمشاريع مع الالتزام بمعايير السلامة الصارمة لتركيبات البطاريات الكبيرة. يقدم العديد من موردي حاويات BESS الآن تكوينات مخصصة لتناسب التركيبات الكيميائية المختلفة للبطاريات ومتطلبات ربط الشبكة. مع تزايد انتشار تخزين الطاقة عالميًا، يواصل موردو حاويات BESS تحسين تصميمات منتجاتهم. وتدعم قدرتهم على توفير أنظمة متكاملة ومتكاملة مع المصانع الحاجة المتزايدة إلى مرونة الشبكة وتكامل الطاقة المتجددة. ومع التحسينات المستمرة في كثافة الطاقة والإدارة الحرارية، يحافظ هؤلاء الموردون على مكانتهم في سوق تخزين الطاقة التنافسي. التطور المستقبلي موردو حاويات BESS تشمل قدرات مراقبة الأنظمة الذكية ووحدات نمطية مُحسّنة لتوسيع السعة. ويساهم دورها في توفير حلول تخزين طاقة موحدة وقابلة للتطوير في التحول العالمي نحو اعتماد الطاقة المتجددة وجهود تحديث الشبكات.