تخزين الطاقة الدفيئة: تحسين الكفاءة من خلال تخزين البطارية

إذا كنت تدير صوبة زراعية حديثة، فإن الطاقة الثابتة غير قابلة للتفاوض. فهو يحافظ على اتساق ظروف النمو، ويدير الإضاءة التكميلية، ويغذي أنظمة الري، ويعتني بالتحكم في درجة الحرارة والرطوبة. تتقلب أسعار الطاقة باستمرار، وتستمر البستنة التجارية في جذب المزيد من الطاقة هذه الأيام - إن إدارة كمية الكهرباء التي تستخدمها هو أمر يحتاج مشغلو الدفيئة حقًا إلى البقاء على اطلاع به.

تستخدم العديد من مواقع الدفيئة تخزين الطاقة لمنع تكاليف الكهرباء من الخروج عن نطاق السيطرة. كما أنها تتيح لهم الحصول على قيمة أكبر من الطاقة الشمسية التي ينتجونها في الموقع، إلى جانب البناءتخزين الطاقة الدفيئةصمود. يتم شحن البطاريات عندما تكون الطاقة رخيصة أو يسهل الحصول عليها، ويستفيد المزارعون من تلك الطاقة المخزنة بمجرد ارتفاع الطلب أو ارتفاع الأسعار. وبهذه الطريقة يمكنك إدارة الاستهلاك، ولا يوجد خطر الإضرار بجودة المحاصيل.

سواء كنت تمتلك دفيئة تجارية، أو تدير شركة بستنة، أو تعمل على تطوير مشاريع الطاقة الزراعية، فإن العثور على إعداد تخزين البطارية الذي يناسب موقعك يجعل التنبؤ بتكاليف التشغيل أسهل ويدعم طريقة أكثر استدامة لإنتاج المحاصيل. قبل الالتزام بالتثبيت، ستحتاج إلى فهم كيفية عمل هذه الأنظمة فعليًا، والأجزاء التي ستحتاج إليها، وكيفية تحديد الحجم المناسب لإعدادك.

فهم حلول تخزين الطاقة للدفيئات الزراعية

ما هو نظام تخزين طاقة البطارية الدفيئة (BESS)؟

يحتفظ نظام تخزين طاقة البطارية المسببة للاحتباس الحراري (BESS) بالطاقة الكهربائية لاستخدامها في وقت لاحق. يتضمن إعداده الأساسي حزم بطاريات قابلة لإعادة الشحن، إلى جانب نظام تحويل الطاقة (PCS)، ونظام إدارة البطارية (BMS)، ونظام إدارة الطاقة (EMS).

بالنسبة لمواقع البيوت الزجاجية، يلتقط هذا الإعداد الطاقة الفائضة القادمة من المصفوفات الشمسية المثبتة على السطح أو الأرضية. ويمكنها أيضًا أن تملأ نفسها عندما تقع شبكة الكهرباء في نوافذ تسعير خارج أوقات الذروة، قبل إطلاق الطاقة المخزنة بمجرد أن تبدأ الأضواء أو أجهزة التدفئة أو التهوية أو معدات الري في سحب المزيد من التيار.

إنه يتصرف بشكل مختلف تمامًا عن المولدات الاحتياطية القياسية، حيث يتفاعل تخزين البطارية على الفور تقريبًا كلما تغير الطلب على الطاقة. تم ضبطه بشكل صحيح، فهو يساعد على خفض الحد الأقصى لسحب الشبكة ويوفر طاقة احتياطية لأحمالك الأكثر أهمية والمحددة مسبقًا.

يمكن تصميم الدفيئة BESS لتطبيقات مختلفة، بما في ذلك:

• الدفيئات الزراعية على نطاق سكني:أنظمة بطاريات أصغر حجمًا لمنشآت الزراعة الخاصة ودفيئات الهواة.
• الدفيئات الزراعية التجارية:تخزين البطارية متكامل مع الطاقة الشمسية الكهروضوئية والري والتهوية والإضاءة التكميلية.
• المجمعات البستانية الكبيرة:أنظمة البطاريات المعيارية أو الحاوية المصممة لدعم الأحمال الكهربائية الكبيرة وإدارة الطاقة الأكثر تطوراً.
• العمليات الزراعية متعددة المواقع:حلول تخزين قابلة للتطوير تدعم مراقبة الطاقة وإدارة الطاقة المنسقة عبر المرافق.

ويعتمد النظام المناسب على استهلاك الكهرباء والتوليد المتاح والتعريفات المحلية والمتطلبات الاحتياطية والجدول الزمني لتشغيل الدفيئة.

كيف يعمل تخزين طاقة البطارية في المنشآت البستانية؟

تستمد البطاريات الطاقة عندما تكون موجودة، وترسلها عندما تحتاج الدفيئة إلى المزيد. يقوم نظام EMS بإدارة هذا الأمر، حيث يتتبع مستوى شحن البطارية وأسعار الطاقة الحالية وإنتاج الطاقة الشمسية المتوقع والاستخدام المباشر للموقع.

إذا كان لديك ألواح شمسية في الدفيئة الخاصة بك، فإن اليوم العادي يميل إلى أن يسير على النحو التالي:

1. صباح:تساعد البطارية في حمل بعض الحمولة حتى تلتقط الطاقة الشمسية.
2. منتصف النهار:تعمل الطاقة الشمسية على تشغيل أجهزتك، والطاقة الزائدة تملأ البطارية.
3. في وقت متأخر بعد الظهر:تسقط الطاقة الشمسية. تعمل البطارية عند تشغيل الأضواء والمعدات الأخرى.
4. مساءً وليلاً:تحافظ الطاقة المخزنة على تشغيل المعدات المهمة. يمكننا أيضًا الشحن من الشبكة عندما تكون الأسعار منخفضة.

يمكنك ضبط هذا التدفق ليناسب المحاصيل والمواسم المختلفة. يستخدم الإعداد الشتوي المثقل بأضواء النمو الطاقة بطريقة مختلفة عن المواقع الصيفية التي تعمل بشكل أساسي على تشغيل الري والمراوح.

البطاريات لا تصنع الطاقة. فهي تتيح لك نقل الطاقة إلى الساعات التي تحتاجها، وتقليل عمليات شراء الشبكة باهظة الثمن، والحفاظ على تحكم أكثر صرامة في استخدامك للطاقة.

دور تخزين الطاقة في تعزيز كفاءة الطاقة الدفيئة

إن تحقيق الكفاءة الصحيحة في الدفيئة لا يقتصر فقط على تقليل استخدام الطاقة. التوقيت مهم أيضا. أنت تريد تجنب الوصول إلى ذروة الشحن العالية، ومحاذاة مصادر الطاقة الخاصة بك مع ما تقوم بتشغيله فعليًا كل يوم.

باستخدام البطاريات، يحصل المزارعون على مساعدة عملية على هذه الجبهات:

• تخطي شراء طاقة الشبكة باهظة الثمن عندما تبدأ أسعار الذروة.
• استفد بشكل أفضل من الطاقة الشمسية التي تولدها بدلاً من تصديرها بعيدًا.
• التعامل مع الارتفاعات المفاجئة والانخفاضات في الطلب على الطاقة في جميع أنحاء المزرعة.
• احتفظ بالمعدات ذات الأولوية عند تعطل الشبكة، إذا تم إعداد النسخ الاحتياطي.
• قم بمزامنة البطارية مع أدوات المراقبة وأتمتة الموقع.

ومع ذلك، لا تخطئ في اعتبار التخزين حلاً شاملاً. لا يمكن للبطاريات أن تحل محل أعمال الكفاءة الأساسية. يعمل العزل الأكثر إحكامًا ومصابيح LED الجيدة والتهوية المعدلة بشكل صحيح وخدمة التدفئة المنتظمة على تقليل حمل الطاقة الأساسي لديك. قم بتجميع هذه التحسينات باستخدام بطارية بحجم مناسب لاحتياجاتك الحقيقية، وستحصل على إعداد أكثر قوة بكثير.

المكونات الرئيسية لنظام تخزين بطارية الدفيئة

لا يمكنك بناء مخزن متين للدفيئة فقط من خلال التركيز على مقدار الطاقة التي تحتفظ بها البطاريات. كل قطعة في الإعداد لها وظيفتها الخاصة، مما يضمن بقاء الطاقة المخزنة آمنة وتعمل كما تتوقع.

خلايا البطارية ووحدات التخزين

تحبس خلايا البطارية المفردة الطاقة عبر التفاعلات الكهروكيميائية. نقوم بتجميع العشرات من هذه الخلايا في وحدات، ثم نقوم ببناء تلك الوحدات في حزم كاملة. هذه هي الطريقة التي نصل بها إلى الجهد والتخزين وإنتاج الطاقة الذي يتطلبه مشروع الدفيئة.

يعد فوسفات حديد الليثيوم، أو LFP، اختيارًا شائعًا لتركيبات التخزين الثابتة. إنه يقاوم ارتفاع درجة الحرارة بشكل جيد، ويستمر خلال العديد من دورات الشحن عند تشغيله بشكل صحيح، ويتعامل مع ركوب الدراجات ذهابًا وإيابًا بشكل موثوق.

إذا كنت تختار بطاريات لدفيئة تجارية، فهناك العديد من الأشياء الأساسية التي يجب مراعاتها:

• القدرة القابلة للاستخدام:يخبرك هذا بمقدار الطاقة التي يمكنك استخدامها فعليًا لتشغيل معدات الدفيئة، والتي يتم قياسها بالكيلووات ساعة أو ميجاوات ساعة. لا تخلط بينه وبين السعة الإجمالية المقدرة.
• قدرة الطاقة:تندرج السرعة القصوى للشحن والتفريغ ضمن هذه المواصفات، حيث تكون الوحدات القياسية هنا هي kW وMW.
• دورة الحياة:فكر في الأمر على أنه العدد التقريبي لعمليات تفريغ الشحنة التي يمكنك الحصول عليها، مع الالتزام بقواعد التشغيل الخاصة بالشركة المصنعة.
• درجة حرارة التشغيل:تحقق من نطاق درجة الحرارة الذي يمكن للجهاز أن يعمل فيه بأمان. ستحتاج بعض الإعدادات إلى عناصر تحكم حرارية إضافية للبقاء داخل هذا النطاق.
• الضمان والتدهور:انظر إلى مقدار السعة التي يجب أن تحتفظ بها البطارية على مر السنين، واقرأ بالضبط ما يغطيه الضمان طوال فترة خدمته.

الدفيئات الزراعية هي بيئات صعبة. الرطوبة ورذاذ الري والغبار والتغيرات الكبيرة في درجات الحرارة الموسمية كلها أمور طبيعية. يجب أن تدخل أجهزة البطارية إلى مساحة محمية مزودة بضوابط بيئية مناسبة. يجب أن يتناسب تصنيف IP الخاص بالعلبة وخطة التهوية وإدارة درجة الحرارة مع ظروف موقعك الحقيقية.

نظام إدارة البطارية (BMS) للسلامة والصحة

يقوم نظام إدارة المباني (BMS) بمراقبة حزمة البطارية الخاصة بك، والتأكد من عدم انجراف الخلايا الفردية أبدًا خارج نطاقات العمل الآمنة. فهو يقرأ الجهد والتيار ودرجة الحرارة ومستوى الشحن بشكل مستمر، ويقوم بتفعيل عناصر التحكم في السلامة إذا خرج شيء ما عن المسار الصحيح.

ستقوم الوحدة الجيدة بموازنة الخلايا، واكتشاف الأخطاء على الفور، وتبادل البيانات مع أجهزة الكمبيوتر لديك وإعداد إدارة الطاقة.

بالنسبة لمشغلي البيوت المحمية، هذه المجموعة من الميزات مهمة حقًا. تدور هذه البطاريات يومًا بعد يوم طوال موسم النمو. تتيح لك المراقبة المنتظمة اكتشاف السلوك الغريب مبكرًا، قبل أن يتحول إلى فشل باهظ الثمن وغير متوقع.

عند التحقق من الموردين، خذ وقتًا للتحقق من تطابق نظام إدارة المباني (BMS) الخاص بهم مع نمط الاستخدام المتوقع. يجب أن يتفاعل بسلاسة مع العاكس أو أجهزة الكمبيوتر التي اخترتها، ويقدم جميع ميزات المراقبة والسلامة التي يحتاجها مشروعك.

نظام تحويل الطاقة (PCS) والمحولات

يتعامل نظام تحويل الطاقة مع حركة الكهرباء ذهابًا وإيابًا بين البطارية وأسلاك التيار المتردد في موقعك. عند الشحن، فإنه يأخذ طاقة التيار المتردد ويحولها إلى تيار مستمر يمكن أن تقبله البطارية. عندما تنقطع البطارية عن الطاقة، فإنها تحول التيار المستمر المخزن إلى تيار متردد قابل للاستخدام لتشغيل جميع معدات الدفيئة الخاصة بك.

إذا كنت تقوم بإقران التخزين بالطاقة الشمسية، فيمكنك استخدام عاكس هجين أو بطارية مستقلة PCS - يعود هذا الاختيار في الغالب إلى كيفية تصميم النظام بأكمله.

يعد الحصول على حجم PCS الصحيح أمرًا مهمًا حقًا. قد تحتوي البطارية على قدر كبير من الطاقة لتشغيل الأحمال لساعات، ومع ذلك لن تتمكن من الاستفادة من هذه الطاقة إذا كانت أجهزة الكمبيوتر لديك صغيرة جدًا بحيث لا تتحمل الطلب.

ضع هذه النقاط في الاعتبار عند اختيار أجهزة الكمبيوتر الشخصية أو العاكس:

• ما مقدار طاقة الشحن والتفريغ الثابتة التي يمكن أن تتحملها
• قدرة التحميل الزائد قصيرة المدى، اللازمة لتشغيل المحركات والأحمال الثقيلة
• سواء كان يعمل مع التوزيع الكهربائي الموجود في الدفيئة الخاصة بك
• احتياجات الإعداد على ثلاث مراحل وجودة إخراج الطاقة النظيفة
• عملية مرتبطة بالشبكة بالإضافة إلى وظيفة النسخ الاحتياطي خارج الشبكة
• إمكانية التشغيل البيني مع محولات الطاقة الشمسية ونظام إدارة المباني ونظام الإدارة البيئية

تعمل العديد من البيوت الزجاجية على تشغيل المضخات والضواغط ومراوح التهوية الكبيرة ومعدات المناخ. بالنسبة لهذه الإعدادات، يحتاج المهندسون إلى النظر عن كثب إلى تيار تدفق المحرك والأحمال المتداخلة، بدلاً من مجرد إضافة تصنيف لوحة اسم كل قطعة من المعدات.

نظام إدارة الطاقة (EMS) للأتمتة الذكية

يقوم نظام إدارة الطاقة بتتبع وتنظيم توليد الطاقة وتخزين البطارية والاستهلاك في الموقع معًا. فهو يسحب القراءات المباشرة وجداول التشغيل المحددة مسبقًا ومعلومات معدل الفائدة لتحديد أفضل الأوقات لشحن البطارية أو إرسال الطاقة.

على سبيل المثال، يمكن لـ EMS الخاص بك أولاً توجيه الطاقة الشمسية مباشرة لتشغيل الدفيئة. يتم دفع أي طاقة شمسية إضافية إلى البطارية، ويتم تحرير تلك الطاقة المخزنة عندما ترتفع معدلات كهرباء الشبكة.

ستأخذ الإعدادات الأكثر قدرة أيضًا في الاعتبار توقعات الطقس، والإنتاج المتوقع من الطاقة الشمسية، والإضاءة التكميلية المجدولة للمحاصيل، والحد الأقصى للطلب. يتيح ذلك للمزارعين مواءمة إستراتيجيتهم للطاقة حول ما تحتاجه محاصيلهم الدفيئة فعليًا.

ستحتاج أيضًا إلى أن يشتمل نظام الإدارة البيئية لديك على لوحات معلومات قابلة للاستخدام للتتبع المباشر، وتسجيل استخدام الطاقة السابق، وتتيح لك تعيين حدود التشغيل المخصصة، والارتباط بعناصر التحكم الموجودة في موقعك. في نهاية المطاف، الهدف هو توفير تكاليف الطاقة، دون الإضرار بمستويات درجة الحرارة أو الرطوبة أو الضوء أو الري التي تعتمد عليها نباتاتك.

الفوائد الرئيسية لتخزين البطارية للدفيئات الزراعية الحديثة

حلاقة الذروة وتحويل الأحمال إلى تكاليف كهرباء أقل

يقلل اقتطاع الذروة من مقدار الطاقة التي يسحبها موقعك من الشبكة عندما يصل الطلب إلى أعلى مستوياته. يؤدي تحويل الأحمال ببساطة إلى نقل استخدامك للطاقة إلى ساعات مختلفة - غالبًا للحصول على أسعار أرخص أو تحقيق أقصى استفادة من الطاقة المتجددة المتاحة.

تعمل هذه التكتيكات بشكل جيد مع البيوت الزجاجية الكبيرة التي تعمل بأحمال ثقيلة مثل مصابيح النمو والمضخات والمراوح ومعدات المناخ في وقت واحد.

فكر في حالة دفيئة نموذجية: تشتعل الأضواء الإضافية المسائية أثناء تشغيل المضخات ومعدات المناخ بالفعل، مما يؤدي إلى قفزة سريعة في الطلب. يمكن للبطارية المتوافقة بشكل جيد توفير الطاقة خلال هذا الامتداد المزدحم وتقليل مقدار ما تسحبه من الشبكة.

ستعتمد مدخراتك الفعلية بشكل كبير على كيفية تنظيم المرافق المحلية لأسعارها. إذا كان عقدك يتقاضى رسومًا تتطلب رسومًا، فإن إسقاط سحب الذروة الفردي هذا يمكن أن يضيف مبلغًا جيدًا. بالنسبة لخطط وقت الاستخدام، يمكنك ملء البطارية خلال ساعات منخفضة التكلفة واستخدام تلك الطاقة المخزنة عندما ترتفع الأسعار.

لا تفترض أن البطاريات ستخفض كل فاتورة طاقة بشكل افتراضي. تتلخص التوفيرات الحقيقية في كيفية إعداد التعريفة الخاصة بك، وكفاءة البطارية ذهابًا وإيابًا، وعدد مرات ومدة استمرار تلك الارتفاعات، وما إذا كانت البطارية لديها طاقة كافية وطاقة مخزنة لتغطية تلك الذروة.

تعظيم الاستهلاك الذاتي لتوليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية في الموقع

تعمل أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية على توليد الكثير من الطاقة خلال ضوء النهار، ولكن احتياجات الطاقة في الدفيئة نادرًا ما تتوافق تمامًا مع سطوع الشمس. إذا لم يكن لديك مساحة تخزين، فقد يتم إرجاع الطاقة الشمسية الإضافية إلى الشبكة مقابل دفع القليل جدًا، أو حتى يتم قطعها عند بدء حدود تصدير الشبكة.

يقوم نظام البطاريات الخاص بالصوبات الزراعية بتجميع بعض الطاقة الشمسية المتبقية لاستخدامها لاحقًا. وبهذه الطريقة، يمكن لمزيد من الطاقة التي تولدها في الموقع تشغيل مصابيح النمو المسائية ومضخات الري ومراوح الدوران ومعدات المراقبة والأحمال الأخرى التي تحتاجها بعد غروب الشمس.

ما إذا كان هذا الإعداد منطقيًا من الناحية المالية يعود إلى الفجوة بين ما تدفعه لشراء طاقة الشبكة مقابل ما تحصل عليه مقابل إرسال الطاقة. يجب عليك أيضًا حساب الطاقة المفقودة في دورة شحن وتفريغ البطارية. إذا كانت معدلات التصدير سخية أو كانت طاقة الشبكة رخيصة، فإن التعامل مع كل كيلووات ساعة احتياطية ليس دائمًا هو الخطوة الأكثر ذكاءً.

عند تحديد حجم البطاريات لبناء الطاقة الشمسية بالإضافة إلى التخزين، فأنت تريد اتباع منحنى الطاقة الشمسية الزائد المعتاد، بدلاً من مجرد اختيار حجم البطارية الذي يتطابق مع مخرجات لوحة الطاقة الشمسية.

الطاقة الاحتياطية والحماية ضد انقطاع الشبكة

يمكن أن يؤدي انقطاع الشبكة إلى تعطيل تهوية الدفيئة والري وتنظيم المناخ وجميع معدات المراقبة الآلية الخاصة بك. يختلف ما يعنيه هذا بالنسبة لمحاصيلك، لكن الطقس السيئ المقترن بفقدان الطاقة يمكن أن يخلق مخاطر جسيمة في وقت قصير بشكل مدهش.

عندما يتم تمكين ميزات النسخ الاحتياطي في إعداد البطارية لديك، فيمكنها تغذية الطاقة فقط للأحمال ذات الأولوية المحددة مسبقًا بمجرد انقطاع الشبكة. العناصر المشتركة في قائمة الأولويات هي:

• مراوح التهوية ومسارات الدورة الدموية الرئيسية
• مضخات الري وصمامات التحكم الخاصة بها
• أجهزة استشعار لتتبع درجة الحرارة والرطوبة
• الإضاءة الحيوية أو أجهزة التحكم الآلي
• وحدات الإنذار ومعدات الاتصالات

ملاحظة مهمة: معظم البطاريات القياسية المرتبطة بالشبكة لن تعمل بشكل مستقل أثناء انقطاع التيار. تحتاج وظيفة النسخ الاحتياطي إلى أجهزة إضافية — وحدة تحكم الجزيرة، ومفاتيح النقل، وعاكس تشكيل الشبكة، ولوحة توزيع منفصلة مصممة لهذه الأحمال المهمة.

يتوقف وقت تشغيل النسخة الاحتياطية على طاقة البطارية المتوفرة ومقدار الطاقة التي تستهلكها أجهزتك المتصلة. سوف يستمر النظام الذي يبقي أجهزة الاستشعار ومراوح الدوران على الإنترنت لفترة أطول بكثير من النظام الذي يحاول حمل الدفيئة الكاملة، بما في ذلك مصابيح النمو المتعطشة للطاقة والتدفئة الكهربائية.

إذا كان انقطاع التيار الكهربائي لفترات طويلة متكررًا في موقعك، فإن ربط تخزين البطارية بالألواح الشمسية ومولد ذو حجم مناسب يوفر مرونة أفضل من الاعتماد على البطاريات فقط.

توليد الإيرادات من خلال خدمات الشبكة وتجارة الطاقة

تسمح بعض أسواق الطاقة لأصحاب البطاريات التجارية بالحصول على دخل إضافي من خلال الانضمام إلى الاستجابة للطلب أو تنظيم التردد أو خطط السعة أو أنشطة تداول الطاقة. يعتمد قدرتك على الاستفادة من هذه الفرص على القواعد المحلية، وقواعد دخول السوق، وشهادات المعدات، وما إذا كان لديك مجمع أو لاعب مؤهل في السوق للعمل معه.

يمكن لبطارية الدفيئة الخاصة بك أن تقلل من استهلاك الشبكة أثناء أحداث السوق المجدولة، أو توفر الطاقة المرنة التي وافقت على توفيرها - كل ذلك مع الاحتفاظ بما يكفي من الطاقة الاحتياطية للحفاظ على تشغيل أنظمة المزرعة المهمة لديك.

ومع ذلك، لا تعتمد على مدفوعات خدمة الشبكة هذه باعتبارها ربحًا مقيدًا. تأتي المشاركة مصحوبة بشروط: أهداف الأداء، واستهلاك البطارية بشكل أسرع، وأجهزة اتصالات إضافية، وقواعد تحدد متى يجب أن تكون الطاقة المخزنة لديك جاهزة للإرسال.

يحتاج المزارعون إلى التفكير فيما إذا كان هذا الدخل الإضافي يجعل كل هذه الالتزامات جديرة بالاهتمام. من المهم التأكد من أن الانضمام إلى برامج السوق هذه لن يعيق أبدًا العناية العادية بالمحاصيل أو احتياطيات الطاقة الاحتياطية لديك.

دمج تخزين البطارية مع عمليات الدفيئة

التكامل الهجين مع أنظمة الحرارة والطاقة المشتركة (CHP).

تعمل بعض مواقع الدفيئة الأكبر حجمًا على تشغيل أنظمة مشتركة للحرارة والطاقة أو CHP. تقوم هذه الوحدات بتوليد الطاقة والحرارة القابلة للاستخدام من تيار وقود واحد في نفس الوقت. يمكن لـ CHP تغطية حصة من الحمل الكهربائي للموقع، مع إطفاء الحرارة أيضًا للحفاظ على مساحات النمو في درجة الحرارة المناسبة.

يمنحك إقران تخزين البطارية جنبًا إلى جنب مع CHP مجالًا أكبر لإدارة التوليد واستخدام الطاقة. إذا كانت وحدة CHP تنتج كهرباء أكثر مما تحتاج إليه في ذلك الوقت، فيمكن للبطارية امتصاص تلك الطاقة الإضافية، طالما بقيت ضمن حدود تشغيل النظام. عندما تلتقط الأحمال في وقت لاحق، يمكن للطاقة المخزنة أن تملأ ما تطفئه محطة CHP.

يعني هذا الإعداد أنك لست مضطرًا إلى الاستمرار في تعديل CHP فقط للتفاعل مع التقلبات السريعة والقصيرة في استخدام الكهرباء. كما أنه يسهل مواءمة توليد الطاقة مع التخزين الحراري واحتياجات التدفئة في الدفيئة.

ومع ذلك، فإن ربط هذين النظامين يتطلب عملاً هندسيًا مدروسًا. تحتوي البطارية على الكهرباء فقط، ولا يمكنها التقاط أي من الحرارة التي ينتجها حزب الشعب الجمهوري. بالإضافة إلى ذلك، فإن شحن البطارية من مخرج CHP لا يكون تلقائيًا أرخص من سحب الطاقة من الشبكة أو مجموعة الطاقة الشمسية الخاصة بك. تعتمد اقتصادياتك النهائية على أسعار الوقود، والكفاءة الكهربائية، ومقدار الحرارة التي تحتاجها بالفعل، وقواعد الانبعاثات، ومعدلات الطاقة المحلية.

دعم إضاءة النمو التكميلية عالية الطاقة

تعد مصابيح النمو التكميلية واحدة من أكبر مصادر الطاقة للبيوت الزجاجية التي تمر خلال المواسم المظلمة أو تنمو المحاصيل التي تحتاج إلى الكثير من الضوء. تعد مصابيح LED أكثر كفاءة بكثير من أنواع المصابيح القديمة، لكن مجموعات كبيرة من هذه التركيبات لا تزال تستهلك كمية هائلة من الكهرباء.

يساعد تخزين البطارية هنا: يمكنك نقل بعض أحمال الإضاءة خارج ساعات العمل المرتفعة السعر، أو تخزين الطاقة الشمسية لتشغيل الأضواء بمجرد غروب الشمس.

اتخذ إعدادًا مشتركًا حيث يتم تشغيل الأضواء كل مساء. تمتلئ البطارية من إنتاج الطاقة الشمسية في منتصف النهار، ثم تغذي الطاقة عندما تبدأ دورة الإضاءة. يعتمد مقدار التوفير الفعلي على كيفية توافق إنتاج الطاقة الشمسية مع الجدول الزمني للإضاءة، وحجم البطارية، وما ستدفعه مقابل طاقة الشبكة.

ومع ذلك، يجب دائمًا أن تتبع عناصر التحكم في الإضاءة ما يحتاجه المحصول. يجب أن يحترم جدولك الزمني أهداف DLI وطول اليوم ومرحلة النمو وأي نافذة مظلمة إلزامية. لا ينبغي أبدًا أن يؤدي ضبط البطارية لتوفير الطاقة إلى العبث بهذه الإعدادات المهمة المتنامية.

تحسين درجة الحرارة ليلاً ونهارًا وأحمال التحكم في المناخ

تتعامل معدات المناخ المسببة للاحتباس الحراري مع التدفئة والتبريد وتبادل الهواء والمراوح الدائرية وإزالة الرطوبة والتظليل التلقائي. يتغير سحب قوتها كثيرًا، اعتمادًا على درجات الحرارة الخارجية وأشعة الشمس والرطوبة والمحاصيل التي تزرعها.

تساعد البطاريات في إدارة الجانب الكهربائي من هذه الأحمال. إنها تتألق أكثر عندما تنتج وحدات التبريد أو المضخات أو مراوح التهوية زيادات سريعة وقصيرة في الطاقة.

يمكن لوحدة التحكم في الطاقة الخاصة بك ضبط توقيت إخراج البطارية حول تلك الارتفاعات المتوقعة في الطلب، مع الاستمرار في الاحتفاظ بما يكفي من الطاقة الاحتياطية للمعدات التي لا يمكنك تحمل خسارتها. ويمكنه أيضًا التحقق من التنبؤات الشمسية للتعرف على مقدار الطاقة المخزنة التي ستكون هناك في وقت لاحق من الليل.

عندما يكون لديك كتلة حرارية أو مخزن حراري منفصل، يمكنك نقل بعض احتياجات التدفئة والتبريد، بدلاً من الاعتماد فقط على البطاريات. على سبيل المثال، تلتقط هذه الإعدادات الحرارة أو البرودة عندما تكون الظروف مناسبة، ثم تطلقها لاحقًا للحفاظ على ظروف نمو ثابتة.

أبقِ هذا الفرق واضحًا: البطاريات تخزن الكهرباء، والتخزين الحراري يحتفظ بالحرارة أو التبريد. عادةً ما يكون استخدام الاثنين معًا أفضل من الناحية المالية من محاولة تشغيل جميع أدوات التحكم في المناخ من البطاريات وحدها.

كيفية اختيار الحقحل تخزين الطاقةمن أجل الدفيئة الخاصة بك

تقييم استهلاك الطاقة في المنشأة وملفات تعريف الأحمال

قبل اختيار بطارية لتخزين الطاقة في الدفيئة الخاصة بك، ابدأ بتحديد كيفية حرق موقعك للطاقة كل يوم وخلال كل موسم نمو.

احصل على 12 شهرًا من فواتير الخدمات إذا استطعت، بالإضافة إلى سجلات فترات العدادات وتاريخ إنتاج الطاقة الشمسية والمواصفات لجميع معداتك الكبيرة المتعطشة للطاقة. تعمل البيانات التي يتم تسجيلها كل 15 دقيقة أو حتى بشكل متكرر بشكل أفضل - فهي تتيح لك اكتشاف تلك الارتفاعات الحادة والوجيزة في الطلب والتحقق مما إذا كان تسعير وقت الاستخدام سيعمل لصالحك.

ستحتاج إلى جمع التفاصيل حول:

• إجمالي الطاقة المستخدمة كل يوم وعلى مدار العام بأكمله
• مستويات ذروة الطلب، بالإضافة إلى الوقت الذي تصل فيه هذه الذروة
• أعطال الأحمال حسب الفاصل الزمني للساعة أو العداد
• الحجم الحالي للطاقة الشمسية الكهروضوئية ومقدار الطاقة الزائدة التي تنتجها
• نوبات موسمية للإنارة والتدفئة والتبريد والري
• استيراد وتصدير أسعار الكهرباء من مزود الخاص بك
• الأحمال ذات الأولوية والمدة التي تحتاج فيها إلى طاقة احتياطية

إذا كنت تقوم بتركيب الطاقة الشمسية والبطاريات في نفس الوقت، فقم بتشغيل الأرقام لمطابقة إنتاج الطاقة الشمسية المتوقع مقابل نمط التحميل لموقعك. يوضح لك هذا تقريبًا مقدار الطاقة الإضافية التي يمكنك تخزينها فعليًا، وعدد المرات التي يمكنك فيها السحب من البطارية عندما يكون ذلك مهمًا.

عندما تكون الألواح الشمسية قيد التشغيل بالفعل، تمنحك قراءات الجيل السابق والتصدير مرجعًا أكثر صلابة بكثير لحجم البطارية بشكل صحيح.

تحديد سعة البطارية المثلى والكيمياء

إن معرفة الحجم الذي تحتاج إليه بطاريتك يتلخص في خيارين منفصلين: مقدار الطاقة الإجمالية التي تريد تخزينها، ومقدار الطاقة التي يمكن للنظام دفعها مرة واحدة.

قدرة البطارية، نظرا للكيلوواط ساعة،يخبرك بمقدار الطاقة التي يمكنك استخلاصها مع مرور الوقت.قوة أجهزة الكمبيوتر، تقاس بالكيلوواط،يتحكم في مدى سرعة شحن البطارية أو إرسال الطاقة.

تبدو الطريقة البسيطة لحساب الطاقة القابلة للاستخدام التي ستحتاج إليها كما يلي:

سعة البطارية المطلوبة القابلة للاستخدام (كيلوواط ساعة) = متوسط ​​الحمل المدعوم (كيلوواط) × ساعات التشغيل المطلوبة (ح)

على سبيل المثال: لنفترض أن البيت الزجاجي يحتاج إلى الحفاظ على حمل حرج بقدرة 30 كيلووات لمدة أربع ساعات عند انقطاع الشبكة. الطاقة التي تحتاجها لتوصيلها تعمل على النحو التالي:

30 كيلو واط × 4 ساعات = 120 كيلو واط ساعة.

هذا الرقم هو الطاقة التي تصل إلى أجهزتك، ولن يتطابق مع تصنيف لوحة البطارية على الفور. عند تحديد حجم العبوة، يجب عليك أن تأخذ في الاعتبار حدود SOC القابلة للاستخدام، وخسائر التحويل، والطاقة المستخدمة بواسطة المعدات المساعدة، وتأثيرات درجة الحرارة، والتدهور طويل المدى، بالإضافة إلى أي قواعد تشغيل تضعها الشركة المصنعة.

إذا كان على الإعداد الخاص بك أيضًا التعامل مع الارتفاعات الكبيرة والمفاجئة في الأحمال، فيجب أن تتمتع أجهزة الكمبيوتر لديك بما يكفي من الإخراج ومساحة تحميل زائدة. يحتاج المهندسون إلى التحقق من تيارات بدء تشغيل المحرك، وتوازن الطور، وفرصة تشغيل عدة قطع كبيرة من المعدات في نفس الوقت.

غالبًا ما تكون بطاريات LFP اختيارًا قويًا لهذه الأنظمة التجارية الثابتة، وذلك بفضل سلوكها الحراري المستقر ودورة حياتها الجيدة. يمكن أن تتناسب كيمياء البطاريات الأخرى بشكل أفضل اعتمادًا على ما يتطلبه المشروع. يجب أن ينظر القرار الأخير في إجمالي تكلفة دورة الحياة، والطاقة القابلة للاستخدام، ومتطلبات الطاقة، وميزات الأمان المضمنة، وشروط الضمان، ومتطلبات الكود المحلي.

يوضح الجدول أدناه النقاط المشتركة التي يجب مراعاتها أثناء التخطيط.

ضع في اعتبارك أن هذه مجرد مجموعات تخطيط، وليست توصيات صارمة بشأن حجم البطارية. تأتي تقييمات السعة والطاقة الحقيقية من بيانات الموقع التي تم قياسها وكيف تخطط لتشغيل نظام التخزين يومًا بعد يوم.

تقييم العائد المالي على الاستثمار (ROI) وفترات الاسترداد

ما إذا كان تخزين البطارية منطقيًا من الناحية المالية بالنسبة إلى الدفيئة الخاصة بك، فإن ذلك يعتمد على الطريقة التي تخطط بها لتشغيلها. يمكنك خفض رسوم الطلب، وشراء طاقة شبكة أقل تكلفة، والاستفادة بشكل أفضل من الطاقة الشمسية في الموقع، وحتى كسب أموال إضافية من خلال الانضمام إلى برامج خدمة الشبكة المعتمدة.

يغطي إجمالي نفقات المشروع حزم البطاريات، وأجهزة الكمبيوتر الشخصية أو العاكسات الهجينة، وأعمال الأسلاك، وأجهزة السلامة، وإعداد الموقع، وأدوات المراقبة، وتشغيل النظام، والصيانة المنتظمة. تحتاج أي توقعات مالية أيضًا إلى مراعاة تآكل البطارية، وفقدان الطاقة، ونفقات القروض، والتكلفة النهائية لتبديل البطاريات.

فيما يلي صيغة واضحة لتحقيق المدخرات السنوية:

صافي المنفعة السنوية = التوفير في فاتورة الكهرباء + الإيرادات الإضافية المؤهلة − تكاليف التشغيل السنوية

ويبدو حساب الاسترداد البسيط الأساسي كما يلي:

فترة الاسترداد البسيطة = الاستثمار الأولي للمشروع ÷ صافي الفائدة السنوية

على سبيل المثال: تخيل إنشاء بطارية دفيئة تبلغ تكلفة تركيبها 100 ألف دولار، مع أرباح سنوية صافية متوقعة قدرها 20 ألف دولار. وهذا يعطي مردودًا بسيطًا لمدة خمس سنوات.

هذا فقط للتوضيح. إنها ليست عوائد سوقية قياسية، وليس هناك ما يضمن أنك ستصل إلى هذه الأرقام. تعتمد مراجعة الاستثمار القوية على معدلات المرافق الفعلية لديك وبيانات تحميل الموقع، وتأخذ في الاعتبار التلاشي التدريجي لسعة البطارية، وتقارن التدفق النقدي عامًا بعد عام عبر عمر خدمة النظام.

للحصول على صورة أوضح بكثير، قم بالمرور على هذه النقاط:

• اختبر أحجام البطاريات المتعددة بدلاً من افتراض أن النظام الأكبر يقدم قيمة أفضل تلقائيًا
• نموذج التقلبات الموسمية في إنتاج الطاقة الشمسية ومتطلبات الطاقة في الدفيئة
• تحقق مما إذا كان بإمكانك بالفعل تقليل رسوم الطلب بموجب قواعد التعريفة المحلية الخاصة بك
• قم ببناء الكفاءة ذهابًا وإيابًا وتدهور البطارية في نموذج التوفير الخاص بك
• خذ في الاعتبار كيف يمكن أن تؤدي تغيرات أسعار الكهرباء في المستقبل إلى تغيير النتيجة
• قم بتقسيم وفورات التكلفة المؤكدة بصرف النظر عن خدمة الشبكة أو الدخل التجاري الأقل قابلية للتنبؤ بها

يوفر تخزين البطارية أفضل عائد عندما يحل مشكلة معينة تتعلق بتكلفة الطاقة أو يوفر موثوقية نسخ احتياطي ملموسة. ستخبرك دراسة الجدوى الفنية والمالية الكاملة ما إذا كانت المكاسب المتوقعة كافية لتبرير الإنفاق.

أسئلة متكررة حول تخزين الطاقة الدفيئة

1. ما مقدار سعة تخزين البطارية التي تحتاجها الدفيئة التجارية؟

انها حقا تعتمد على موقعك. يعتمد حجم بطاريتك على استهلاك الطاقة النموذجي، والأحمال القصوى، ومقدار الطاقة الشمسية التي تولدها، ووقت التشغيل الاحتياطي الذي تحتاجه. لنفترض أن لديك حملًا حرجًا بقدرة 30 كيلووات ويحتاج إلى أربع ساعات من الطاقة في حالة انقطاع الشبكة - وهو ما يصل إلى 120 كيلووات في الساعة من الطاقة القابلة للتسليم. لا يمكنك فقط تحديد البطارية لهذا الرقم وحده. يجب عليك مراعاة مخلفات التحويل وSOC المحدودة القابلة للاستخدام وظروف الموقع الأخرى. إن مراجعة استخدامك اليومي للطاقة وإدراج الأحمال غير القابلة للتفاوض هي الطريقة العملية لمعرفة الإعداد الصحيح للبطارية.

2. هل يمكن لنظام تخزين بطارية الدفيئة أن يعمل أثناء الطقس الغائم أو في الليل؟

بالتأكيد، يمكن ذلك. وطالما أن هناك طاقة مخزنة داخل البطارية، فيمكنها توفير الطاقة بعد حلول الظلام أو عندما يقتل الغطاء السحابي إنتاج الطاقة الشمسية. عند ربطها بالألواح الشمسية، فإنها تتخلص من الطاقة الإضافية التي يتم توليدها في الأيام الساطعة لاستخدامها لاحقًا عندما يكون ضوء الشمس خفيفًا. إذا استمر الطقس الرمادي لعدة أيام، فمن المحتمل أن تحتاج إلى إعادة شحن البطارية من مصدر الشبكة أو مصدر آخر متوافق. أي نظام جيد الحجم سيأخذ في الاعتبار التغيرات الموسمية في الطاقة الشمسية والأحمال الليلية ووقت النسخ الاحتياطي المطلوب.

3. ما هي معدات الدفيئة التي يجب أن تتلقى طاقة احتياطية أثناء انقطاع الشبكة؟

ركز أولاً على المعدات التي تحمي محاصيلك وتحافظ على العمليات الأساسية. وهذا يعني عادة مراوح التهوية، ومضخات الري، وأجهزة التحكم في المناخ، وأجهزة الإنذار، ومعدات الاتصالات. قد تحتاج السخانات أو أدوات التبريد أيضًا إلى نسخة احتياطية، اعتمادًا على نوع محصولك والطقس المحلي. قبل اختيار البطارية، قم بتخطيط الأحمال ذات الأولوية واحسب مقدار الطاقة ووقت التشغيل الذي تحتاجه. تحقق أيضًا جيدًا من أن العاكس الخاص بك وأجهزة النقل مصممة للعمل في وضع الجزيرة الاحتياطية.

4. هل يستحق الجمع بين الألواح الشمسية وبطارية تخزين الدفيئة؟

يساعدك إقران الطاقة الشمسية بالبطاريات على تحقيق أقصى استفادة من الطاقة التي تنتجها في الموقع. يتم تخزين الطاقة الشمسية الإضافية التي يتم التقاطها أثناء النهار لاستخدامها في المساء، مما يقلل من كمية طاقة الشبكة التي تشتريها وربما يخفض تكاليف التشغيل. سواء كان الأمر يعتمد على إنتاج الطاقة الشمسية لديك، ومعدلات المرافق، وفقدان البطارية، وتكلفة التثبيت، ونمط التحميل الفريد الخاص بك. من الذكاء مقارنة أرقام تخزين الطاقة الشمسية فقط مقابل تخزين الطاقة الشمسية بالإضافة إلى ذلك، حتى تتمكن من الحكم على ما إذا كانت البطارية تضيف فائدة كافية لتبرير التكلفة.

5. كيف يمكن لمشغلي الدفيئة حساب عائد الاستثمار لتخزين البطارية؟

ابدأ بإضافة المدخرات السنوية التي تحصل عليها من ذروة الحلاقة ومعدلات وقت الاستخدام وارتفاع استهلاك الطاقة الشمسية في الموقع. اطرح تكاليف الصيانة والتشغيل السنوية للحصول على صافي الربح المقدر. على سبيل المثال: إعداد بطارية بقيمة 100000 دولار، مما يوفر لك 20000 دولار سنويًا، مما يمنحك استردادًا بسيطًا لمدة خمس سنوات. وهذا مجرد مثال وليس وعدا. يجب أيضًا أن يأخذ الفحص المالي الواقعي في الاعتبار تلاشي سعة البطارية، والخسائر ذهابًا وإيابًا، وتغير أسعار الطاقة، وشروط الضمان، وعمر الخدمة المتوقع للنظام بأكمله.

الخلاصة: بناء مستقبل الطاقة المستدامة للدفيئة الخاصة بك

يعمل تخزين البطاريات بشكل جيد لمشغلي البستنة الذين يريدون المزيد من التحكم في نفقات الطاقة الخاصة بهم، والمزيد من القيمة من مصادر الطاقة المتجددة، ومخزن أمان عند انقطاع طاقة الشبكة. بمجرد دمج هذه البطاريات مع الألواح الشمسية وأدوات التحكم الذكية في الطاقة ومجموعة أدوات الدفيئة الفعالة، ستتمكن من مواءمة الطاقة المتاحة مع ما تتطلبه محاصيلك كل يوم.

يبدأ الإعداد الموثوق به دائمًا من خلال النظر عن كثب في كيفية استخدام موقعك للطاقة. تخطي القواعد العامة. اختر حجم البطارية، وتصنيف PCS، ونوع الخلية، وميزات النسخ الاحتياطي، وتوافق التحكم بناءً على احتياجات العالم الحقيقي لدفيئتك.

غالبًا ما تكون حزم بطاريات LFP المعيارية نقطة انطلاق جيدة لتقييم الدفيئات الزراعية التجارية، خاصة إذا كنت بحاجة إلى ركوب الدراجات يوميًا أو التكامل مع الطاقة الشمسية أو إدارة الحمل الأقصى. وحتى مع ذلك، يجب أن يتوافق تصميمك النهائي مع ميزانية المشروع وظروف الموقع وقواعد السلامة والقوانين الكهربائية المحلية.

احصل على التخطيط الصحيح، ويمكن أن يتم دمج إعداد التخزين هذا في خطتك الأوسع لخفض هدر الطاقة، وتحقيق الاستقرار في تكاليف التشغيل وإدارة أعمال متنامية أكثر استدامة.