حلول BESS لمقاولي EPC للطاقة الشمسية: دليل تخزين الطاقة التجارية

يتعامل مشغلو المصانع والشركات باستمرار مع الطاقة الباهظة الثمن والاستهلاك المتزايد وتفويضات التحول الأخضر. ولذلك تحولت وحدات تخزين الطاقة إلى إضافة مشتركة لمخططات الطاقة الشمسية. يمكن لموردي EPC للطاقة الشمسية توسيع مجموعة خدماتهم من خلال دمج حلول التخزين، مما يساعد المشاريع على الأداء المالي بشكل أفضل وتلبية الاحتياجات التشغيلية الفريدة للعملاء.

الألواح الشمسية وحدها تنتج الكهرباء فقط عندما تشرق الشمس. وبمجرد إقرانها بالتخزين، يمكن للشركات توفير الطاقة الشمسية الفائضة. يمكن الاستفادة من الطاقة المخزنة أثناء ذروة الاستهلاك أو فترات الغيوم أو فشل الشبكة. يناسب هذا الخيار المواقع عالية الطاقة بما في ذلك ورش التصنيع ومواقع الضيافة وساحات التسوق والمساحات المكتبية والبنية التحتية الزراعية.

ومع ذلك، فإن بناء نظام تخزين تجاري يمكن الاعتماد عليه ليس مجرد شراء بطاريات ذات سعة كبيرة. يتعين على فرق EPC دراسة كيفية تحول أحمال الطاقة في الموقع، وتعيين تقييمات الطاقة والطاقة المناسبة، ومصدر أجهزة التحويل المتوافقة، وتصميم توصيلات كهربائية آمنة، واتباع قوانين السلامة المحلية، وتحقيق العائدات المالية طويلة الأجل على مدار عمر خدمة المعدات.

فهم BESS التجاري لمشاريع الطاقة الشمسية EPC

ما هونظام تخزين طاقة البطارية التجارية (BESS)?

بالنسبة للمباني التجارية، تخزين البطارية عبارة عن إعداد مشترك للطاقة مبني على حزم البطاريات القابلة لإعادة الشحن. يحمل الطاقة الكهربائية ويطلقها عند الطلب. عند نشرها بالطاقة الشمسية، تتفاعل وحدات التخزين هذه مع الألواح الكهروضوئية وإمدادات التيار الكهربائي المحلية وشبكة الأسلاك الداخلية للموقع.

الهدف الأساسي لأجهزة التخزين هذه هو تبسيط دورة الطاقة بأكملها بدءًا من التوليد وحتى الاستخدام النهائي. لم يعد مشغلو الموقع مقتصرين على سحب الطاقة مباشرة من الشبكة أو استخدام الطاقة الشمسية فقط أثناء غياب الشمس. وهذا يسمح بمزيد من التحكم المتعمد في أنماط استخدام الطاقة.

يمكن تشغيل الطاقة الشمسية المقترنة بالتخزين التجاري في أوضاع تشغيل متعددة:

• التقاط فائض الطاقة الشمسية:الطاقة الإضافية التي تنتجها الوحدات الكهروضوئية تملأ البطارية، بدلاً من تغذيتها إلى الشبكة أو تركها دون استخدام.
• تخفيض الحمل الأقصى:يتم تشغيل البطاريات في الأوقات التي يرتفع فيها استخدام الطاقة، مما يؤدي إلى قطع ذروة استهلاك الطاقة للموقع من الشبكة.
• المراجحة التعريفية:يتم استهلاك الطاقة المحفوظة خلال نوافذ التعرفة المرتفعة السعر، مما يؤدي إلى خفض فواتير الكهرباء العادية.
• إمدادات الطاقة الاحتياطية:عندما يدعم النظام وضع الجزيرة، فإنه يحافظ على تشغيل المعدات الرئيسية في حالة انقطاع التيار الكهربائي.
• التحكم الآلي في الطاقة:يقوم نظام EMS بتنظيم إنتاج الطاقة الشمسية وشحن البطارية وتفريغها واستهلاك طاقة الشبكة واستهلاك الحمل في الموقع بشكل متزامن.

بالنسبة لمقدمي خدمات EPC، يعد تخزين البطاريات التجارية أكثر من مجرد مكون إضافي يضاف إلى بناء الطاقة الشمسية. إنها بمثابة طبقة تحكم متعددة الاستخدامات تعمل على رفع القيمة الإجمالية للمشروع.

تأتي وحدات التخزين هذه بأحجام عديدة، بدءًا من الخزانات الخارجية المدمجة وحتى أنظمة الحاويات الكبيرة بسعة ميجاوات في الساعة. يتم تحديد التخطيط الصحيح بناءً على ملف تعريف التحميل الخاص بالعميل وأهداف المشروع والمساحة المتاحة وقواعد اتصال الشبكة.

مكونات BESS الأساسية: BMS، PCS، EMS، والبطاريات

يتم إنشاء أنظمة التخزين التجارية من وحدات وظيفية متعددة تعمل كوحدة واحدة متكاملة. لا يعتمد الأداء العام والسلامة والموثوقية على المدى الطويل على أي جزء منفرد، ولكن على مدى جودة تنسيق هذه الوحدات المنفصلة مع بعضها البعض.

عنصر	الوظيفة الرئيسية	أهمية لمقاولي EPC
وحدات البطارية	تخزين الشحنات الكهربائية وإطلاق الطاقة عندما يرتفع الطلب في الموقع.	تملي إجمالي سعة الطاقة وكيمياء الخلية وعمر الدورة المتوقع.
نظام إدارة المباني	يتتبع الجهد والتيار ودرجة الحرارة عبر كل مجموعة بطارية.	يحمي البطاريات من الأعطال ويعدل حالة تشغيلها.
أجهزة الكمبيوتر	يقوم بتبديل الطاقة بين التيار المباشر والتيار المتردد في كلا الاتجاهين.	يضبط الحد الأقصى لمعدل الشحن/التفريغ ويحكم سلوك تفاعل الشبكة.
إي إم إس	توجيه تدفقات الطاقة وتنفيذ الخطط التشغيلية المخصصة.	يدعم تخفيضات الطلب في أوقات الذروة، ويعزز الاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية ويتيح جدولة مرنة.
الإدارة الحرارية	يحافظ على درجة حرارة البطارية ضمن نطاق تشغيل آمن ومناسب.	يحافظ على المخرجات المتسقة، ويقلل من مخاطر المخاطر ويطيل عمر خدمة الوحدة.
الحماية والسلامة من الحرائق	يشير إلى إشارات التشغيل غير المنتظمة ويحتوي على مخاطر حرارية أو كهربائية.	يساعد المشاريع على تلبية قوانين السلامة المحلية ومتطلبات الامتثال التنظيمي.

يمكن أن تتضرر خلايا الليثيوم بسهولة إذا كانت تعمل خارج حدود التشغيل الآمنة. تقوم وحدة المراقبة بجمع القراءات بشكل مستمر من كل مجموعة بطارية. عندما يكون مدعومًا، فإنه يوازن مستويات الشحن بين الخلايا ويغذي بيانات الحالة في الوقت الفعلي مرة أخرى إلى مركز التحكم الرئيسي.

يتعامل جهاز تحويل الطاقة هذا مع نقل الطاقة ثنائي الاتجاه. ولملء بنك البطارية، فإنه يحول التيار المتردد الذي توفره الشبكة إلى تيار مباشر. عندما يلزم توصيل الطاقة، يتم تحويل التيار المباشر المخزن إلى تيار متردد للأحمال في الموقع أو تصدير الشبكة.

جميع القراءات الحية المجمعة من البطاريات والمحولات ومحولات الطاقة الشمسية وعدادات الطاقة تذهب إلى منصة التحكم في الطاقة بالموقع. تعمل هذه المنصة على تحديد أفضل وقت لالتقاط الطاقة الفائضة أو إرسال الطاقة المخزنة لتتناسب مع أنماط استخدام المنشأة.

يجب على فرق التكامل التحقق من التبادل السلس للبيانات عبر جميع هذه الأجهزة. حتى أجهزة البطارية المتميزة ستحقق نتائج سيئة إذا لم تتمكن وحدات التحكم الأساسية هذه من التواصل بشكل ثابت مع بعضها البعض.

أنظمة الإدارة الحرارية: تبريد الهواء مقابل تبريد السائل

يعد الاحتفاظ بحزم البطاريات ضمن نافذة حرارية مستقرة إحدى أولويات التصميم الأساسية لتخزين الطاقة التجارية. ستؤدي الحرارة الشديدة إلى إبطاء الشحن، وإضعاف مخرجات التفريغ، وتسريع شيخوخة الخلايا وخلق مخاطر على السلامة، لذلك يحتاج كل مشروع إلى خطة عملية لإدارة الحرارة.

عندما يقوم المهندسون بتصميم التحكم الحراري لأنظمة التخزين هذه، يتم اختيار حلين رئيسيين على نطاق واسع: تبريد الهواء القسري وتبريد الحلقة السائلة.

تكوينات تبريد الهواءالاعتماد على مراوح التهوية لتحريك الهواء المحيط عبر الفجوات بين وحدات البطارية وإبعاد الحرارة الزائدة. يتميز هذا الخيار بإعداد بسيط للأجهزة. ولا يتطلب الأمر أعمال أنابيب معقدة، مما يجعل الصيانة الروتينية أسهل بكثير لمشغلي الموقع.

إنه مناسب تمامًا لعمليات نشر التخزين التجارية الصغيرة ذات خرج الحرارة المعتدل. يظهر العيب الرئيسي عندما يتم تجميع البطاريات معًا بإحكام. من الصعب التخلص من النقاط الساخنة، وتصبح الفجوات في درجات الحرارة بين الوحدات المختلفة واضحة.

أنظمة التبريد السائلةتعتمد على تعميم سائل التبريد المتدفق عبر المبادلات الحرارية المرتبطة بوحدات البطارية. يتيح هذا التصميم ضبطًا حراريًا أكثر دقة ويحافظ على اختلافات درجات الحرارة عبر بنك البطارية بالكامل إلى الحد الأدنى.

لقد أصبح الخيار المفضل للتخزين الصناعي من نوع الحاوية الكبيرة. إنه يعمل بشكل أفضل مع تخطيطات البطاريات عالية الكثافة، أو المواقع التي تعمل بدون توقف، أو المواقع المعرضة لدرجات حرارة محيطة مرتفعة باستمرار.

نقاط المقارنة	تبريد الهواء	التبريد السائل
صعوبة البناء بشكل عام	مكونات مساعدة منخفضة وعدد أقل	أعلى، مع المضخات والأنابيب ودوائر التبريد
تأثير التوازن الحراري	مقيدة ومرتبطة بشكل كبير بتخطيط مجاري الهواء	متسق للغاية إذا تم تحسين تخطيط الحلقة
كثافة تعبئة البطارية	يعمل مع تخطيطات الرف منخفضة الكثافة	مثالية لتصميمات الخزانات المدمجة وعالية الكثافة
نطاق الصيانة الدورية	فحص المروحة واستبدال الفلتر بشكل دوري	فحص سائل التبريد واستكشاف أخطاء المضخة وخطوط الأنابيب وإصلاحها
سيناريوهات التطبيق الشائعة	تخزين البطاريات التجارية الصغيرة والمتوسطة	تخزين الحاويات الكبيرة على المستوى الصناعي والمنفعي

لا يوجد حل حراري واحد يناسب الجميع. تحتاج فرق EPC إلى إجراء تقييم كامل يغطي تصنيف طاقة النظام، وميزات المناخ المحلي، وكثافة الحامل، واستهلاك الطاقة الطفيلي، وخطط الصيانة وإجمالي نفقات دورة الحياة قبل الانتهاء من نظام التبريد.

المزايا الرئيسية لدمج التخزين في أنظمة الطاقة الشمسية التجارية

حلاقة الذروة وخفض رسوم الطلب

غالبًا ما تتضمن فواتير كهرباء الأعمال رسوم طلب إضافية محسوبة من الحد الأقصى لسحب الطاقة للموقع والذي يتم التقاطه في كل نافذة فوترة. كثيرًا ما تشهد مصانع التصنيع وأماكن الضيافة والمستودعات اللوجستية والمباني التجارية الأخرى أن هذه الرسوم تستهلك جزءًا كبيرًا من إنفاقها الشهري على الطاقة.

يعتمد تقليل الحمل الأقصى على طاقة البطارية المخزنة لتعويض استهلاك الشبكة عندما تصل المنشأة إلى أعلى مستوى من استخدام الكهرباء.

على سبيل المثال، يعمل أحد مواقع الإنتاج بشكل ثابت بقدرة 500 كيلووات، ولكن يمكن أن ترتفع حمولته إلى 700 كيلووات في اللحظة التي تبدأ فيها وحدات معدات الإنتاج المتعددة معًا. يمكن لإعداد تخزين البطارية الذي تم تكوينه بشكل صحيح توفير حوالي 150 كيلووات خلال هذه الارتفاعات، مما يؤدي إلى انخفاض سحب طاقة الشبكة إلى حوالي 550 كيلووات.

تختلف المكاسب المالية المحتملة وفقًا لمخططات تسعير المرافق المحلية، ومدة استمرار هذه الزيادات في الأحمال، وقدرة إخراج البطارية، ومدى تكرار حدوث أحداث الذروة.

وهذا يمنح بناة EPC للطاقة الشمسية طريقة جديدة لتنظيم تصميمات المشروع. وبدلاً من تسليط الضوء فقط على عدد كيلووات الطاقة الشمسية التي تم تركيبها، يمكنهم صياغة المقترحات حول تحقيق وفورات ملموسة وقابلة للحساب في التكلفة لعملائهم.

تعظيم الاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية ومراجحة الطاقة

من الطبيعي أن تقوم تركيبات الطاقة الشمسية التجارية بتوليد طاقة أكبر مما يمكن أن يستخدمه المبنى في منتصف النهار. عندما لا يكون هناك بنك للبطاريات أو شروط مواتية لتصدير الشبكة، لا يمكن ترجمة الطاقة الإضافية إلى وفورات كبيرة لصاحب العمل.

تلتقط أنظمة تخزين الطاقة هذا الناتج الشمسي غير المستخدم. يتم بعد ذلك إطلاق الطاقة المخزنة لدعم تحميل الموقع عند انقطاع التوليد في الموقع.

يمكن للشركات الاستفادة من المزيد من الطاقة الشمسية الخاصة بها وشراء كميات أقل من الكهرباء من الشبكة. تبرز هذه الميزة في العمل في المناوبات الليلية أو فترات الامتداد الغائمة مع محدودية ضوء الشمس.

كما تفتح أسعار الطاقة المتغيرة بمرور الوقت طريقًا آخر لتوفير التكلفة. وبموجب خطط أسعار وقت الاستخدام، يمكن للبطاريات تخزين الطاقة في نوافذ أرخص وتوفير الطاقة عندما تصبح الكهرباء باهظة الثمن.

ومع ذلك، فإن أسلوب تغيير الأسعار هذا لا ينتهي دائمًا بالربح. تحتاج فرق المشروع إلى النظر في فقدان الطاقة من خلال دورات الشحن والتفريغ، والتآكل التدريجي للبطارية، ونفقات الشحن، وقواعد التعريفات المحلية، وحدود الشبكة على استيراد أو تصدير الطاقة.

تعزيز مرونة الشبكة والطاقة الاحتياطية للشبكة الصغيرة

عندما تتعطل الشبكة الرئيسية، تخسر الشركات الأموال بسرعة. يمكن أن يؤدي الانقطاع المفاجئ إلى إيقاف خط تجميع كامل، أو ترك فندق بدون خدمات أساسية، أو إتلاف المخزون الحساس لدرجة الحرارة في مخزن التبريد.

وهذا هو بالضبط سبب نظر الشركات إلى BESS التجاري. الفكرة بسيطة: حافظ على تشغيل المعدات الأساسية عند انقطاع التيار الكهربائي. ومع ذلك، فإن تشغيل النظام خارج الشبكة تمامًا يتطلب أكثر بكثير من مجرد رفوف للبطاريات. أنت بحاجة إلى محولات لتشكيل الشبكة، ومعدات عزل مادية، ومنطق تحكم مناسب، وتصميم شبكة صغيرة متين لتنفيذ عملية الجزيرة فعليًا دون تعثر النظام.

تسبب المصفوفات الشمسية الكثير من الارتباك هنا. يعتقد معظم العملاء أن أنظمتهم الكهروضوئية ستعمل تلقائيًا على تشغيل المبنى أثناء انقطاع التيار الكهربائي. لن يفعلوا ذلك. تم تصميم محولات الطاقة الشمسية القياسية التي تتبع الشبكة بحيث يتم قطعها فورًا عندما تفقد إشارة الخدمة. إذا كنت تريد أن تظل الطاقة الشمسية نشطة أثناء انقطاع التيار الكهربائي، فيجب تصميم النظام منذ اليوم الأول باستخدام شبكة صغيرة متوافقة أو بنية احتياطية.

إذا كنت EPC، فلا تبالغ في وعودك بهذا الشأن. إن تسمية مشروع تخزين بـ "الطاقة غير المنقطعة" عندما لا يتم إعداد محولات النقل وأنظمة الحماية وطبولوجيا العاكس فعليًا، فهي طريقة سريعة للوقوع في مشاكل قانونية وفنية.

تكوينات منتج BESS التجاري وأنواع الأنظمة

حلول BESS للخزائن الخارجية

تختار العديد من مشاريع طاقة C&I خزانات البطاريات الخارجية، حيث يرغب العملاء في الحصول على أجهزة متكاملة وموفرة للمساحة يمكن إعدادها دون الحاجة إلى أعمال معقدة للغاية في الموقع.

تقوم هذه العبوات بتعبئة حزم البطاريات ووحدات BMS وأجهزة التحكم في درجة الحرارة ومعدات السلامة الكهربائية ووحدات التحكم معًا في غلاف واحد مقاوم للعوامل الجوية. تأتي بعض الطرز مزودة بأجهزة PCS وEMS مدمجة بالداخل، بينما تقوم خطوط الإنتاج الأخرى بشحن وحدات التحكم هذه كأجهزة مستقلة.

يناسب هذا النمط من تخزين البطارية الخارجية مجموعة واسعة من حالات الاستخدام:

• مصانع الإنتاج ومواقع التصنيع
• المنتجعات السياحية والمباني الفندقية
• المولات والعقارات التجارية الأخرى
• المناطق الصناعية ومرافق الشركات
• مراكز شحن السيارات الكهربائية بالطاقة الشمسية
• عمليات نشر الشبكات الصغيرة المتوسطة والصغيرة الحجم

تفضل شركات EPC حلول التخزين من نوع الخزانات، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى أنها تقلل من متاعب الشحن والتجميع الميداني وترقية السعة لاحقًا.

على سبيل المثال، يمكن لأي شركة أن تبدأ بإعداد بقدرة 97 كيلووات في الساعة ثم تضيف المزيد من الخزانات لاحقًا عندما ينمو استهلاكها للطاقة - طالما أن إطار النظام العام يدعم التوسع المعياري.

عند الحصول على هذا النوع من أجهزة التخزين الخارجية، يحتاج القائمون على التركيب إلى مراجعة درجة حماية دخول الغلاف ونطاق درجة حرارة العمل المسموح به ونظام التبريد ونوع الخلية وإعدادات إخماد الحرائق والتباعد المطلوب حول كل وحدة.

أنظمة تخزين البطاريات في حاويات

يستهدف تخزين البطاريات المستندة إلى الحاويات خططًا أكبر لأنظمة المطابقة والتشغيل (C&I) والطاقة على مستوى المرافق. يقوم المصنعون بتجميع العديد من رفوف البطاريات، وأجهزة التحكم الحراري، وأدوات إخماد الحرائق، وأجزاء توزيع الطاقة، وأدوات المراقبة داخل حاوية شحن قياسية.

تعد أحجام 20 قدمًا و40 قدمًا هي الخيارات الأكثر انتشارًا، على الرغم من اختلاف التخطيطات الداخلية والقياسات الدقيقة بين الموردين.

يعمل تنسيق التخزين هذا بشكل جيد مع هذه السيناريوهات:

• مرافق الإنتاج على نطاق واسع
• المناطق الصناعية ذات الاستهلاك الكبير للطاقة
• مواقع محطات الطاقة الشمسية المرتبطة بالشبكة
• الأجهزة المتجددة التي تحتاج إلى وظائف نقل الأحمال
• شبكات صغيرة تغطي عدة مباني منفصلة
• المشاريع التجارية التي تحتاج إلى سعة تخزينية تصل إلى ميجاوات في الساعة

أقوى فوائدها تكمن في القياس المرن. يمكن للمطورين ربط عدة حاويات معًا للوصول إلى حجم الطاقة المستهدف، ومطابقة PCS بالإضافة إلى المحولات لتلبية احتياجات المشروع من الطاقة.

ومع ذلك، يتطلب التخزين في حاويات عملًا هندسيًا شاملاً للموقع. تحتاج فرق EPC إلى تخطيط وصول المركبات للتسليم، وتخطيط القاعدة الخرسانية، ومسافات فجوة الحريق، واحتياجات التبريد أو تبادل الهواء، ومسارات الكابلات، ووضع المحولات، ومساحة كافية لأعمال الخدمة الروتينية.

الأنظمة الموجودة خلف العداد (BTM) مقابل الأنظمة الموجودة أمام العداد (FTM)

يقوم الأشخاص بفرز مخططات تخزين البطاريات التجارية بشكل أساسي حسب مكان جلوسهم بالنسبة لمقياس المرافق والوظيفة الأساسية التي يخدمونها.

تخزين خلف العداد (BTM).يقع على جانب المستخدم النهائي من عداد الطاقة. لقد تم تصميمه لضبط وإدارة استخدام الكهرباء لهذا الموقع المحدد.

تغطي حالات الاستخدام الشائعة لإعدادات BTM خفض الحمل الأقصى، وزيادة استخدام الطاقة الشمسية في الموقع، وإمدادات النسخ الاحتياطي في حالات الطوارئ، والاستفادة من معدلات الكهرباء المستندة إلى الوقت.

تخزين أمام العداد (FTM).يتصل بجانب الشبكة، قبل عداد العملاء. تقدم هذه الأصول خدمات تفيد شبكة الطاقة الأوسع ومنصات تداول الطاقة.

ومع مراعاة الأطر التنظيمية المحلية، يمكن لأنظمة FTM تنفيذ مهام مثل دعم التردد، وتسهيل إنتاج الطاقة المتجددة، وتخفيف اختناقات الشبكة والانضمام إلى أسواق الكهرباء بالجملة.

غرض	بي تي إم بيس	إف تي إم بيس
موقع التركيب	جانب المستخدم النهائي للعداد	جانب الشبكة/المنفعة
الهدف الأساسي	خفض نفقات الطاقة في الموقع	تقديم دعم الشبكة وخدمات السوق
أصحاب المصلحة النموذجيون	مصانع التصنيع والفنادق والمباني التجارية	مرافق الطاقة، ومطوري الطاقة المستقلين
تيارات القيمة الرئيسية	إدارة حمل الذروة والاستخدام الذاتي للطاقة الشمسية	استقرار الشبكة وتداول السوق

يتيح استيعاب هذا الاختلاف لفرق EPC تأمين مواصفات المشروع الصحيحة في وقت مبكر، قبل صياغة العروض الفنية الرسمية للعملاء.

كيفية تحديد الحجم الصحيح لـ BESS للمشاريع التجارية والصناعية

التفريق بين سعة الطاقة (كيلوواط) وسعة الطاقة (كيلوواط ساعة)

يخلط العديد من الأشخاص بين مقياسين أساسيين عند التخطيط لمشاريع تخزين البطاريات: القدرة على الإنتاج الفوري والقدرة الإجمالية على الاحتفاظ بالطاقة. يعد التمييز بينها بشكل صحيح أمرًا أساسيًا لتحجيم النظام المناسب.

تصنيف الطاقة، ويقاس بالكيلوواط أو ميغاواط، يشير إلى الحد الأقصى لتدفق الطاقة الكهربائية التي يمكن للبطارية إرسالها أو استقبالها في أي لحظة.

قدرة الطاقة، تقاس بالكيلوواط ساعة أو ميجاوات ساعةيعني الحجم الإجمالي للكهرباء التي يمكن الاحتفاظ بها داخل مجموعة البطارية لاستخدامها لاحقًا.

تحدد هاتان المواصفات معًا كيفية استجابة وحدة التخزين لظروف التحميل المتغيرة في الموقع.

كمرجع، يمكن لوحدة تخزين بقدرة 100 كيلووات / 200 كيلووات في الساعة، في ظل ظروف نظرية مثالية، الحفاظ على خرج ثابت قدره 100 كيلووات لمدة ساعتين كاملتين. يتجاهل هذا التقدير التقريبي الحدود العملية مثل انقطاع القدرة القابلة للاستخدام، وفقدان العاكس، وقيود السلامة المضمنة.

تظهر الصيغة الأساسية وراء هذا الحساب أدناه:

الطاقة (كيلوواط ساعة) = الطاقة (كيلوواط) × وقت التفريغ (ساعات)

دعونا نستخدم حالة ذروة الطلب في المصنع: يتطلب الموقع 150 كيلووات إضافية من العرض لمدة ثلاث ساعات كل يوم أثناء ارتفاع الأحمال. يعطي حساب الطلب الأساسي على الطاقة ما يلي:

150 كيلو واط × 3 ساعات = 450 كيلو واط ساعة

يجب أن يكون التحديد النهائي للبطارية أكبر من هذه القيمة الأساسية. يتعين على المصممين مراعاة الحد الأقصى لمستويات التفريغ الآمن، وإهدار الطاقة أثناء التحويل، وهامش النسخ الاحتياطي المحجوز، والتدهور التدريجي للأداء مع تقدم عمر البطارية.

لا ينبغي لفرق EPC أبدًا اتخاذ خيارات الأجهزة بناءً على أرقام سعة الطاقة فقط. يجب أن يتناسب كل من تصنيف خرج طاقة PCS وحجم طاقة البطارية مع الاحتياجات التشغيلية الفعلية للمشروع.

تحليل ملفات تعريف الأحمال ومنحنيات إنتاج الطاقة الشمسية

لتحديد حجم نظام تخزين البطارية بشكل صحيح، تتمثل الخطوة الأولى في تحديد استخدام الطاقة في الموقع والإنتاج المتجدد في الموقع على مدار يوم كامل.

يتتبع منحنى الحمل مقدار الطاقة التي يستهلكها المبنى في أوقات مختلفة، بينما تسجل سجلات توليد الطاقة الكهروضوئية توقيت وحجم الطاقة الشمسية المنتجة في الموقع.

يُنصح متخصصو EPC بجمع سجلات المرافق ومعلومات الفواتير لمدة عام كامل إن أمكن. توفر القراءات التي يتم التقاطها كل 15 دقيقة أو أقل رؤية أكثر بكثير لاكتشاف طفرات الحمل والتوصل إلى أفضل منطق لتفريغ البطارية.

يجب أن تغطي مراجعة البيانات هذه النقاط الرئيسية:

• اتجاهات استخدام الطاقة التي تتغير حسب الوقت من اليوم والموسم
• ذروة استهلاك الطاقة ومدة استمرار تلك النوافذ ذات التحميل العالي
• كيف يتماشى الاستهلاك أثناء النهار مع إنتاج الطاقة الشمسية
• الأطر الزمنية التي يتجاوز فيها توليد الطاقة الشمسية الاستخدام في الموقع
• احتياجات الطاقة بعد غروب الشمس وبين عشية وضحاها
• الأحمال ذات الأولوية التي يجب أن تستمر في التشغيل أثناء انقطاع التيار الكهربائي
• قواعد التعريفة المحلية وكيفية حساب رسوم الطلب الإضافية

خذ الفندق كمثال. تعمل أجهزة تكييف الهواء وأدوات المطبخ والإضاءة وأنظمة الماء الساخن على زيادة احتياجاتها من الطاقة في الصباح والمساء. تصل مصفوفتها الشمسية إلى ذروة إنتاجها عند الظهر تقريبًا، مما يؤدي في كثير من الأحيان إلى توليد طاقة زائدة لا يمكن استخدامها على الفور.

يلتقط نظام التخزين المتوافق فائض الطاقة الشمسية في منتصف النهار ويغذي الطاقة المخزنة مرة أخرى عندما يرتفع الطلب على الطاقة في المكان لاحقًا.

تُظهر مواقع التصنيع عادةً سلوك تحميل غير منتظم أكثر بكثير. تعمل الجداول الزمنية للإنتاج، وتيارات تدفق المحرك، ووقت تشغيل المعدات، وترتيبات التحول، على تغيير سحب الطاقة. بالنسبة لهذه المهام، يجب أن تعتمد أبعاد البطارية على بيانات تشغيل حقيقية تم قياسها بدلاً من متوسطات الاستهلاك الشهري التقريبية.

أخذ العوامل في تدهور البطارية ومعدل C ودورة الحياة

تفقد كل بطارية قدرتها على التخزين مع مرور الوقت. يحدث تلاشي القدرة بطريقتين: التقادم الطبيعي حتى عند الجلوس في وضع الخمول، بالإضافة إلى التآكل الناتج عن الشحن والتفريغ المتكرر.

تتلاشى القدرةهو المصطلح لهذا الانخفاض المستمر في الطاقة المتاحة. درجة حرارة التشغيل، ومدى سرعة تدفق الطاقة داخل وخارج البطارية، ومدى عمق استنزاف البطارية، ونقاط ضبط الجهد وعادات الاستخدام اليومي، كلها تحدد مدى سرعة حدوث هذا التآكل.

قفصيتم استخدامه لتحديد سرعة الشحن أو التفريغ بالنسبة لإجمالي الطاقة المقدرة للبطارية.

خذ بطارية بقوة 200 كيلووات في الساعة كمرجع. عندما يتم تفريغه عند 100 كيلو واط، يصل معدل C إلى 0.5 درجة مئوية. إذا كان يسلم 200 كيلوواط بشكل مستمر، فهذا يساوي 1C.

دورة الحياةيشير إلى عدد دورات الشحن والتفريغ التي يمكن للبطارية تحملها قبل أن تصل سعتها المتبقية إلى قيمة قطع محددة مسبقًا، بناءً على اختبارات معملية موحدة.

لا ينبغي لممارسي EPC أبدًا أن يأخذوا أرقام دورة الحياة بالقيمة الاسمية. تعتمد نتائج اختبار البائعين على ظروف ثابتة، بما في ذلك درجة الحرارة وسرعة الشحن/التفريغ وعمق التفريغ وعتبة سعة نهاية العمر الافتراضي.

للحفاظ على تلبية النظام لمتطلبات الحمل طوال فترة خدمته، يحتاج مصممو المشروع إلى تقييم النقاط التالية:

• القدرة الأصلية ونطاق الطاقة القابلة للاستخدام عمليا
• ذروة وعمق التفريغ النموذجي
• التردد اليومي المتوقع لركوب الدراجات
• أداء التحكم الحراري والبيئة المحيطة
• خسارة القدرة السنوية المفترضة
• خطط لتوسيع الوحدة أو استبدالها في المستقبل
• تغطية الضمان وشروط ضمان الأداء

تؤدي مراجعة جميع هذه المعلمات إلى منع عدم كفاية السعة في المراحل اللاحقة وتقديم توقعات موثوقة لأداء مشروع التخزين على المدى الطويل.

تصميم موقع EPC وتخطيطه وتكامله الكهربائي

بنية النظام المعياري وتصاريح التخطيط

يعد إعداد الموقع خطوة مبكرة حاسمة لتخزين البطاريات التجارية، والتي يجب الانتهاء منها جيدًا قبل طلب قطع الغيار والبدء في البناء في الموقع.

عند اختيار وحدة تخزين نمطية على طراز الخزانة، تحتاج فرق المشروع إلى فرز كميات الوحدات واتجاه وضعها ومسارات دخول الكابلات وفجوات الصيانة والمساحة المحجوزة لنمو السعة لاحقًا.

التخزين من نوع الحاوية يجلب المزيد من قيود التخطيط. يجب على المخططين حجز مساحة تتناسب مع حجم الحاوية، والتحقق من طرق تسليم الشاحنات، ومناطق عمل الرافعات، وأجهزة تبديد الحرارة، وأجهزة السلامة من الحرائق، والبنية التحتية للطاقة المطابقة.

نقاط التخطيط الأساسية للتحقق:

• الحد الأدنى من الفجوات المحددة من قبل المورد للتشغيل والصيانة
• مساحة كافية لتبديل وحدات البطارية وإجراء الإصلاحات الروتينية
• مسافات فاصلة آمنة للسيطرة على الحرائق وطرق الهروب في حالات الطوارئ
• ترتيبات دوران الهواء والتبريد والتفريغ الحراري
• الدفاعات ضد تجمع السطح ومخاطر الفيضانات
• سياج وقائي وحدود الوصول للمناطق عالية الخطورة
• منطقة مخصصة للمحولات وخزائن المفاتيح والأجهزة المساعدة

تدعم الأطر المعيارية التوسع المتزايد في القدرات. ومع ذلك، يجب مراجعة إمكانية الترقية في بداية التصميم. وهذا يؤكد أن تصنيفات الدوائر، واتصالات الإشارة، ومرحلات الأمان، وبرامج التحكم يمكن أن تعمل مع وحدات تخزين إضافية تضاف في المستقبل.

الأعمال المدنية والمؤسسات والتوجيه البيئي

تتمتع وحدات بطاريات التخزين بكتلة كبيرة، مما يعني أنه يجب تخطيط الأعمال الأساسية بشكل صحيح لدعمها بشكل آمن.

قبل أي أعمال بناء في الموقع، تقوم فرق EPC بإجراء التقييمات الأرضية. إنهم يتحققون من مدى استقرار باطن الأرض، ومقدار الحمل الذي يمكن أن تتحمله القاعدة، وترتيبات جريان المياه، وقواعد الزلازل المحلية، وضغط الرياح والعوامل البيئية المحيطة الأخرى.

عادة ما يتم تركيب أجهزة التخزين الخارجية على قواعد خرسانية مخصصة. تم تصميم هذه الهياكل وفقًا لوزن الوحدة والملاحظات الفنية للمورد. يتطلب التخزين القائم على الحاويات عادةً أسسًا أكثر ثباتًا، يتم تحديدها من خلال بصمتها الخارجية والكتلة الإجمالية المحملة.

يجب أن تتوافق قنوات الكابلات والأنابيب الواقية ومسارات الأسلاك المدفونة مع الترتيب العام للموقع. يجب وضع أسلاك الطاقة ذات فئات الجهد المختلفة وكابلات الإشارة وموصلات التأريض وفقًا للقوانين الكهربائية المحلية وخطة تصميم المشروع.

المتانة ضد الإجهاد البيئي تستحق الاهتمام أيضًا. تؤدي الحرارة المستمرة والهواء الرطب والغبار وضباب ملح البحر والملوثات المحمولة جواً المسببة للتآكل إلى تدهور الأجهزة وتقليل وقت الخدمة القابل للاستخدام.

تتطلب المشاريع المبنية في المناطق الاستوائية مثل جنوب شرق آسيا اهتمامًا إضافيًا. يحتاج المهندسون إلى التركيز على التحكم في الرطوبة، وحماية القشرة من الدخول، والعلاجات المضادة للصدأ، وتصريف المياه، وإنتاج التبريد الثابت.

الحماية الكهربائية، والتأريض، وتكامل الجهد المتوسط

يعد ربط تخزين البطارية بدوائر الطاقة الموجودة من بين أصعب الأعمال الهندسية لوظائف التخزين التجارية.

يرتبط بنك البطارية بشبكة توزيع الطاقة بالموقع عبر أجهزة حماية مصنفة بشكل مناسب. تغطي هذه المجموعة القواطع والمفاتيح العازلة والمرحلات الواقية ومعدات السلامة الأخرى المطلوبة للإعداد.

تتطلب عمليات نشر C&I الأكبر أحيانًا توصيلًا بينيًا متوسط ​​الجهد. يمر مخرجات PCS عبر محولات وخزائن مفاتيح متطابقة لتناسب جهد التوزيع بالموقع أو مواصفات اتصال الشبكة.

يحتاج المهندسون إلى العمل من خلال نقاط التصميم المهمة هذه:

• اختيار موصل التيار المستمر والتيار المتردد، وتحليل الحمل الحالي، وانخفاض الجهد، وبيئة التمديد
• ضمانات منسقة ضد التحميل الزائد وأخطاء الدائرة القصيرة
• تخطيط التأريض وتنفيذ الترابط المحتمل على قدم المساواة
• مانعات الصواعق وترتيبات الدفاع الكاملة عن الصواعق
• تصنيف قوة المحولات ومعلمات المعاوقة
• المستويات التوافقية ومراقبة جودة الطاقة بشكل عام
• حماية ربط الشبكة وقواعد الامتثال لمكافحة الجزيرة
• مسارات قطع سريعة لسيناريوهات الإغلاق في حالات الطوارئ

تصبح مواءمة كل منطق الحماية أمرًا حيويًا بشكل خاص عندما يتم تشغيل التخزين ومحولات الطاقة الشمسية والمولدات الاحتياطية وتغذية الشبكة على نفس شبكة الطاقة.

يحتاج كل رسم كهربائي إلى موافقة مهندسين معتمدين، ويجب أن يتبع معايير الأسلاك المحلية وقواعد ربط الشبكة والإرشادات الفنية لمورد المعدات.

التحكم في محطات توليد الطاقة، وتكامل EMS، والامتثال للشبكة

أهمية دمج الضوابط خلال مرحلة التصميم

يجب أن يشكل منطق جدولة الطاقة جزءًا من التخطيط الأولي لتخزين البطاريات التجارية، بدلاً من تركيبه كفكرة لاحقة بمجرد تركيب الأجهزة بالفعل.

يقوم نظام إدارة البيئة (EMS) بتوجيه النظام بأكمله للتفاعل ديناميكيًا مع تغير إنتاج الطاقة الشمسية، وسحب الطاقة في الموقع، وحالة الشبكة، وتسعير الكهرباء على أساس الوقت.

يمكن تشغيل الموقع بأولويات مختلفة على مدار اليوم: تحقيق أقصى استفادة من الطاقة الشمسية الداخلية في ظل الظروف العادية، وتفعيل تخفيضات الحمل القصوى أثناء ارتفاع الطلب، والاحتفاظ بجزء ثابت من شحن البطارية كاحتياطي لدعم انقطاع التيار الكهربائي.

يتم ترميز هذه الأولويات التشغيلية في إجراءات التحكم، والتي تتزامن مع نظام إدارة المباني للبطارية، ووحدات تحويل الطاقة، والعاكسات الكهروضوئية، وأدوات القياس ومنصات الإدارة الحالية بالموقع.

يؤدي منطق التحكم المتكامل بشكل سيء إلى شحن البطارية أو تحرير الطاقة في لحظات غير مناسبة. يؤدي هذا إلى تآكل فوائد التكلفة المحتملة ويؤدي إلى دورات تفريغ شحن إضافية غير ضرورية تؤدي إلى تآكل الخلايا بشكل أسرع.

توافق ومراقبة بروتوكول الاتصالات

تمزج معظم مشاريع التخزين التجارية الأجزاء القادمة من صانعين مختلفين. قد تأتي البطارية ووحدة الإدارة الخاصة بها من مورد واحد، في حين يتم الحصول على محول الطاقة ووحدة التحكم في الطاقة والعدادات وأداة المراقبة من مكان آخر بواسطة فريق EPC.

يعد نقل البيانات المتسق والمستقر بين جميع هذه الأجهزة أمرًا بالغ الأهمية.

تشمل خيارات اتصالات البيانات الصناعية الشائعة ما يلي:

• مودبوس RTU:طريقة الإشارة التسلسلية تستخدم على نطاق واسع للمعدات الميدانية.
• مودبوس تكب:إصدار قائم على الشبكة لأجهزة الطاقة على شبكة LAN المحلية.
• يمكن الحافلة:غالبًا ما يستخدم لتبادل الإشارات الداخلية داخل مجموعات البطارية.
• إيك 61850:معيار لأتمتة المحطات الفرعية وأجهزة التحكم في الشبكة.
• مواصفات الشمس:مجموعة من قوالب البيانات التي تم إنشاؤها لمعدات الطاقة الموزعة.

إن مجرد مطابقة بروتوكول الاتصال لن يضمن أن كل شيء يعمل معًا بسلاسة. يجب على فريق المشروع التحقق من تعيين التسجيل وعناوين الأجهزة وتنسيق البيانات وتكرار التحديث وأذونات التحكم وقواعد التفاعل مع الأخطاء واحدًا تلو الآخر.

يحتاج نظام المراقبة عن بعد إلى إظهار معلومات وقت التشغيل الرئيسية:

• مستوى الشحن الحالي (SOC)
• الحالة الصحية لحزم البطاريات (SOH)
• قراءات الجهد والتيار ودرجة الحرارة
• قوة الشحن والتفريغ الفوري لأجهزة الكمبيوتر
• توليد الطاقة الشمسية، بالإضافة إلى الطاقة المستوردة من الشبكة أو المصدرة إليها
• سجل الإنذارات وسجلات أحداث الخطأ
• تدفق الطاقة اليومي وإحصائيات الأداء

من خلال الرؤية الموثوقة عن بعد، يمكن للمقاولين ومالكي الأصول اكتشاف اتجاهات التشغيل غير العادية ومراجعة الأداء الحقيقي وجدولة الصيانة الوقائية قبل حدوث الأعطال.

تلبية الامتثال لرمز الشبكة ومتطلبات الأداة المساعدة

يجب أن يفي أي نظام تجاري لتخزين الطاقة متصل بشبكة الطاقة المشتركة بالقواعد الفنية التي وضعها مشغلو الطاقة والمنظمون المحليون.

مثل هذه القواعد ليست عالمية؛ فهي تنتقل من منطقة إلى أخرى، وتتغير بناءً على جهد التشغيل وحجم المشروع وكيفية ارتباط الأصول بالشبكة.

عادةً ما تغطي عمليات فحص الموافقة على الشبكة هذه المجالات:

• نطاقات العمل المسموح بها لتردد الشبكة والجهد
• تعديل القدرة التفاعلية وعامل القدرة
• القدرة على ركوب الجهد أثناء اضطرابات الشبكة
• ضبط الطاقة النشط لمتابعة تحولات التردد
• الحدود العليا للتشوه التوافقي
• وظائف الحماية لمنع الجزر غير المقصود
• القيود المفروضة على إرسال الطاقة إلى الشبكة أو سحبها منها
• تقييمات تأثير الشبكة وتجارب التشغيل في الموقع

غالبًا ما تطلب شركات المرافق تحليلًا تفصيليًا لنظام الطاقة لأصول التخزين الأكبر حجمًا. يتضمن العمل النموذجي محاكاة تدفق الحمل وحساب الدائرة القصيرة ومطابقة نظام الحماية وتقييم السلوك الديناميكي.

تحتاج فرق EPC إلى توضيح كل قيود الشبكة هذه قبل اختيار أجهزة PCS وEMS. قد تفشل وحدة التخزين التي تعمل بسلاسة من تلقاء نفسها في تلبية رموز الشبكة المطبقة في السوق المستهدفة.

معايير السلامة BESS والامتثال التنظيمي

شهادات سلامة الصناعة الأساسية (UL 9540، UL 9540A، NFPA 855)

تشكل إدارة المخاطر العمود الفقري لعمليات نشر بطاريات الليثيوم للاستخدام التجاري والمصانع. تحمل هذه الخلايا كثافة طاقة عالية؛ يمكن أن تؤدي اختيارات التخطيط السيئة أو العمل الميداني الرديء أو منطق التشغيل غير الصحيح إلى حدوث أعطال كهربائية وحرارة خارجة عن السيطرة وتهديدات بالحرائق.

يحتاج متخصصو EPC إلى فهم الغرض من كل وثيقة سلامة. من الضروري رسم خط بين أوراق التحقق من صحة المنتج وطرق الاختبار المعملي وأكواد التثبيت في الموقع.

يو ال 9540تم تصميمه للتحقق من سلامة وحدات التخزين بأكملها. يقوم المفتشون بمراجعة الحل المجمع بالكامل بدلاً من فحص خلايا البطارية الفردية فقط.

يو ال 9540 أيحدد روتين اختبار لتتبع كيفية انتشار الحريق بمجرد بدء الانفلات الحراري. تساعد البيانات التي تم جمعها المصممين والسلطات المحلية على تقييم مخاطر الحرائق وإيجاد مسافات آمنة وحلول وقائية.

NFPA 855يحدد قواعد وضع تخزين البطارية الثابتة. ويغطي تحديد المواقع والفجوات الفاصلة وإخماد الحرائق وغيرها من تدابير الحد من المخاطر.

المعايير الأخرى التي يشار إليها عادة:

• IEC 62619، الذي يغطي قواعد السلامة لخلايا الليثيوم القابلة لإعادة الشحن المستخدمة في البيئات الصناعية
• المجموعة القياسية IEC 62933 لأجهزة تخزين الطاقة الكاملة
• UN 38.3، متطلبات اختبار النقل لشحنات بطاريات الليثيوم
• إرشادات الأسلاك الإقليمية وقوانين الحرائق المحلية
• القواعد الإضافية الصادرة عن مقدمي خدمات الشبكة ومنظمي البناء

العديد من العملاء يسيئون فهم ما تغطيه هذه الشهادات. لا يمكن للشهادة التي توافق فقط على خلايا البطارية أن تؤكد أن BESS الكامل يفي بمتطلبات UL 9540. كما أن تقرير اختبار UL 9540A ليس بمثابة موافقة رسمية على المنتج.

عند التعامل مع مهام EPC الدولية، تحتاج فرق المشروع إلى جمع سجلات الشهادات ونتائج المختبر وكتيبات المنتجات وأدلة الإعداد من الموردين قبل تأمين عمليات الشراء.

أنظمة التخفيف من حدة الهروب الحراري وإخماد الحرائق

تواجه تركيبات بطارية الليثيوم خطرًا كبيرًا من تصاعد الحرارة غير المنضبط. بمجرد أن تنتج التفاعلات الكيميائية داخل الخلية الحرارة بسرعة أكبر مما يمكنها الهروب منها، فقد تنجذب الخلايا المجاورة أيضًا إلى هذا الحدث المتسلسل الخطير.

تعتمد سلامة التخزين المصممة جيدًا على العديد من خطوط الدفاع. تعمل هذه العناصر معًا لوقف الأعطال والتقاط العلامات التحذيرية وقطع الطاقة والحد من انتشار الحرائق.

ميزات الحماية العملية للدمج:

• يتم تركيب أجهزة استشعار لدرجة الحرارة على الخلايا الفردية والوحدات بأكملها
• >
• ضمانات الدائرة ضد انجراف الجهد والتدفق الحالي المفرط
• أجهزة تنظيم درجة الحرارة تتكيف مع ظروف الموقع المحلي
• أدوات التنبيه التي تشير إلى التغيرات غير الطبيعية قبل حدوث الأزمات
• أجهزة فصل سريعة لقطع التيار الكهربائي في حالات الطوارئ
• مطابقة أجهزة استشعار اللهب وأجهزة مكافحة الحرائق
• فتحات التهوية وفتحات تحرير الضغط، كما هو محدد في وثائق التصميم
• مسارات الوصول المحجوزة لأطقم الإطفاء وخطط الاستجابة المعدة مسبقًا

يعتمد اختيار أدوات مكافحة الحرائق على نوع مادة البطارية وبنية الخزانة والقوانين المحلية واستنتاجات اختبار السلامة.

يجب ألا تعتمد فرق EPC أبدًا على معدات إخماد الحرائق فقط. تحتاج السيطرة الكاملة على المخاطر إلى مزيج من التدابير الوقائية، والحواجز التي تحول دون إبطاء انتشار اللهب، والتباعد الجسدي، والمراقبة في الوقت الحقيقي، وسير عمل الطوارئ المُجهز جيدًا.

التحسين المالي وعائد الاستثمار وتدفقات الإيرادات

هيكل تسعير BESS وتدفقات القيمة الأساسية

يركز العديد من المشترين عن طريق الخطأ فقط على تكلفة أجهزة البطارية عند وضع ميزانية للتخزين الثابت للاستخدام التجاري. بالنسبة لفرق EPC التي تقوم بإعداد عروض الأسعار والتوقعات المالية، يجب حساب الكثير من بنود الإنفاق الأخرى في ميزانية المشروع الإجمالية.

تتضمن فئات التكلفة الشائعة لعمليات النشر هذه ما يلي:

• خلايا البطارية والوحدات المعدة مسبقًا ورفوف الدعم
• أجهزة إدارة البطارية وأنظمة تنظيم درجة الحرارة
• محولات الطاقة (PCS)
• منصات التحكم في الطاقة وأدوات المراقبة في الوقت الحقيقي
• المحولات المتدرجة وخزائن المفاتيح ومجموعات الحماية الكهربائية
• أغلفة الخزانات الخارجية أو حاويات الحاويات الكاملة
• الأعمال المدنية الأرضية وأعمال بناء الأساسات والتركيب الميداني
• رسوم الشحن والإقرارات الجمركية والخدمات اللوجستية
• صياغة التصميم والتشغيل في الموقع وخدمات توصيل الشبكة
• ترتيبات الخدمة طويلة الأجل وشروط ضمان الأداء

غالبًا ما يقتبس الموردون الأسعار بناءً على إجمالي سعة الطاقة. ومع ذلك، فإن مقارنة الحلول المختلفة باستخدام معدل الكيلوواط ساعة فقط يمكن أن تكون خادعة وتؤدي إلى قرارات سيئة.

قد تختلف وحدتا تخزين لهما نفس التصنيف من الطاقة اختلافًا كبيرًا في حد خرج المحول، ونطاق الشحن القابل للاستخدام، وإعداد التبريد، وإضافات السلامة، وتغطية الضمان، ومتطلبات إنشاء الموقع.

بدلاً من التحقق من سعر شراء البطارية الخام فقط، يجب على متخصصي EPC الموازنة بين إجمالي نفقات النظام وأدائه المتوقع في العالم الحقيقي على مدار السنوات.

الفوائد الاقتصادية الرئيسية التي توفرها أصول التخزين هذه لمشغلي الموقع هي:

• خفض الرسوم الإضافية باهظة الثمن عند الطلب في أوقات الذروة من مقدمي الخدمات
• رفع حصة الاستهلاك المحلي من الطاقة الشمسية في الموقع
• تحسين فواتير الكهرباء في ظل خطط أسعار متغيرة زمنيا
• تقليل الخسائر الناجمة عن انقطاع الشبكة غير المتوقع
• الانضمام إلى برامج الاستجابة للطلب أو الخدمة المساعدة للشبكة حيث تسمح القواعد المحلية بذلك
• تعزيز معدل الاستفادة من توليد الطاقة الكهروضوئية المحلية

ليس كل موقع مؤهلاً لجميع مصادر الإيرادات هذه. يجب أن يتماشى أي تقييم مالي مع سياسات سوق الطاقة المحلية وقواعد التعريفة ورموز الشبكة ونمط التشغيل الفعلي للمبنى.

تعظيم العوائد من خلال الحوافز المالية والإعفاءات الضريبية

يمكن لتدابير الدعم الحكومية المختلفة، مثل الإعفاء الضريبي، وإعانات التمويل وخطط القروض المواتية، أن تغير بشكل كبير ملف تعريف العائد لاستثمارات تخزين البطاريات التجارية.

إن سياسات الدعم هذه محلية للغاية. لا توجد اختلافات بين البلدان فحسب، بل أيضًا عبر المناطق الفرعية بما في ذلك الولايات والمقاطعات والمدن.

فقد أطلقت الولايات المتحدة، على سبيل المثال، مزايا ضريبية وطنية للطاقة النظيفة. يمكن التقدم لوظائف التخزين المؤهلة المعتمدة على البطارية فقط والطاقة الكهروضوئية، بشرط اتباع القوانين ذات الصلة واستيفاء جميع متطلبات الدخول.

وفي أماكن أخرى، قد يرى المشغلون منحًا متجددة، أو تمويلًا منخفض الفائدة، أو فوائد الاستهلاك المتسارع، أو إعفاءات ضريبية على الواردات، أو برامج خاصة يطلقها موردو الطاقة المحليون.

تحتاج فرق EPC إلى فحص هذه العوامل أثناء التحقق من أهلية الدعم:

• ما إذا كانت السياسة تغطي أنظمة البطاريات المستقلة أو التخزين المرتبط بالطاقة الشمسية فقط
• حدود السعة، بما في ذلك الحد الأدنى والحد الأقصى لحجم النظام المسموح به
• قواعد الإنتاج المحلي وشراء المكونات
• قواعد ملكية الأصول والمواعيد النهائية لاستكمال أعمال التكليف
• أوراق الشهادات اللازمة والأوراق الداعمة
• التوافق مع حزم التمويل الأخرى

قبل إضافة مكاسب الدعم هذه إلى مقترح الاستثمار الرسمي للعميل، من الضروري الحصول على تأكيد من متخصصين محليين في الضرائب والقانون والمالية.

حساب عائد الاستثمار لدورة الحياة وفترات الاسترداد

عند تحديد ما إذا كانت صفقة تخزين البطارية منطقية من الناحية المالية، يحتاج المستثمرون إلى النظر عبر دورة الخدمة الكاملة، بدلاً من التركيز فقط على الإنفاق المسبق.

أحد المقاييس المستخدمة على نطاق واسع للتقييم السريع هو حساب الاسترداد البسيط:

فترة الاسترداد = إجمالي النفقات المقدمة ÷ صافي المدخرات السنوية

خذ حالة واحدة كمرجع: تنفق شركة ما 200000 دولار أمريكي على أنظمة الطاقة الشمسية والتخزين، وتخفض فواتير الطاقة الخاصة بها بمقدار 40000 دولار أمريكي كل عام بعد تغطية تكاليف التشغيل.

يعمل الجدول الزمني لاسترداد الأموال على النحو التالي:

200,000 دولار ÷ 40,000 دولار = 5 سنوات

هذا مجرد توضيح أساسي؛ سوف تختلف النتائج الحقيقية لكل موقع.

يجب أن تأخذ التوقعات المالية القوية في الاعتبار هذه العناصر:

• النفقات الرأسمالية لمرة واحدة (CAPEX)
• تخفيضات سنوية على فواتير الكهرباء
• > التوفير من انخفاض الرسوم الإضافية عند ذروة الطلب
• التلاشي التدريجي لسعة البطارية وفقدان الطاقة بسبب عدم كفاءة النظام
• نفقات الخدمة والصيانة المتكررة كل عام
• >
• تكاليف إضافة وحدات جديدة أو تبديل حزم البطاريات القديمة
• رسوم الفائدة وأي حسومات حكومية متاحة
• قيمة الأصول المتبقية عند وصول المشروع إلى نهاية عمره

بالنسبة للمنشآت الأكبر حجمًا، غالبًا ما تقوم فرق المشروع بإجراء حسابات إضافية بما في ذلك صافي القيمة الحالية (NPV) ومعدل العائد الداخلي (IRR) ونمذجة التدفق النقدي المخصوم.

تساعد هذه الأرقام العملاء في الحصول على رؤية واقعية حول ما إذا كان تخطيط التخزين المقترح يحقق عوائد اقتصادية جديرة بالاهتمام.

ومن الجدير بالذكر أن سعة البطارية الأكبر لا تترجم تلقائيًا إلى أرباح أفضل. ويتوافق التصميم الأفضل مع احتياجات الموقع الفعلية من الطاقة، لتحقيق أفضل توازن بين الأداء التشغيلي والمكاسب المالية.

اختيار شريك حلول BESS المناسب لمقاولي الهندسة والتوريد والإنشاء للطاقة الشمسية

تقييم مصنعي BESS ومتكاملي الأنظمة

يعد اختيار شريك تخزين يمكن الاعتماد عليه أمرًا بالغ الأهمية لشركات EPC للطاقة الشمسية. إن جودة بناء المنتج والنسخ الاحتياطي الفني المباشر والتعاون المستقر طويل الأمد، كلها عوامل تحدد مدى سلاسة تشغيل المشاريع ومدى رضا العملاء النهائيين.

ليس من الحكمة الحكم على البائعين من خلال أسعارهم المعلنة فقط؛ تحتاج فرق EPC إلى التحقق من الأبعاد الأساسية المتعددة.

1. قوة الإنتاج واستقرار الإخراج

اطلع على إعداد المصنع الخاص بالشركة المصنعة، وسير عمل مراقبة الجودة الداخلية، وقنوات إمداد الخلايا، وخطوات التجميع، وقدرة الاختبار الداخلية. يمكن للبائعين الجديرين بالثقة أن يصفوا بوضوح فحوصات الجودة المطبقة عبر سلسلة الإنتاج بأكملها.

2. اختيار المواد الخلية ومعايير الأداء

تعد خلايا LFP هي الاختيار السائد لمعظم وحدات تخزين C&I الثابتة، وذلك بفضل السلوك الحراري المستقر وعمر الدورة الطويل والتحمل الجيد لدورات تفريغ الشحن المتكررة.

ومع ذلك، لا يمكن لنوع الخلية وحده أن يضمن وجود نظام متين. تحتاج الفرق أيضًا إلى التحقق من الطاقة القابلة للاستخدام، وتقييمات الطاقة، ونطاق درجة حرارة العمل، وكفاءة التحويل، وفقدان القدرة المتوقعة وشروط الضمان.

3. الشهادات وأوراق الامتثال

تأكد من أن المورد يمكنه توفير جميع الموافقات وسجلات الاختبار وأوراق العبور والملفات الفنية المطلوبة لسوق الوجهة. يجب أن تتوافق أي شهادة تمامًا مع النموذج ومتغير النظام المدرج في عرض الأسعار.

4. القدرة على التكيف والتكامل والخيارات المخصصة

تختلف متطلبات المشروع بشكل كبير في حجم التخزين، وإعدادات أجهزة الكمبيوتر، وفئات الجهد، وأنظمة التبريد، ومعايير الاتصالات. توفر الشركات المصنعة المختصة المواد التقنية الكاملة وتساعد في أعمال التكامل عبر الأجهزة.

5. حجم الإنتاج والمهلة الزمنية التي يمكن الاعتماد عليها

عادة ما يكون لمباني التخزين الصناعية الكبيرة جداول زمنية ضيقة للبناء. تقييم إنتاجية المصنع ومخزون المكونات الاحتياطية وقواعد فحص ما قبل الشحن ومعايير التعبئة والتغليف والخبرة السابقة في الشحن الخارجي.

6. المساعدة الفنية وترتيبات ما بعد البيع

تعمل أصول البطارية لأكثر من عقد من الزمان. يحتاج البائعون إلى توفير إرشادات التثبيت، والمساعدة في التشغيل، واستكشاف الأخطاء وإصلاحها، وتغطية الضمان، وسهولة الوصول إلى المستندات الفنية.

بالنسبة لشركات EPC التي تتعامل مع مجموعة من الوظائف، غالبًا ما يجلب الموردون الذين يقدمون جودة ثابتة وتكوينات مرنة ودعمًا هندسيًا مستدامًا قيمة أكبر بكثير من البدائل التي تقدم فقط سعرًا أرخص مقدمًا.

متطلبات التشغيل والتشغيل والصيانة والضمان

إن الانتهاء من مشروع تخزين البطارية بالكامل هو أكثر بكثير من مجرد توصيل الأجهزة إلى موقع العمل. إن فحوصات بدء التشغيل المناسبة والصيانة المستمرة طوال فترة الخدمة لها وزن متساوٍ.

قبل البدء في أعمال التشغيل، يجب على فرق EPC التحقق مرة أخرى من جميع المخططات الميكانيكية وأسلاك الطاقة وروابط البيانات وإعدادات السلامة للتأكد من أنها تتبع رسومات التصميم المعتمدة.

يغطي اختبار بدء التشغيل القياسي الخطوات التالية:

• فحوصات بصرية على أغلفة البطاريات وحزمها وجميع وصلات الطاقة
• فحص ترتيبات التأريض والكابلات ومعدات الحماية
• تأكيد روابط البيانات المستقرة بين منصات BMS وPCS وEMS
• اضبط معلمات التحكم في البطارية وقم بتشغيل النظام بأكمله
• إجراء تجارب وظيفية لدورات الشحن والتفريغ
• التحقق من صحة مشغلات التنبيه وقطع الطوارئ ومنطق الحماية
• اختبار وضع ربط الشبكة ووظائف الطاقة الاحتياطية إذا لزم الأمر
• تسجيل بيانات الأداء وإعداد جميع وثائق اختبار التسليم

بمجرد الانتهاء من التشغيل، يحتاج إعداد التخزين إلى رعاية تشغيلية منتظمة.

يغطي العمل الوقائي الروتيني تتبع صحة البطارية، والتحقق من مجموعات التبريد، وتشديد المحطات الكهربائية، ونشر تحديثات البرامج الثابتة، والاطلاع على سجلات التنبيه وإجراء عمليات تدقيق دورية للأداء.

من المهم قراءة شروط الضمان بالتفصيل. يحتاج مقاولو EPC إلى التركيز على هذه النقاط:

• كم من الوقت يبقى ضمان المنتج ساري المفعول
• الحد الأدنى المضمون من الاحتفاظ بالسعة لحزم البطاريات
• >
• الحد المسموح به من إنتاجية الطاقة ودورة الشحن
• درجة الحرارة المحيطة الصالحة ومتطلبات بيئة الموقع
• شروط الاستثناء وواجبات الصيانة الإلزامية
• الجداول الزمنية لاستجابة البائع وسير عمل الاستبدال
• توافر توريد وحدات الغيار وقطع الغيار

لا يجلب الضمان المطول قيمة حقيقية إلا إذا تم تحديد قواعده بوضوح، وكان لدى المورد القدرة على الوفاء بهذه الالتزامات لاحقًا.

بالنسبة لشركات EPC التي تهدف إلى بناء شراكات دائمة مع عملاء الأعمال، يمكن أن تتحول خطط الصيانة القوية ودعم الضمان الذي يمكن الاعتماد عليه إلى ميزة قوية ضد المنافسين.

الخلاصة: بناء مشاريع تجارية أفضل للطاقة الشمسية مع شريك BESS المناسب

يعمل تخزين البطاريات على إعادة تشكيل صناعات الطاقة الشمسية التجارية في جميع أنحاء العالم. يمكن لشركات الطاقة الشمسية EPC دمج هذه الأنظمة في مشاريع الأعمال والمصانع، مما يساعد المستخدمين النهائيين على خفض الإنفاق على الكهرباء، وزيادة إنتاج الطاقة المتجددة المحلية إلى أقصى حد، وتحقيق استقرار إمدادات الطاقة، وتقديم خدمات الطاقة الشاملة.

ومع ذلك، فإن النشر السلس لإعدادات التخزين هذه يتطلب تصميمًا هندسيًا شاملاً وتقييمًا ماليًا شاملاً وتخطيطًا للمخاطر ومصادر مستقرة للأجهزة. يجب أن يتوافق حجم البطارية مع اتجاهات استهلاك الطاقة الفعلية للموقع. تحتاج محولات الطاقة ووحدات التحكم في الطاقة إلى التنسيق بشكل صحيح، في حين يجب أن يتوافق التثبيت بأكمله مع القوانين الكهربائية المحلية ولوائح مكافحة الحرائق وقواعد الربط البيني للشبكة.

ومن المهم بنفس القدر العثور على شركة مصنعة على دراية بالعقبات العملية التي تواجهها فرق EPC. يساعد الأداء الثابت للمنتج، وتخطيطات النظام المرنة، وملفات الشهادات الكاملة، والتوجيه الفني في الوقت المناسب، والدعم الموثوق لما بعد البيع، على ضمان تنفيذ المشاريع وفقًا للخطة.

بالنسبة لفرق EPC التي تقوم بتطوير مخططات هجينة لتخزين الطاقة الشمسية، فإن التعاون مع أحد منتجي البطاريات ذوي الخبرة يمكن أن يقلل من تعقيد اختيار الأجهزة، ويسهل تكامل النظام ويحفز توسيع الأعمال على المدى الطويل.

تقوم شركة Bonada (Fujian) New Energy Technology Co., Ltd. بتطوير حلول تخزين البطاريات للاستخدام السكني والتجاري والصناعي. نحن نقدم توريدًا مباشرًا للمصنع ونكيف عروضنا لتتناسب مع متطلبات المشروع المتنوعة. نحن نعمل جنبًا إلى جنب مع الموزعين في الخارج ومقدمي خدمات EPC للطاقة الشمسية ومطوري المشاريع الذين يبحثون عن منتجات تخزين جديرة بالثقة.

سواء كنت تنوي إنشاء منشأة تجارية للبطاريات الشمسية، أو توسيع مجموعة منتجات الطاقة الخاصة بك، أو توفير حزم البطاريات للعقود الصناعية القادمة، فإن اختيار التكنولوجيا المناسبة وشريك التصنيع الموثوق به هو الخطوة الأساسية الأولى.

الأسئلة المتداولة حول BESS التجاري لمقاولي EPC للطاقة الشمسية

1. ما الفرق بين نظام BESS التجاري ونظام تخزين البطاريات السكني؟

تم تصميم حلول التخزين للمواقع التجارية لتتناسب مع الطلب الكبير على الكهرباء. يعتمد العديد منها حاويات بطاريات متعددة أو وحدات في حاويات، تتوافق مع محولات الطاقة الصناعية، وأجهزة التحكم الذكية في الطاقة، وإمكانية الوصول إلى الجهد المتوسط. تأتي حزم البطاريات المنزلية بسعة أقل. وهي تساعد في الغالب العائلات على استخدام الطاقة الشمسية على الأسطح وتزويد الطاقة الاحتياطية بمجرد انقطاع التيار الكهربائي عن الشبكة.

2. كيف يقوم مقاولو EPC بحساب سعة BESS المطلوبة؟

تحتاج فرق EPC إلى دراسة أنماط استخدام الطاقة في الموقع، ومستويات السحب القصوى، وإنتاج الطاقة الشمسية، ووقت التشغيل الاحتياطي المخطط له، والأهداف التشغيلية. يتبع تصنيف طاقة المحول أعلى حمل فوري يجب أن تغطيه البطارية، بينما يعتمد حجم الطاقة الإجمالي على المدة التي يمكنها الحفاظ على هذا الإخراج. يحتاج المخططون أيضًا إلى مراعاة خسائر النظام وحدود التفريغ المسموح بها والانخفاض التدريجي في السعة أثناء العمليات الحسابية.

3. ما هي كيمياء البطارية الأفضل لتخزين الطاقة التجارية؟

تعد خلايا LFP خيارًا شائعًا لعمليات نشر وحدات التخزين في المصانع والتخزين التجاري. إنها تقاوم مخاطر الحرارة بشكل جيد، وتتحمل آلاف دورات الشحن، وتتناسب مع الإعدادات التي تقوم بتدوير الطاقة يوميًا. ومع ذلك، تحتاج الفرق إلى الموازنة بين الأسعار وتخطيط النظام وظروف العمل المحيطة وتفويضات السلامة وشروط الضمان قبل الانتهاء من هذا النوع من الخلايا.

4. ما المدة التي يمكن أن توفرها BESS التجارية للطاقة الاحتياطية؟

تعتمد مدة النسخ الاحتياطي على سعة الطاقة القابلة للاستخدام في البطارية والحمل الكهربائي الذي يتم توفيره. على سبيل المثال، يمكن للنظام الذي يحتوي على 200 كيلووات في الساعة من الطاقة القابلة للاستخدام والتي توفر حملًا مستمرًا بقدرة 50 كيلووات أن يوفر نظريًا أربع ساعات من الطاقة. ستكون مدة النسخ الاحتياطي الفعلية أقصر بعد حساب خسائر التحويل والقدرة الاحتياطية والاستهلاك الإضافي وحدود التشغيل.

5. هل التبريد السائل ضروري لأنظمة BESS التجارية؟

لا تحتاج العديد من أنظمة البطاريات التجارية إلى إعدادات تبريد سائلة. يمكن لتدوير الهواء التعامل مع الاحتياجات الحرارية للوحدات الأصغر. بالنسبة لوحدات البطاريات المعبأة بإحكام والتي تتطلب تنظيمًا دقيقًا لدرجة الحرارة، فإن التبريد السائل هو الاختيار النموذجي. يقوم المهندسون بتقييم بناء الخلايا والمناطق المحيطة بالموقع وحجم النظام وخطط الخدمة وفوائد التكلفة طويلة المدى لتحديد طريقة التبريد التي سيتم استخدامها.

6. هل يمكن توسيع أنظمة BESS التجارية في المستقبل؟

تتيح الكثير من أنظمة تخزين البطاريات التجارية للمستخدمين التوسع لاحقًا. يمكنك إضافة خزانات بطارية إضافية أو وحدات حاوية للحصول على المزيد من السعة التخزينية، ولكن هذا لا يعمل إلا إذا تم إنشاء الإعداد الأصلي للسماح بالترقيات. تحتاج فرق EPC إلى التحقق من مواصفات المحول ومطابقة الاتصالات ومنطق حماية السلامة وقواعد تشغيل البطارية قبل التخطيط لأي توسيع للسعة.

7. ما هي الشهادات التي يجب على مقاولي EPC التحقق منها عند شراء BESS؟

ستكون هناك حاجة إلى أوراق مختلفة لمشروعك. وتشمل هذه شهادة UL 9540 لتجميع التخزين الكامل، ونتائج اختبار UL 9540A للمخاطر الحرارية المنفلتة، وبيانات اعتماد السلامة IEC 62619 لخلايا الليثيوم، ووثائق اختبار UN 38.3 للشحن. هناك حاجة أيضًا إلى تصاريح الكهرباء والسلامة من الحرائق المحلية. تختلف القائمة الدقيقة اعتمادًا على البلد الذي يتم شحن المعدات إليه والإعداد الفني للمشروع. تأكد دائمًا من أن كل شهادة تناسب طراز البطارية المحدد والتكوين الذي تقدمه.