BESS لأبراج الاتصالات: تحسين موثوقية الطاقة في مناطق الشبكة الضعيفة

لا يمكن لمواقع الخلايا أن تعمل بدون طاقة ثابتة. تعتمد شركات الاتصالات المتنقلة على هذه الأبراج للحفاظ على تدفق المكالمات والبيانات على مدار الساعة. ومع ذلك، عندما تكون الشبكة المحلية مهتزة، تحدث انقطاعات مفاجئة وتغيرات في الجهد في كثير من الأحيان، مما يجعل صيانة الموقع أمرًا مستمرًا.

وتنتشر هذه المشكلة على نطاق واسع في الاقتصادات الناشئة والقرى خارج الشبكة. تعمل الأجهزة القديمة في الغالب على مولدات الديزل وبطاريات الرصاص الحمضية. تستمر أسعار الوقود في الارتفاع، وتحتاج هذه الأجزاء إلى صيانة متكررة، كما أنها تتآكل بسرعة - وكل ذلك يؤدي إلى تآكل هوامش ربح مشغلي الأبراج.

يغير تخزين البطارية المستند إلى LFP كيفية عمل طاقة الموقع. إنه يعمل جنبًا إلى جنب مع المقومات والألواح الشمسية وآلات الديزل. تساعد هذه المجموعة المواقع على البقاء متصلاً بالإنترنت لفترة أطول، وحرق كمية أقل من الوقود، وخفض تكاليف التشغيل المستمرة عامًا بعد عام.

إذا كانت شركة الاتصالات الخاصة بك تدير العديد من المواقع ذات إمدادات شبكة غير موثوقة، فإن اختيار حزمة التخزين المناسبة هو أكثر بكثير من مجرد النسخ الاحتياطي في حالات الطوارئ. إنها طريقة عملية لبناء بنية تحتية للطاقة يمكنك تحمل تكلفتها والوثوق بها على المدى الطويل.

فهم BESS لأبراج الاتصالات في مناطق الشبكة الضعيفة

تأثير عدم استقرار الشبكة على البنية التحتية للاتصالات عن بعد

تحتاج المواقع الخلوية إلى طاقة ثابتة للحفاظ على تشغيل أجهزة الراديو والوصلات والتبريد. حتى ضربة الطاقة القصيرة تؤدي إلى انقطاع الخدمة للمستخدمين.

تواجه الأبراج ذات الشبكات غير المستقرة هذه المشكلات الشائعة:

• انقطاع التيار الكهربائي المستمر:تعمل عمليات القطع العشوائية على إبقاء النسخ الاحتياطية والمولدات تعمل دون توقف.
• الجهد المتذبذب:يضر محولات الطاقة ويجعل الأعطال أكثر احتمالا.
• الوصول إلى الشبكة الصغيرة:تحصل بعض المواقع البعيدة على الطاقة الكهربائية لمدة ساعتين فقط كل يوم.
• قوة باهظة الثمن:تؤثر فواتير الخدمات المرتفعة على الميزانيات التشغيلية العادية.
• من الصعب الحصول على المساعدة:تنتظر الأبراج الريفية فترة أطول لإجراء الإصلاحات عندما يفشل شيء ما.

كل هذا يجعل الحياة أكثر صعوبة بالنسبة لفرق الاتصالات. إذا لم تتمكن البطاريات من تحمل الحمل لفترة كافية، فيجب على آلات الديزل أن تعوض النقص. المزيد من عمليات تشغيل الوقود، والصيانة الإضافية، والمزيد من خطر تعطل الموقع بعد ذلك مباشرة.

بالنسبة لأي شخص يقوم بتشغيل الكثير من هذه الأبراج المتناثرة، فإن تعديلات الطاقة الصغيرة تزيد وتخفض إجمالي تكاليف الشبكة بشكل ملحوظ.

ما هو نظام تخزين طاقة البطارية في برج الاتصالات (BESS)؟

تعمل حزمة التخزين هذه المصممة للأبراج الخلوية كإعداد طاقة متكامل. فهو يحافظ على تشغيل المواقع عندما تنخفض طاقة الشبكة، ويوازن استخدام الطاقة ويجعل إمدادات الطاقة أكثر موثوقية.

إنها ليست مجرد مجموعة بسيطة من البطاريات الاحتياطية. تحتوي وحدة التخزين الأحدث هذه على كتل البطارية ونظام إدارة المباني وأجهزة الشحن وتحويل الطاقة، لفهم كيفية عمل هذه المكونات معًا، اقرأ دليلناالمكونات الداخلية لخزانة BESS بقدرة 129 كيلو وات في الساعة.

قواطع السلامة بالإضافة إلى التتبع في الوقت الحقيقي. إذا لزم الأمر، يمكنه الاتصال والتحدث مع معدات الطاقة الأصلية للبرج وإمدادات الطاقة الأخرى الموجودة بالفعل في الموقع.

تعتبر خلايا LFP هي الاختيار الأمثل لوحدات تخزين البرج هذه. إنها تصمد بشكل جيد خلال دورات الشحن والتفريغ المتكررة، وتعمل بشكل بارد وتحمل مخاطر حريق منخفضة.

لمزيد من المعلومات حول متطلبات سلامة البطارية، راجع دليلناشهادات UL لأنظمة تخزين طاقة البطارية.

الأجزاء الأساسية التي ستجدها داخل نظام التخزين البرجي مذكورة أدناه:

عنصر	الوظيفة الرئيسية
وحدات بطارية LFP	وفر الطاقة وقم بتغذية الحمل بمجرد انقطاع التيار الكهربائي.
نظام إدارة البطارية (BMS)	يتتبع الجهد والتيار ودرجة الحرارة ويطلق الضمانات.
المعدل والشاحن	قم بتحويل شبكة التيار المتردد إلى تيار مستمر ثابت لتشغيل أجهزة البرج وشحن البطاريات.
معدات تحويل الطاقة	يتعامل مع تحويل الطاقة وتوجيهها لتتناسب مع تخطيط الطاقة بالموقع.
نظام إدارة الطاقة (EMS)	يقوم بالتبديل بين مدخلات الطاقة، ويرتب عملية الشحن ويحدد أولويات التحميل.
وحدات المراقبة والحماية	إرسال تنبيهات الحالة المباشرة وحماية النظام بأكمله من الأعطال الكهربائية.

تعتمد كيفية توصيل وحدة التخزين هذه على تخطيط طاقة التيار المستمر الأصلي للبرج. يمكن ربطه مباشرة بحافلة DC مطابقة أو استخدام أجهزة تحويل إضافية. إن الحصول على الجهد الصحيح وضمان التبادل السلس للإشارات أمر مهم للغاية عند تركيب كل شيء معًا.

هندسة نظام طاقة الاتصالات: بطاريات LiFePO4، والمقومات، والطاقة الشمسية الكهروضوئية، ومولدات الديزل

تستمد إعدادات الطاقة الجيدة للأبراج الخلوية من مصادر طاقة مختلفة، مما يحافظ على تشغيل المواقع حتى مع عدم استقرار إمدادات الشبكة.

مع هذا التصميم الهجين الشائع، تعمل الطاقة الرئيسية على تشغيل الأشياء أينما كانت. تعمل المقومات على تحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر ثابت، مما يؤدي إلى تغذية أجهزة البرج والبطاريات العلوية. إذا انقطعت الشبكة، تتولى البطاريات حمل التيار المستمر على الفور. تضيف الطاقة الشمسية طاقة إضافية، وتبدأ مجموعات المولدات العاملة بالديزل في العمل بمجرد نفاد طاقة البطارية المخزنة.

وهو يعمل في هذه الحالات الأساسية الأربع:

• الشبكة نشطة:تعمل الطاقة الرئيسية على تشغيل أحمال الموقع وتحافظ على شحن البطاريات.
• الشبكة المفقودة:ترسل بطاريات LFP طاقة التيار المستمر للحفاظ على عمل معدات الاتصالات.
• التغذية الشمسية:تخدم الطاقة الشمسية الأحمال الحية وتعيد تعبئة البطاريات من خلال وحدات التحكم أو المحولات المطابقة.
• انقطاع طويل:توفر وحدات الديزل طاقة إضافية عندما تنقص الطاقة الشمسية والطاقة المخزنة.

يساعد هذا الإعداد الهجين أصحاب الأبراج على تحقيق أقصى استفادة من كل خيار للطاقة، بدلاً من الاعتماد فقط على طاقة الشبكة أو الديزل.

لماذا يعد BESS أمرًا بالغ الأهمية لمواقع اتصالات الشبكة الضعيفة

الانتقال من أنظمة بطاريات الرصاص الحمضية إلى LiFePO4

لسنوات عديدة، كانت بطاريات الرصاص الحمضية هي الخيار الاحتياطي الافتراضي للأبراج الخلوية. فهي سهلة المصدر ورخيصة للشراء في البداية. ومع ذلك، فإن نقاط ضعفهم تظهر بسرعة عندما يحدث انقطاع التيار الكهربائي في كثير من الأحيان ويستمر لفترة طويلة.

إذا قمت باستنزافها بعمق مرارًا وتكرارًا، فإن هذه البطاريات تبلى بسرعة. كما أنها تحتاج إلى فحوصات منتظمة، ولا يمكنك سحب قدر كبير من الطاقة القابلة للاستخدام منها مقارنة بحزم LFP جيدة الإعداد.

تناسب خلايا LFP التخزين البرجي بشكل أفضل بكثير لعدة أسباب عملية:

• وقت تشغيل أطول عبر الدورات:يمكن لوحدة LFP الجيدة أن تمر عبر آلاف جولات تفريغ الشحنة، استنادًا إلى كيفية تشغيلها وتصميم الشركة المصنعة.
• المزيد من الطاقة القابلة للاستخدام:يمكنك استخلاص المزيد من الطاقة بأمان من بنك LFP مقارنة بأنواع حمض الرصاص القياسية.
• إعادة شحن أسرع:تتطلب الإعدادات المناسبة تيار شحن أعلى، لذلك يرتد احتياطي الطاقة بشكل أسرع بين فترات الانقطاع.
• صيانة أقل:على عكس أنواع حمض الرصاص المغمورة، لا تحتاج عبوات الليثيوم إلى زيادة منتظمة في الإلكتروليت السائل.
• بصمة أصغر:تعني كثافة الطاقة الأعلى أنك تحصل على نفس الطاقة القابلة للاستخدام دون شغل مساحة كبيرة في الموقع.

يوضح الجدول أدناه هذا التباين جنبًا إلى جنب. ستتغير النتائج الحقيقية بناءً على مواصفات الخلية ودرجة حرارة العمل وسرعة التفريغ وعادات الشحن ومدى الحفاظ على الوحدة بأكملها.

عامل الأداء	حمض الرصاص	LiFePO4
عمق التفريغ القابل للاستخدام	أقل عموما	أعلى عموما
دورة الحياة	عموما أقصر	عموما أطول
سرعة الشحن	أبطأ نسبيا	يمكن أن يدعم الشحن بشكل أسرع
صيانة	أعلى للأنواع التي غمرتها المياه	أقل عموما
كثافة الطاقة	أدنى	أعلى
الاستثمار الأولي	عادة أقل	عادة أعلى

بالنسبة لمشغلي الاتصالات، لا ينبغي أن يعتمد القرار فقط على سعر شراء البطارية. يجب أن يتم تضمين تردد استبدال البطارية وتكاليف الصيانة والطاقة القابلة للاستخدام واستهلاك وقود المولد في التقييم.

تقليل الاعتماد على مولدات الديزل وتكاليف لوجستيات الوقود

لا تزال معظم أبراج الخلايا تعتمد على مولدات الديزل إذا كانت الشبكة غير مستقرة. سعر الأجهزة هو مجرد البداية؛ تشغيله يستمر في تكلفتك.

هناك الوقود، والتوصيل إلى المواقع البعيدة، وفحص المحرك، وتبديل الزيت والفلتر، وقطع الغيار، والإصلاحات المفاجئة.

احصل على مساحة تخزين البطارية المناسبة، مما يقلل من مقدار تشغيل مجموعة المولدات. يستغرق الأمر فترات انقطاع قصيرة، لذا يمكنك تخطي تشغيل الديزل.

لنفترض أن برجًا يسحب حملًا ثابتًا قدره 2 كيلو وات من التيار المستمر، وتظل الطاقة مقطوعة لمدة ثماني ساعات:

استخدام الطاقة = 2 كيلووات × 8 ساعات = 16 كيلووات ساعة

إذا كانت البطارية تحتوي على طاقة كافية قابلة للاستخدام، فإنها تحافظ على الموقع دون تشغيل المولد.

لكن لا يمكنك ببساطة شراء حزمة بقدرة 16 كيلووات في الساعة. يجب عليك أن تأخذ في الاعتبار حدود التفريغ، وفقدان الطاقة، والتغيرات في درجات الحرارة، وتآكل البطارية واحتياطي السلامة.

قم بطرح ذلك عبر العديد من الأبراج، ويقلل وقت تشغيل مجموعة المولدات مما يجعل إدارة الوقود والصيانة أسهل بكثير.

تحسين وقت تشغيل الشبكة وتكييف جودة الطاقة

بالنسبة لشركات الاتصالات المتنقلة وشركات الأبراج، فإن وقت التشغيل هو كل شيء. يمكن لبرج واحد يفقد الطاقة أن يعطل التغطية المحلية والمكالمات والبيانات.

يحافظ BESS على تدفق الطاقة، ويحتفظ بالطاقة المخزنة لبدء التشغيل في لحظة انقطاع التيار الكهربائي.

كما أنه يسهل التبديل بين مصادر الطاقة المختلفة. ومع ذلك، لا تستطيع البطاريات وحدها إصلاح كل ارتفاع أو تغير في التردد. لا تزال بحاجة إلى مطابقة المقومات والعاكسات ومعدات الحماية المضمنة حول إعداد الأسلاك بالموقع.

يقوم إعداد البطارية المبني جيدًا لمواقع الأبراج الرئيسية هذه بعدة أشياء:

• تخفيضات الخدمة الناجمة عن فشل الشبكة.
• يغذي طاقة التيار المستمر الثابتة لجميع أجهزة البرج.
• يحمل الحمل بينما تدور المولدات وتتولى المهمة.
• يجعل الموقع أكثر صرامة ضد تقلبات الشبكة المتكررة.
• يتيح للمشغلين التخطيط لاستخدام الطاقة عبر العديد من المواقع بثقة أكبر.

كل هذا يضيف إلى بنية تحتية أكثر ثباتًا للطاقة وانخفاضًا في حالات الانقطاع التي ترجع إلى مشكلة الطاقة.

تخفيض نفقات التشغيل (OPEX) لمشغلي أبراج الاتصالات

تستهلك تكاليف الطاقة جزءًا كبيرًا من تكاليف تشغيل أبراج الاتصالات الخلوية، وخاصة عندما تكون الشبكات مهزوزة وتعمل محركات الديزل دون توقف.

تساعد حزمة تخزين البطارية على تقليل هذه الفواتير بعدة طرق:

• يتم حرق كميات أقل من الديزل، عن طريق تشغيل المولدات فقط عند الحاجة الحقيقية.
• يتم تبديل البطاريات بشكل أقل مقارنة بأنواع البطاريات القديمة، اعتمادًا على ظروف العمل الحقيقية.
• الحد الأدنى من الصيانة المنتظمة لبنك البطارية.
• الاستفادة بشكل أفضل من الطاقة الشمسية التي تم التقاطها في الموقع.
• التتبع عن بعد يقلل من رحلات الموقع غير الضرورية.

تضيف هذه الامتيازات حقًا للمشغلين الذين يديرون أبراجًا متباعدة. يتحول التوفير الشهري الصغير في كل موقع إلى مكسب إجمالي كبير بمجرد حصولك على مئات الأبراج عبر الإنترنت.

ومع ذلك، يعتمد مقدار التوفير على أسعار الديزل المحلية، وعدد مرات بقاء الشبكة قيد التشغيل، ومستويات ضوء الشمس، والتكلفة الأولية لنظام البطارية، واستهلاك الطاقة لكل برج. من المفيد إجراء فحص كامل لتكلفة دورة الحياة قبل اختيار أي إعداد للتخزين.

اعتبارات تحديد حجم BESS للاتصالات والتصميم الهندسي

حساب استهلاك الطاقة اليومي وساعات الحكم الذاتي

يعد اختيار حجم البطارية المناسب أمرًا بالغ الأهمية لتخزين البرج. صغير جدًا، ويفشل أثناء فترات الانقطاع الطويلة. كبيرة جدًا، وتضيع المال دون أي فائدة إضافية.

أولاً، اكتشف إجمالي استهلاك الطاقة للموقع.

قم بإحصاء كل حمل رئيسي للتيار المتردد والتيار المستمر:

• أجهزة الراديو وأجهزة الإرسال والاستقبال الأساسية
• أجهزة النقل والشبكات
• المراوح ومعدات التبريد
• أجهزة المراقبة والأمن
• الأحمال المساعدة الضرورية الأخرى

بالنسبة لإعدادات التيار المستمر، اقرأ ناقل التيار المستمر مباشرةً، ولا تستخدم أرقام لوحة الاسم فقط.

استخدم هذه الصيغة البسيطة:

حجم البطارية (كيلوواط ساعة) = متوسط ​​الحمولة (كيلوواط) × ساعات النسخ الاحتياطي ÷ (وزارة الدفاع القابلة للاستخدام × كفاءة النظام)

مثال: برج يسحب 2 كيلو وات، ويحتاج إلى 12 ساعة احتياطية. يسمح بنك LFP الخاص به بالتفريغ بنسبة 90%، بكفاءة 95%.

سعة البطارية المطلوبة = 2 × 12 ÷ (0.90 × 0.95)

الحجم الاسمي المطلوب ≈ 28.1 كيلووات ساعة

هذا مجرد رقم البداية. تذكر تآكل البطارية، وفقدان درجة الحرارة، ومخزن الأمان، والأحمال المتغيرة والتوسعات المستقبلية المحتملة.

يوضح الجدول أدناه كيف تتغير احتياجات الطاقة مع وقت التشغيل والتحميل والنسخ الاحتياطي.

متوسط ​​الحمولة	وقت النسخ الاحتياطي	الطاقة المطلوبة
1 كيلو واط	8 ساعات	8 كيلوواط ساعة
2 كيلو واط	8 ساعات	16 كيلوواط ساعة
2 كيلو واط	12 ساعة	24 كيلوواط ساعة
3 كيلو واط	12 ساعة	36 كيلوواط ساعة
3 كيلو واط	24 ساعة	72 كيلوواط ساعة

ملحوظة: الجدول يوضح استهلاك الطاقة خلال فترة النسخ الاحتياطي، وليس سعة البطارية الاسمية النهائية. مطلوب سعة إضافية لحساب حدود تشغيل البطارية وخسائر النظام.

قدرات الشحن السريع وتحسين دورة الحياة في ظل الانقطاعات المتكررة

تتعرض العديد من مواقع الأبراج ذات الشبكات الضعيفة لانقطاع التيار الكهربائي المتكرر يوميًا. لذا فإن مدى سرعة إعادة شحن البطارية لا يقل أهمية عن حجم التخزين الخاص بها.

قد تعود طاقة الشبكة لفترة وجيزة فقط. يجب أن تلتقط البطارية ما يكفي من الشحن خلال تلك النافذة القصيرة؛ وإلا فإن احتياطيك الاحتياطي سيتضاءل باستمرار.

يمكن أن يتم شحن بطاريات LFP بسرعة، إلا أن السرعة الفعلية مقيدة بمواصفات الخلية وإعدادات BMS ودرجة الحرارة وسعة الشاحن.

عند تقييم إمكانية الشحن، انتبه لهذه العناصر:

• أقصى تيار شحن مستمر آمن
• خرج الطاقة من المقوم أو وحدة الشاحن
• نافذة الشبكة المتاحة بين الانقطاعات
• مقدار الشحن المتبقي قبل بدء عملية إعادة الشحن
• حدود درجة الحرارة ومشغلات حماية الشحن

لنفترض أن بطارية بقدرة 30 كيلووات في الساعة تحتاج إلى استعادة 15 كيلووات في الساعة خلال ثلاث ساعات. وسوف تحتاج إلى حوالي 5 كيلوواط من طاقة الشحن، دون احتساب فقدان الطاقة وأحمال تشغيل الموقع.

أثناء التشغيل، يقوم الشاحن بتغذية أجهزة البرج أثناء شحن البطاريات. يجب أن يكون حجم المقوم مناسبًا للتعامل مع كلتا المهمتين.

لا تستمر في دفع تيار الشحن الزائد، الذي يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة البطارية وتسريع التآكل. يحافظ نظام الشحن المعتدل والمستقر على البطارية في حالة جيدة لفترة أطول.

تكوينات BESS النموذجية لبرج الاتصالات واختيار سعة البطارية

يختلف استهلاك الطاقة واحتياجات النسخ الاحتياطي والمساحة وجودة الشبكة كثيرًا من برج إلى آخر. لن يحتاج BTS الريفي الصغير إلى نفس مساحة التخزين التي يحتاجها برج ماكرو مزدحم في المدينة يعمل بمعدات تبريد إضافية.

فيما يلي إعدادات البطارية النموذجية كمرجع:

نوع الموقع	سعة البطارية التوضيحية	تطبيق نموذجي
موقع اتصالات صغير	5-15 كيلوواط ساعة	BTS خفيفة الوزن ومحطات نائية صغيرة.
برج الاتصالات القياسي	15-30 كيلوواط ساعة	النسخ الاحتياطي العادي لشبكة الهاتف المحمول.
موقع اتصالات عالي التحميل	30-60 كيلو واط ساعة	وحدات راديو متعددة ووقت تشغيل احتياطي أطول.
موقع اتصالات هجين عن بعد	60-100+ كيلووات ساعة	انقطاع التيار الكهربائي لفترات طويلة، وتشغيل الهجين بالطاقة الشمسية والديزل.

هذه الأرقام هي مجرد أدلة تقريبية، وليست مواصفات صناعية ثابتة. يأتي حجم البطارية الحقيقي من قراءات الحمل الفعلية وساعات النسخ الاحتياطي المطلوبة والوصول إلى الشحن ومطابقة الأجهزة.

تعمل حزم LFP المعيارية بشكل رائع لأصحاب الأبراج. يمكنك البدء بما تحتاجه الآن، ثم إضافة وحدات إضافية لاحقًا مع نمو الشبكة. استكشف Bonada'sمنتجات تخزين طاقة البطارية LiFePO4لمختلف تطبيقات تخزين الطاقة ومتطلبات المشروع.

دمج الطاقة الشمسية الكهروضوئية ومولدات الديزل الموجودة

بالنسبة للأماكن المشمسة ذات الشبكات المهتزة، فإن إضافة الألواح الشمسية إلى أبراج الخلايا أمر منطقي للغاية.

إذا تم وضعها بشكل جيد، فإن الطاقة الشمسية تغطي حصة من الاستخدام اليومي للطاقة في الموقع وتقلل من كمية الوقود التي يحرقها مولد الديزل.

عادةً ما يحتوي هذا النوع من إعداد الطاقة الهجينة على هذه الأجزاء:

• الألواح الشمسية
• وحدات تحكم الشحن MPPT أو أجهزة الطاقة الهجينة المطابقة
• تخزين البطارية LFP
• مقومات مرتبطة بالشبكة
• مولدات الديزل الموجودة
• إدارة الطاقة ومعدات المراقبة

عندما تكون أشعة الشمس قوية، تعمل الطاقة الشمسية على تشغيل حمل البرج وتعبئة البطاريات. بعد حلول الظلام أو في الأحوال الجوية السيئة، تحافظ الطاقة المخزنة على استمرار كل شيء. بمجرد انخفاض مستويات البطارية عن الحد المحدد، يمكن لوحدة التحكم تشغيل الديزل تلقائيًا، إذا كان النظام يدعمه.

بدلاً من التخلص من إعداد الطاقة بالكامل، يمكنك تركيب BESS في المواقع التي تعمل بالفعل بالديزل. إنه يعمل جنبًا إلى جنب مع المقومات القديمة المتوافقة وعناصر التحكم في المولدات، لذلك تتجنب تبديل المعدات التي لا تحتاج إلى استبدالها.

ومع ذلك، فأنت بحاجة إلى التخطيط بعناية حول جهد ناقل التيار المستمر، وتيار الشحن، وحجم المولد، وقواعد التحكم، وبروتوكولات الاتصال.

الإدارة الحرارية للبيئات شديدة الحرارة والبيئات القاسية

تقع العديد من الأبراج في مناطق استوائية حارة أو صحراوية أو نائية، حيث تستمر درجات الحرارة المرتفعة معظم الوقت.

تؤثر الحرارة على إخراج البطارية والشحن وعمرها. إنه يسرع التآكل. إن شحن خلايا الليثيوم خارج نافذة درجة الحرارة المسموح بها يؤدي أيضًا إلى مخاطر تتعلق بالسلامة.

لذلك يحتاج تخزين بطاريات الاتصالات إلى التحكم الحراري المناسب والحماية من الطقس.

نقاط التصميم الرئيسية:

• اختر الخلايا المطابقة لظروف درجة الحرارة المحلية
• أضف فتحات تهوية أو تبريد نشط حسب الحاجة
• ضع أجهزة استشعار درجة الحرارة على حزم البطاريات
• استخدم نظام إدارة المباني (BMS) الذي يحد من الشحن والتفريغ بناءً على درجة الحرارة
• حدد الخزانات ذات تصنيفات IP المناسبة
• قم بتظليل الوحدة من أشعة الشمس المباشرة والحرارة الزائدة

بالنسبة للمواقع شديدة الحرارة، فإن الخزانات الخارجية المخصصة مع الإدارة الحرارية تتفوق على المواضع الداخلية العادية.

يجب أن يتبع التصميم الحراري المناخ المحلي والتعرض لأشعة الشمس وتصميم الخزانة والحرارة المتولدة أثناء تشغيل البطاريات.

تحديات النشر في الشبكات الضعيفة والمناطق النائية

إدارة درجة الحرارة المحيطة والتصلب البيئي

تقع معظم أبراج الخلايا في أماكن خارجية صعبة. وتتعامل المواقع الساحلية مع الهواء الرطب والملح، بينما تواجه المواقع الصحراوية الرمال والغبار وتقلبات الحرارة الحادة.

تعمل هذه العناصر على تآكل الخزانات والمقابس وأجزاء التبريد ومنافذ الإشارة بمرور الوقت.

للحفاظ على تشغيل أنظمة التخزين بشكل موثوق على المدى الطويل، يحتاج BESS إلى ضمانات مدمجة ضد هذه الظروف القاسية.

فيما يلي الخطوات العملية:

• مادة الخزانة وطلاء السطح يقاوم الصدأ
• خزانات ذات تصنيف IP الصحيح ضد الغبار والرطوبة
• الكابلات المختومة والموصلات المحمية
• تنظيم درجة الحرارة داخل غرف البطارية إذا لزم الأمر
• التأريض الصلب والدفاع عن البرق
• فحوصات روتينية لفتحات التهوية وأجزاء التبريد

لا تستخدم خزانة قياسية واحدة لجميع المهام. قم بمطابقة مستوى الحماية مع المكان الذي يقف فيه البرج بالفعل.

حماية ضد السرقة ومرونة زيادة الشبكة/تقلب الجهد

تتعرض مواقع الأبراج المعزولة لمخاطر السرقة والأضرار والأعطال الكهربائية. تعد البطاريات والألواح الشمسية وكابلات الطاقة أهدافًا سهلة، خاصة عندما لا يستطيع أحد مراقبتها.

وهذا يعني أنك بحاجة إلى أمان مادي قوي عند طرح وحدات BESS.

يجب وضع ضمانات جيدة:

• خزائن بطارية مقفلة ومضادة للعبث
• الدخول مقيد لمناطق توزيع البطاريات والطاقة
• إنذارات الموقع بالإضافة إلى المراقبة المباشرة عن بعد
• يتم تثبيت البطارية بقوة وتشغيل الكابل المحمي
• مثبطات الطفرة والتأريض الموثوق

يتعين على جانب الطاقة أيضًا التعامل مع إمدادات الشبكة غير المنتظمة. يمكن أن تؤدي القفزات السريعة في الجهد الكهربي، والارتفاعات البرقية، وتبديل المسامير إلى قلي الأجهزة الحساسة بدون حراسة مناسبة.

تعمل وحدات الاندفاع والقواطع والصمامات معًا لتقليل هذه المخاطر. يجب أن تتبع جميع تخطيطات الحماية القواعد الكهربائية المحلية والمواصفات الداخلية للناقل.

منع فشل الاتصالات والتكامل BMS

إذا قمت بتبديل بطاريات الليثيوم بأجهزة طاقة الاتصالات القديمة، فإن مطابقة الاتصالات تعد أمرًا مهمًا.

تتحدث معظم المقومات وأدوات المراقبة ذهابًا وإيابًا للحصول على بيانات البطارية: تنبيهات SOC وSOH والجهد والتيار ودرجة الحرارة والخطأ.

إذا فشل نظام إدارة البطارية في الاتصال بشكل صحيح، فستكون القراءات خاطئة. لن تعمل ضوابط الشحن والسلامة بالطريقة التي ينبغي لها.

قبل التثبيت، تحقق من هذه العناصر:

• جهد البطارية مناسب لحافلة التيار المستمر
• CAN أو RS485 أو المنافذ الأخرى المطلوبة
• البروتوكولات المدعومة ورسم خرائط البيانات
• قبعات الجهد والتيار للشحن
• مشغلات الإنذار وإجراءات الحماية
• التوافق مع المقوم الموجود ومراقبة الموقع

قم دائمًا بإجراء تجارب التكامل قبل الطرح الشامل. اكتشف أخطاء الاتصال والتحكم في المصنع، بدلاً من إصلاحها في مواقع الأبراج البعيدة.

المراقبة عن بعد وصيانة العمليات الذكية (O&M)

إن العناية بمعدات الطاقة المنتشرة في العشرات من مواقع الأبراج تكلف الكثير من الوقت والمال. إن الفحوصات اليدوية باهظة الثمن، خاصة بالنسبة للأبراج الموجودة في المناطق الريفية التي يصعب الوصول إليها.

تتيح المراقبة عن بعد للفرق تتبع أداء البطارية دون التوجه إلى كل موقع على حدة.

تعرض أداة مراقبة BESS الحديثة بيانات مفيدة مثل:

• بطارية SOC وSOH
• الجهد الكهربائي لكل خلية أو وحدة، إذا كان ذلك متاحًا
• الشحن والتفريغ الحالي
• درجة حرارة عمل البطارية
• سجلات استخدام الطاقة السابقة
• تنبيهات النظام ومشغلات الحماية
• تاريخ دورة الشحن والتفريغ

باستخدام لوحة تحكم مركزية واحدة، يكتشف طاقم الصيانة السلوك الغريب للبطارية، ويصنفون حالات فشل الارتباط ويرتبون الخدمة فقط عند ظهور مشكلات حقيقية.

بالنسبة لشبكات الاتصالات الكبيرة، يؤدي هذا إلى تقليل الرحلات الضائعة ويجعل الصيانة أكثر كفاءة.

ومع ذلك، لا يمكن للتتبع عن بعد أن يحل محل عمليات التفتيش العملي. لا تزال الأجهزة الطرفية وحالة الخزانة وأجزاء التبريد والضمانات الكهربائية بحاجة إلى فحوصات منتظمة في الموقع.

اختيار وتقييم مزود خدمات BESS المناسب للاتصالات

جودة خلية البطارية (الدرجة A LiFePO4) وخيارات التخصيص

تحدد جودة الخلية مدى موثوقية ومدة تشغيل وحدة التخزين البرجية لديك.

لا يجب على شركات النقل و EPCs مقارنة السعة والسعر المعروضين فقط. من المفيد التحقق من إمكانية التتبع والإنتاج المتسق وأوراق البيانات وضوابط الجودة.

تأكد من طرح هذه الأسئلة:

• من يصنع الخلايا الخام، وهل يمكن تتبعها؟
• هل يمكن للمورد تسليم مواصفات الخلية وسجلات الاختبار؟
• ما هي دورة الحياة الموعودة، وتحت أي إعداد اختبار؟
• ما هي حدود الشحن والتفريغ الآمنة؟
• هل يراقب نظام إدارة المباني (BMS) كل خلية ويحميها؟
• هل يمكن تعديل الجهد والقدرة لهذا المشروع؟

تُعد خلايا Grade‑A LFP الاختيار المعتاد لمهام التخزين. ومع ذلك، فإن هذا التصنيف وحده لا يعني الكثير؛ اطلب الدليل وافحص الوحدة المعبأة بالكامل.

غالبًا ما تحتاج مشاريع الأبراج إلى تعديلات. تريد شركات النقل المختلفة الجهد المخصص والسعة وحجم الخزانة وقواعد الاتصال وأنماط التثبيت.

سيقوم المصنع الجيد بتخصيص البطارية لتناسب مواصفاتك، بدلاً من توفير المخزون الجاهز فقط.

تكامل النظام والاختبار ودعم الضمان

إن BESS للاتصالات ليس مجرد كومة من الخلايا. ويتوقف مدى نجاحه على تكامل النظام، وحماية الدوائر، وضبط نظام إدارة المباني (BMS)، وما إذا كان يعمل بشكل جيد مع معدات الطاقة الموجودة في الموقع.

قم بالمرور عبر هذه النقاط قبل تأمين المورد:

• القدرة الإنتاجية:هل لديهم سير عمل قوي للتجميع والفحص؟
• تصميم النظام:هل يمكنهم ضبط الجهد الكهربي والسعة وتصميم الخزانة وإعدادات الاتصال وفقًا لاحتياجاتك؟
• اختبارات ما قبل الشحن:هل يتحققون من الأداء ومشغلات السلامة وروابط البيانات قبل الشحن؟
• أوراق الشهادة:هل يمكنهم توفير مستندات صالحة للمنتج والنقل، مثل تقارير UN38.3 إذا لزم الأمر؟
• قواعد الضمان:هل تم توضيح طول التغطية وحدود التشغيل والاستثناءات ورسوم ما بعد البيع بوضوح؟
• المساعدة التقنية:هل سيرشدونك خلال عملية التثبيت وإصلاح الأخطاء وحل مشكلات التكامل؟

تعتبر هذه الفحوصات مهمة جدًا بالنسبة لشركات EPC وشركات الاتصالات التي تشتري البطاريات للعديد من المواقع أو المشاريع طويلة المدى.

عادةً ما يكون لدى الموردين الذين يقومون ببناء الوحدات بأنفسهم مساحة أكبر لتعديل التصميمات وتغيير الجداول الزمنية للإنتاج وتنسيق الدعم الفني.

حساب التكلفة الإجمالية للملكية (TCO) وعائد الاستثمار

السعر المقدم ليس كل شيء عند شراء بطاريات تخزين للأبراج الخلوية. أنت بحاجة إلى إلقاء نظرة على إجمالي تكلفة الملكية طوال فترة الخدمة بأكملها.

تغطي التكلفة الإجمالية للملكية هذه العناصر:

• أجهزة البطارية ورسوم التثبيت
• معدات التحويل وأجزاء التكامل
• رسوم الشحن والتكليف
• استخدام وقود الديزل
• تكاليف الخدمة وتبديل البطارية المستقبلية
• الطاقة التي يتم سحبها عن طريق أجهزة التبريد و AUX
• المراقبة عن بعد والصيانة الروتينية

للحكم على ما إذا كان ذلك يؤتي ثماره، قارن تكاليف تشغيل إعداد الطاقة القديم الخاص بك بحل البطارية الجديد.

إليك طريقة سهلة لعائد الاستثمار لتحقيق ذلك:

صافي التوفير السنوي = خفض فواتير الطاقة والخدمات − تكاليف التشغيل السنوية الإضافية

وقت الاسترداد البسيط = إجمالي النفقات الأولية ÷ صافي الادخار السنوي

على سبيل المثال، إنفاق 20000 دولار على BESS الذي يوفر 5000 دولار كل عام يعني أنك ستسترد أموالك خلال أربع سنوات.

هذا مجرد مثال تقريبي. يجب أن يأخذ النموذج المالي المناسب في الاعتبار تآكل البطارية، وخطط الاستبدال، ورسوم القروض، وأسعار الطاقة والديزل، بالإضافة إلى العمر الافتراضي للمشروع بالكامل.

إذا كنت تقوم بتشغيل العديد من مواقع الأبراج، فإن مقارنة التكلفة الإجمالية للملكية عبر المواقع تساعد في اختيار المواقع التي ستحقق أفضل العوائد بمجرد دخول التخزين.

الأسئلة المتداولة حول Telecom BESS

إلى متى يمكن لـ BESS إبقاء برج الاتصالات قيد التشغيل أثناء انقطاع الشبكة؟

يرتبط وقت تشغيل النسخ الاحتياطي بحجم البطارية، والحمل الحقيقي، وحد التفريغ الآمن، وفقدان الطاقة، وصحة البطارية.

إذا كان البرج يستهلك 2 كيلوواط، فإنه يأخذ 16 كيلوواط ساعة من الطاقة القابلة للاستخدام لمدة ثماني ساعات من وقت التشغيل. يجب أن تكون السعة المقدرة للبطارية أكبر، لتغطية قيود التفريغ وهدر الطاقة.

احصل على الحجم الصحيح باستخدام قياسات الحمل الحقيقية، وقم بتعيين ساعات النسخ الاحتياطي وفقًا لموثوقية الشبكة المحلية.

هل يمكن تعديل نظام BESS ليشمل أبراج الاتصالات الحالية التي تعمل بالديزل؟

قطعاً. يمكنك عادة إضافة نظام تخزين LFP إلى مواقع الاتصالات التي تعمل بالديزل، دون الحاجة إلى التخلص من إعداد الطاقة بالكامل.

تعمل البطارية مع المقومات الموجودة لديك، وتوزيع التيار المستمر، وأجهزة التحكم بالطاقة الشمسية، ومولدات الديزل، طالما أن الفولتية، وإعدادات الشحن، وقواعد الاتصال ومنطق التحكم متطابقة.

قبل تركيبه، يحتاج الفنيون إلى التحقق من تخطيط الطاقة الأصلي والتأكد من أن نظام BESS الجديد يعمل بأمان إلى جانب جميع الأجهزة الموجودة في الموقع.

لماذا يُفضل LiFePO4 على حمض الرصاص في تطبيقات اتصالات الشبكة الضعيفة؟

بطاريات LFP هي الخيار الأمثل. فهي تتعامل مع دورات شحن أكثر، وتتيح لك سحب المزيد من الطاقة بأمان، وإعادة الشحن بشكل أسرع، وتحتاج إلى رعاية منتظمة أقل بكثير من الأنواع القديمة من حمض الرصاص.

وهذا يجعلها مثالية للمناطق ذات الشبكة الضعيفة، حيث تدور البطاريات ذهابًا وإيابًا طوال الوقت.

أنها تكلف أكثر في خط الهجوم. ولكن مع التصميم الصحيح، فإن عمرها الأطول والاستخدام الأفضل للطاقة يؤدي إلى خفض تكاليف التشغيل بمرور الوقت.

إنشاء بنية تحتية أكثر موثوقية لطاقة الاتصالات باستخدام حل BESS المناسب

تستمر الشبكات غير المستقرة في التسبب في الصداع لمشغلي الأبراج. يؤدي انقطاع التيار الكهربائي المتكرر وتكلفة الديزل الباهظة والمواقع التي يصعب الوصول إليها إلى الإضرار بوقت تشغيل الشبكة.

يوفر إعداد تخزين البطارية المبني جيدًا حلاً قويًا. قم بإقران حزم LFP مع المقومات المطابقة والألواح الشمسية ومولدات الديزل والمراقبة الذكية، وستحصل على طاقة أكثر ثباتًا مع مراقبة فواتير الطاقة.