كيف تستخدم المستشفيات أنظمة تخزين طاقة البطارية لتوفير مصدر طاقة موثوق

ولا تستطيع المستشفيات التعامل مع الكهرباء باعتبارها نفقات تشغيلية عادية. تعتمد غرف العمليات الجراحية ووحدات العناية المركزة ومعدات التشخيص وتخزين الأدوية وأنظمة التهوية والاتصالات وأنظمة الأمان والسجلات الصحية الإلكترونية على مصدر طاقة مستقر. حتى الانقطاع القصير يمكن أن يخلق مشاكل تشغيلية، في حين أن الانقطاع لفترة طويلة يمكن أن يهدد رعاية المرضى.

وهذا هو المكان الذي تزداد فيه أهمية تخزين الطاقة في المستشفيات. يمكن لأنظمة تخزين طاقة البطارية (BESS) توفير طاقة احتياطية سريعة، ودعم الأحمال الحرجة، والعمل جنبًا إلى جنب مع أنظمة UPS الطبية ومولدات الطوارئ، ومساعدة المستشفيات على إدارة تكاليف الكهرباء أثناء التشغيل العادي.

إن بطارية BESS في المستشفى ليست مجرد نسخة أكبر من البطارية السكنية. وهو جزء من بنية تحتية كهربائية منسقة قد تشمل البطاريات، والعاكسات ثنائية الاتجاه، وأنظمة إدارة البطاريات، ومعدات النقل التلقائي، وأدوات التحكم في الشبكة الصغيرة، والطاقة الشمسية الكهروضوئية، والمولدات، ونظام التوزيع الكهربائي الحالي بالمستشفى.

وقد أظهرت مشاريع الرعاية الصحية الحديثة بالفعل هذا النهج. على سبيل المثال، دعمت وزارة الطاقة الأميركية مشاريع الشبكات الصغيرة للمستشفيات التي تجمع بين تخزين البطاريات، وتوليد الطاقة الشمسية، وضوابط الشبكات الصغيرة لتحسين القدرة على الصمود أثناء انقطاع الشبكة. تشتمل إحدى الشبكات الصغيرة المخطط لها للمستشفيات على نظام لتخزين طاقة البطارية بقدرة 500 كيلووات، و750 كيلووات من الطاقة الشمسية الكهروضوئية، ووحدة تحكم للشبكة الصغيرة.

ما هوأنظمة تخزين طاقة البطارية(BESS) للمستشفيات؟

يقوم نظام تخزين طاقة البطارية للمستشفى بتخزين الطاقة الكهربائية وإتاحتها عندما تحتاج المنشأة إلى طاقة إضافية. اعتمادًا على تصميم النظام، يمكن شحن البطارية من شبكة المرافق أو الطاقة الشمسية الكهروضوئية أو مصدر طاقة آخر وتفريغها لأحمال المستشفى المحددة.

إن أهم ما يميز BESS في تطبيقات الرعاية الصحية هو قدرته على الاستجابة السريعة. يمكن للنظام المصمم بشكل صحيح اكتشاف اضطراب الشبكة ونقل الأحمال المخصصة إلى الطاقة المخزنة بشكل أسرع بكثير مما يمكن للمولد التقليدي أن يبدأ ويصل إلى ظروف التشغيل.

ومع ذلك، لا ينبغي أن يُنظر إلى BESS تلقائيًا على أنه بديل لكل نظام نسخ احتياطي موجود. في العديد من تطبيقات المستشفيات، تؤدي البطارية ووحدات UPS والمولدات والطاقة الشمسية الكهروضوئية ووحدة التحكم في الشبكة الصغيرة وظائف مختلفة وهي مصممة للعمل معًا.

المكونات الأساسية للهندسة المعمارية BESS للمستشفى

يمكن أن يشتمل نظام تخزين الطاقة النموذجي في المستشفى على عدة مكونات مترابطة:

• وحدات البطارية:تخزين الطاقة الكهربائية للنسخ الاحتياطي وإدارة الطاقة.
• نظام إدارة البطارية (BMS):يراقب جهد الخلية ودرجة الحرارة وحالة الشحن وظروف التشغيل الأخرى.
• نظام تحويل الطاقة (PCS):يحول طاقة بطارية التيار المستمر إلى طاقة تيار متردد للنظام الكهربائي بالمستشفى ويدير الشحن من جانب التيار المتردد.
• نظام إدارة الطاقة (EMS):يحدد متى يجب شحن البطارية أو تفريغها أو بقائها في الاحتياط.
• وحدة تحكم ميكروغريد:ينسق البطارية والمولدات والطاقة الشمسية الكهروضوئية واتصال المرافق والأحمال الحرجة عند التشغيل كشبكة صغيرة.
• معدات المفاتيح الكهربائية والحماية:يوفر العزل الكهربائي والحماية والاتصال المتحكم به لأحمال المستشفى.
• الإدارة الحرارية والحماية من الحرائق:يساعد في الحفاظ على ظروف تشغيل البطارية وإدارة أحداث السلامة المحتملة.

تعتمد البنية الدقيقة على نظام التوزيع الكهربائي بالمستشفى، ومتطلبات الأحمال الحرجة، واللوائح المحلية، والمساحة المتاحة، ومتطلبات المرافق، والمدة المطلوبة للطاقة الاحتياطية.

كيف يختلف BESS عن مولدات النسخ الاحتياطي التقليدية

كانت مولدات الديزل تقليديًا مكونًا رئيسيًا لأنظمة الطاقة في حالات الطوارئ بالمستشفيات. ويمكنها توفير الطاقة لفترات طويلة طالما يتوفر الوقود، ولكنها تتطلب بدء تشغيل ميكانيكي وبنية تحتية للوقود.

وبالتالي فإن الحل العملي للعديد من مرافق الرعاية الصحية هو نظام منسق وليس الاختيار بين التقنيات. يمكن لنظام BESS التعامل مع الاستجابة السريعة والدعم قصير الأمد، في حين يمكن للمولدات توفير طاقة طويلة الأمد أثناء انقطاع التيار الكهربائي الممتد.

UPS من الدرجة الطبية وتكامل BESS

تقوم المستشفيات أيضًا بتشغيل معدات لا تتحمل حتى انقطاعًا قصيرًا. قد تتطلب البنية التحتية الحيوية لتكنولوجيا المعلومات ومعدات غرفة العمليات وأنظمة التصوير والاتصالات ومعدات المراقبة والأحمال الحساسة الأخرى حماية UPS.

في هذه التطبيقات، يخدم UPS وBESS وظائف كهربائية مختلفة. عادةً ما يتم تصميم UPS لتوفير طاقة مستمرة يتم التحكم فيها بشكل كبير للمعدات الحساسة، بينما يمكن لـ BESS الأكبر دعم الأحمال على مستوى المنشأة والتنسيق مع المولدات وموارد الطاقة الأخرى.

ولذلك قد يستخدم المستشفى بنية احتياطية ذات طبقات:

• أنظمة UPS للمعدات الحساسة للغاية واستمرارية الطاقة اللحظية.
• BESS للنسخ الاحتياطي السريع على مستوى المنشأة وإدارة الطاقة.
• مولدات الطوارئ للنسخ الاحتياطي لمدة أطول.
• الطاقة الشمسية الكهروضوئية أو أي توليد موزع آخر لزيادة توافر الطاقة.
• ضوابط Microgrid لتنسيق هذه الموارد.

لماذا تتطلب مرافق الرعاية الصحية إمدادات الطاقة دون انقطاع

مرافق الرعاية الصحية لديها أحمال كهربائية معقدة بشكل غير عادي. على عكس المبنى التجاري النموذجي، قد يحتاج المستشفى إلى صيانة معدات دعم الحياة والغازات الطبية والتبريد والمعدات الجراحية والإضاءة والتهوية والمصاعد والاتصالات وأنظمة البيانات والبنية التحتية الأمنية أثناء انقطاع التيار الكهربائي.

وبالتالي فإن الهدف من تخزين الطاقة في المستشفى ليس بالضرورة توفير الطاقة لكل حمل إلى أجل غير مسمى. يحدد النظام المصمم بشكل صحيح الأحمال الحرجة وغير الحرجة ويخصص الطاقة المتاحة وفقًا لذلك.

مخاطر انقطاع المعدات الجراحية والتشخيصية

تعتمد المستشفيات الحديثة بشكل كبير على المعدات الطبية التي تعمل بالكهرباء. قد تتطلب أنظمة التصوير بالرنين المغناطيسي والتصوير المقطعي المحوسب، ومعدات المختبرات، والأنظمة الجراحية، ومعدات مراقبة المرضى، ومعدات التعقيم، وغيرها من الأجهزة جودة طاقة مستقرة.

يمكن أن يؤدي انقطاع الخدمة أيضًا إلى تعطيل الإجراءات الجاري تنفيذها بالفعل. وحتى عندما تتوفر مولدات الطوارئ، يجب إدارة الفترة الانتقالية والاضطرابات الكهربائية بعناية.

يمكن أن يوفر نظام BESS دعمًا سريعًا للأحمال المخصصة بينما يعمل نظام طاقة الطوارئ الأوسع على إنشاء عملية مستقرة.

حماية رعاية المرضى الحرجة وأنظمة دعم الحياة

ترتبط بعض أحمال المستشفيات ارتباطًا مباشرًا بسلامة المرضى. ويمكن أن تشمل هذه المعدات معدات العناية المركزة، وأجهزة التنفس الصناعي، وأنظمة مراقبة المرضى، وإضاءة الطوارئ، والاتصالات الطبية، وغيرها من البنية التحتية الحيوية.

بدلاً من محاولة الحفاظ على المستشفى بأكمله بكامل طاقته أثناء انقطاع التيار الكهربائي، يمكن لأنظمة إدارة الطاقة إعطاء الأولوية للدوائر الحيوية. يسمح هذا الأسلوب باستخدام سعة البطارية المتوفرة في الأماكن الأكثر أهمية.

على سبيل المثال، يمكن للمستشفى تقسيم الطلب على الكهرباء إلى ثلاث فئات عريضة:

حماية السجلات الصحية الإلكترونية وبيانات المستشفى

تعتمد المستشفيات بشكل متزايد على الأنظمة الرقمية لسجلات المرضى، والاتصالات السريرية، والمعلومات المخبرية، وبيانات التصوير، والجدولة، والفواتير، وإدارة المرافق.

وبالتالي، تعد حماية الطاقة للخوادم ومعدات الشبكات ومراكز البيانات والبنية التحتية للاتصالات جزءًا مهمًا من التخطيط الاحتياطي لبطارية المنشأة الطبية.

يمكن أن يعمل تخزين البطارية مع أنظمة UPS والمولدات الاحتياطية لتقليل مخاطر الانقطاعات التي تؤثر على هذه الخدمات الرقمية. لا تحمي البطارية نفسها البيانات من كل فشل محتمل، ولكن الطاقة الكهربائية المستقرة جزء مهم من الحفاظ على توافر تكنولوجيا المعلومات.

كيف تستخدم المستشفيات BESS لضمان قوة موثوقة

تنقسم تطبيقات BESS للمستشفى عمومًا إلى فئتين: المرونة أثناء ظروف الشبكة غير الطبيعية وإدارة الطاقة أثناء التشغيل العادي.

تعد إمكانية الاستخدام المزدوج هذه أحد الاختلافات الرئيسية بين المولد الاحتياطي التقليدي ونظام تخزين الطاقة الحديث.

مفتاح تحميل فوري وانتقال سلس للطاقة

عندما تواجه إمدادات المرافق انقطاعًا أو اضطرابًا خطيرًا، يمكن لنظام البطارية الاستجابة بسرعة لدعم الأحمال المحددة، اعتمادًا على بنية النظام وعناصر التحكم.

يمكن أن تساعد هذه الاستجابة في سد الفترة التي تسبق وصول المولد إلى ظروف التشغيل المستقرة. يعتمد أداء النقل الدقيق على أجهزة الكمبيوتر، والمفاتيح الكهربائية، وتكوين UPS، واستراتيجية التحكم، وخصائص النظام الكهربائي للمستشفى.

بالنسبة للتطبيقات المهمة، لا ينبغي للمهندسين أبدًا أن يفترضوا أن نظام BESS وحده يوفر طاقة سلسة لكل جهاز طبي. يجب تقييم البنية الكهربائية الكاملة، بما في ذلك معدات النقل وأنظمة UPS وإعدادات الحماية ومتطلبات المعدات.

سد الفجوة أثناء تأخير بدء تشغيل المولد

أحد تطبيقات BESS الأكثر عملية في المستشفيات هو العمل جنبًا إلى جنب مع أسطول المولدات الحالي.

عند فقدان طاقة الشبكة، يمكن للبطارية دعم الأحمال المحددة أثناء تشغيل المولدات ومزامنتها. بمجرد تشغيل المولدات، يمكن لـ BESS تقليل إنتاجها أو الانتقال إلى وضع تشغيل آخر.

يؤدي هذا إلى إنشاء إستراتيجية نسخ احتياطي متعددة الطبقات:

• توفر شبكة المرافق الطاقة العادية.
• يستجيب BESS بسرعة عندما تتدهور ظروف الشبكة.
• UPS يحمي الأحمال الأكثر حساسية.
• يوفر المولد نسخة احتياطية لمدة أطول.
• تقوم وحدة التحكم microgrid بتنسيق الموارد المتاحة.

يمكن أن تساعد هذه البنية أيضًا في تقليل مقدار سعة المولد المطلوبة لسيناريوهات تشغيل معينة، على الرغم من أن أي تخفيض من هذا القبيل يجب أن يتم من خلال دراسة مفصلة للهندسة الكهربائية ومتطلبات الرعاية الصحية المعمول بها.

تكامل الشبكة الصغيرة من أجل مرونة الطاقة على المدى الطويل

يمكن لشبكة المستشفى الصغيرة أن تجمع بين BESS، والطاقة الشمسية الكهروضوئية، والمولدات، وطاقة المرافق، والأحمال التي يمكن التحكم فيها، وأدوات التحكم الذكية في نظام كهربائي منسق.

خلال الظروف العادية، يمكن للنظام تحسين استهلاك الطاقة وشحن البطارية. أثناء انقطاع التيار الكهربائي، يمكنه عزل المستشفى عن شبكة المرافق والحفاظ على الأحمال المحددة باستخدام التوليد المحلي المتاح والطاقة المخزنة.

على سبيل المثال، قام مركز ريتشموند الطبي التابع لشركة Kaiser Permanente بتنفيذ شبكة صغيرة تجمع بين الطاقة الشمسية الكهروضوئية وتخزين البطاريات والعاكسات الذكية وأجهزة التحكم في الشبكة الصغيرة ونظام النسخ الاحتياطي الحالي للديزل. يشتمل النظام على بطارية بقدرة 1 ميجاوات مع مساحة تخزين تبلغ 1 ميجاوات في الساعة، وقد تم تصميمه لدعم العمليات الحيوية أثناء انقطاع الشبكة.

وتُظهر المشاريع الأحدث أن شبكات المستشفيات الصغيرة تتجه أيضًا نحو أنظمة طاقة أكبر وأكثر تنوعًا. تقوم شركة Valley Children's Healthcare بتطوير شبكة صغيرة للمستشفيات تجمع بين 1.32 ميجاوات من الطاقة الشمسية الكهروضوئية، وخلية وقود بقدرة 2.2 ميجاوات، و1.4 ميجاوات من تخزين البطاريات، مع تصميم المشروع لتحسين المرونة مع تقليل تكاليف الطاقة والانبعاثات.

الفوائد المالية وتوفير التكاليف لمستشفى BESS

لا يلزم أن تظل وحدة تخزين البطاريات في المستشفى في وضع الخمول في انتظار انقطاع التيار الكهربائي التالي. ومع هيكل التعريفة الصحيح واستراتيجية التحكم، يمكن للبطارية نفسها المشاركة في إدارة الطاقة العادية.

يمكن أن يؤدي ذلك إلى تحسين الحالة الاقتصادية لنظام BESS لأن النظام يوفر قيمة أثناء حالات الطوارئ وأثناء العمليات اليومية في المستشفى.

حلاقة الذروة وإدارة حمل الطاقة

غالبًا ما يكون لدى المستشفيات طلب كبير على الكهرباء من أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، والمعدات الطبية، والإضاءة، والمضخات، والتبريد، وأنظمة تكنولوجيا المعلومات، وخدمات البناء الأخرى.

خلال فترات الطلب المرتفع، يمكن لـ BESS تفريغ الكهرباء المخزنة لتقليل كمية الطاقة المسحوبة من الشبكة. عندما ينخفض ​​الطلب، يمكن إعادة شحن البطارية.

تُعرف هذه الإستراتيجية عادةً باسم ذروة الحلاقة أو إدارة ذروة الطلب.

خفض رسوم ذروة الطلب على فواتير كهرباء المستشفيات

عندما تشمل تعريفات المرافق رسوم الطلب، فإن تقليل فترات الطلب الأعلى للمنشأة يمكن أن يؤدي إلى خفض تكاليف الكهرباء.

وتعتمد المنفعة المالية الفعلية بشكل كبير على تعرفة الكهرباء المحلية، وهيكل الطلب والشحن، وحجم البطارية، وجدول التشغيل، واستراتيجية التحكم. يجب أن تقارن دراسة الجدوى المناسبة بيانات الكهرباء الفاصلة التاريخية مع ملف تعريف تشغيل BESS المقترح.

على سبيل المثال، دعمت وزارة الطاقة الأمريكية مشروعًا في المركز الطبي بسان فرانسيسكو فرجينيا يتضمن محطة طاقة أساسية مخططة بقدرة 4 ميجاوات/16 ميجاوات في الساعة. يهدف المشروع إلى تحويل استخدام الطاقة بعيدًا عن فترات الذروة مع دعم أهداف الطاقة الأوسع للمنشأة أيضًا.

توليد الإيرادات من خلال خدمات دعم الشبكة

في بعض أسواق الكهرباء، يمكن أن يشارك تخزين الطاقة في خدمات الشبكة مثل تنظيم التردد، أو الاستجابة للطلب، أو برامج المرافق الأخرى.

وتعتمد قدرة المستشفى على المشاركة على قواعد السوق المحلية، ومتطلبات الربط البيني، وبرامج المرافق، والأولويات التشغيلية للمستشفى. ونظرًا لأن سلامة المرضى تأتي في المقام الأول، فلا ينبغي أبدًا للعمليات المدرة للدخل أن تؤثر على القدرة الاحتياطية المطلوبة لظروف الطوارئ.

السلامة من الحرائق والاعتبارات التنظيمية للرعاية الصحية BESS

تعد السلامة أحد أهم الاعتبارات عند تركيب مخزن طاقة البطارية داخل منشأة الرعاية الصحية أو بالقرب منها.

تتمتع المستشفيات بإشغال مرتفع وعمليات حساسة ومتطلبات إخلاء معقدة وإجراءات صارمة لإدارة المرافق. ولذلك يحتاج تصميم BESS إلى معالجة كل من الأداء الكهربائي والسلامة من الحرائق منذ بداية المشروع.

التحكم في الانفلات الحراري ومنع الانتشار

يمكن أن تتعرض بطاريات الليثيوم أيون للانفلات الحراري في ظل ظروف فشل معينة. يتضمن نظام BESS المصمم بشكل صحيح طبقات متعددة من الحماية، بما في ذلك المراقبة على مستوى الخلية، وضوابط إدارة البطارية، والإدارة الحرارية، وأجهزة الحماية، وتصميم العلبة، والكشف، والتدابير المناسبة لتخفيف الحرائق.

يعد اختبار الحرائق وتقييم السلامة على مستوى النظام أمرًا مهمًا أيضًا. يتناول معيار NFPA 855 منشآت تخزين الطاقة الثابتة ويتضمن الاعتبارات المتعلقة بالحماية من الحرائق، والانفلات الحراري، والكشف عن الغاز، والتهوية، والتحكم في الانفجارات، والفصل، والاستجابة لحالات الطوارئ.

متطلبات إدارة الغازات السامة وتنفيسها

يمكن لحوادث البطارية أن تولد غازات تتطلب دراسة متأنية في تصميم النظام. اعتمادًا على تقنية البطارية وتكوين التثبيت، قد يحتاج المهندسون إلى تقييم إجراءات اكتشاف الغاز والتهوية ومسارات العادم وتخفيف الضغط وإجراءات الاستجابة للطوارئ.

هذه المتطلبات ليست مجرد قرارات على مستوى المنتج. ويمكن أن تعتمد على كيمياء البطارية، والغلاف، وموقع التثبيت، وسعة النظام، وتكوين المبنى، ورمز الحريق المحلي، والسلطة ذات الاختصاص القضائي.

الامتثال لمعايير NFPA وقوانين البناء المحلية

يجب تصميم مشاريع BESS الخاصة بالمستشفى وفقًا للقوانين والمعايير المطبقة على موقع المشروع وتكوين النظام.

في الولايات المتحدة، يعد NFPA 855 وNFPA 70 مرجعين مهمين لتخزين الطاقة الثابتة والتركيبات الكهربائية. قد تكون المعايير والشهادات الأخرى، بما في ذلك معايير واختبارات UL المطبقة مثل UL 9540 وUL 9540A، ذات صلة أيضًا اعتمادًا على تصميم النظام.

تؤكد إرشادات NFPA على التثبيت المؤهل، والمعدات المدرجة، والتصميم المتوافق مع التعليمات البرمجية، والتشغيل، والصيانة، والتخطيط للاستجابة لحالات الطوارئ، والنظر في موقع النظام وفصله.

بالنسبة للمشاريع الدولية، يجب أيضًا مراجعة القوانين الكهربائية المحلية ولوائح مكافحة الحرائق ومتطلبات مرافق الرعاية الصحية وقواعد ربط الشبكة ومتطلبات الشهادات قبل اختيار المعدات.

العوامل الأساسية لاختيار BESS المناسب لمستشفىك

لا يوجد حجم BESS واحد يناسب كل مستشفى. يجب أن يتم تصميم النظام الصحيح حول الأحمال الكهربائية الفعلية للمنشأة، وسيناريوهات الانقطاع، ومدة النسخ الاحتياطي المطلوبة، والبنية التحتية الحالية للطاقة في حالات الطوارئ، والأهداف الاقتصادية.

تحديد حجم سعة الطاقة للأحمال الطبية الأساسية

يجب أن يبدأ تحديد حجم BESS بالأحمال التي يحتاج المستشفى فعليًا إلى صيانتها.

يمكن التعبير عن حساب الطاقة البسيط على النحو التالي:

طاقة البطارية المطلوبة ≈ طاقة التحميل الحرجة × مدة النسخ الاحتياطي المطلوبة ÷ كفاءة النظام

على سبيل المثال، إذا احتاج المستشفى إلى الحفاظ على 500 كيلوواط من الأحمال الحرجة المحددة لمدة ساعتين، فإن متطلبات الحمل النظري هي 1 ميغاواط في الساعة. يجب أن تكون سعة لوحة البطارية الفعلية أعلى بعد مراعاة كفاءة العاكس، ونطاق حالة الشحن القابل للاستخدام، ومتطلبات الاحتياطي، ودرجة الحرارة، والتدهور، وخسائر النظام الأخرى.

ينبغي أيضًا تقييم سعة الطاقة وقدرة الطاقة بشكل منفصل. قد يحتاج المستشفى إلى طاقة فورية عالية ولكن مدة احتياطية قصيرة نسبيًا، أو طاقة معتدلة لعدة ساعات.

تقييم كيمياء البطارية: الليثيوم أيون مقابل البدائل غير القابلة للاشتعال

تستخدم بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد (LFP) على نطاق واسع في تخزين الطاقة الثابتة الحديثة بسبب مزيجها من كثافة الطاقة وأداء الدورة وخصائص السلامة مقارنة ببعض كيمياء أيونات الليثيوم الأخرى.

ومع ذلك، لا ينبغي تفسير كلمة "آمنة" على أنها "خالية من المخاطر". تحتاج أي تقنية للبطاريات إلى هندسة النظام المناسبة والمراقبة والحماية والتركيب وإجراءات الطوارئ.

يمكن للمستشفيات أيضًا تقييم تقنيات البطاريات البديلة، خاصة عندما يكون التخزين طويل الأمد، أو إدارة مخاطر الحرائق، أو قيود الموقع المحددة أمرًا مهمًا. على سبيل المثال، تم تصميم مشروع الشبكة المرنة لتخزين الطاقة في مستشفيات الأطفال التابعة لوزارة الطاقة الأمريكية حول نظام تخزين طاقة طويل الأمد لا يحتوي على أيون الليثيوم بقدرة مخططة تصل إلى 3.3 ميجاوات لمدة 10 ساعات على الأقل.

ولذلك فإن أفضل كيمياء تعتمد على المتطلبات الفنية للمشروع وليس على مواصفات عالمية واحدة.

دعم البائعين، والاختبار، وبروتوكولات الصيانة طويلة الأجل

بالنسبة لتطبيقات الرعاية الصحية، نادرًا ما يكون شراء خزانة البطارية بناءً على السعر كافيًا. يجب على مشغلي المستشفيات ومقاولي EPC تقييم النظام الكامل وقدرة المورد على دعمه طوال عمره التشغيلي.

تشمل نقاط التقييم المهمة ما يلي:

• كيمياء البطاريات وتصنيع الخلايا.
• سعة الطاقة القابلة للاستخدام وتصنيف الطاقة المستمر.
• افتراضات تدهور البطارية وشروط الضمان.
• نطاق درجة حرارة التشغيل والإدارة الحرارية.
• توافق BMS، EMS، PCS، ووحدة تحكم microgrid.
• تصميم أنظمة الكشف عن الحرائق وإخمادها والتهوية والإغلاق في حالات الطوارئ.
• شهادات المنتج المطبقة وتقارير الاختبار.
• المراقبة عن بعد وتشخيص الأخطاء.
• إجراءات التكليف واختبار القبول.
• توافر قطع الغيار والدعم الفني.
• متطلبات الصيانة الوقائية.
• نهاية العمر واستراتيجية استبدال البطارية.

تؤكد NFPA أيضًا على التشغيل والصيانة والتفتيش وإجراءات سلامة العمال وتخطيط وقف التشغيل باعتبارها أجزاء مهمة من دورة حياة منشأة تخزين الطاقة.

مستشفى BESS هو أكثر من مجرد نسخة احتياطية في حالات الطوارئ

إن الحجة الأقوى لتخزين الطاقة في المستشفيات ليست مجرد أن البطاريات يمكن أن توفر طاقة احتياطية. يمكن لـ BESS المصمم جيدًا أن يخدم العديد من الوظائف على مدار العام.

• المرونة في حالات الطوارئ:الحفاظ على الأحمال الحرجة المحددة أثناء انقطاع الشبكة.
• استجابة سريعة للطاقة:الاستجابة بسرعة للتغيرات في ظروف الشبكة.
• دعم المولدات:سد عملية الانتقال أثناء تشغيل المولدات واستقرارها.
• حلاقة الذروة:تقليل الطلب على الكهرباء خلال فترات ارتفاع التكلفة.
• التكامل الشمسي:تخزين توليد الطاقة الشمسية الزائدة لاستخدامها لاحقا.
• تشغيل الشبكة الصغيرة:مساعدة المستشفى على العمل بشكل مستقل عن شبكة المرافق عند الحاجة.
• إدارة الطاقة:تحسين وقت تخزين الكهرباء واستهلاكها.

ولهذا السبب، ينبغي النظر إلى نظام دعم الطاقة (BESS) في المستشفى باعتباره جزءًا من استراتيجية أوسع نطاقًا لمرونة الطاقة وليس مجرد بديل لمولد الديزل.

أسئلة متكررة حول مستشفى BESS

لماذا تحتاج المستشفيات إلى BESS إذا كان لديها بالفعل مولدات؟

يمكن أن يستجيب BESS بشكل أسرع بكثير من المولدات التقليدية، مما يساعد في الحفاظ على الأحمال الحرجة أثناء تشغيل المولدات. ويمكنه أيضًا تقليل الطلب في أوقات الذروة، ودمج الطاقة الشمسية، ودعم تشغيل الشبكة الصغيرة للمستشفيات خلال الظروف العادية.

ما الفرق بين مستشفى BESS و UPS؟

تم تصميم UPS بشكل أساسي لتوفير طاقة مستمرة ومكيفة للمعدات الحساسة. يوفر نظام BESS عادةً تخزينًا للطاقة على نطاق واسع للطاقة الاحتياطية، والحلاقة القصوى، والتكامل الشمسي، وتطبيقات الشبكات الصغيرة. يجوز للمستشفيات استخدام كلا النظامين معًا.

ما مقدار سعة تخزين البطارية التي يحتاجها المستشفى؟

تعتمد السعة المطلوبة على الحمل الحرج ومدة النسخ الاحتياطي وقدرة المولد ومتطلبات التشغيل. يجب أن يأخذ حجم BESS في الاعتبار كلاً من إنتاج الطاقة بالكيلوواط وسعة الطاقة القابلة للاستخدام بالكيلوواط ساعة أو ميجاوات ساعة.

هل يمكن لـ BESS توفير طاقة احتياطية أثناء انقطاع المستشفى لفترة طويلة؟

نعم، ولكن يعتمد وقت تشغيل البطارية على سعة النظام والحمل الحرج للمستشفى. بالنسبة للانقطاعات الممتدة، غالبًا ما يتم دمج نظام BESS مع المولدات والطاقة الشمسية الكهروضوئية لتوفير مرونة طاقة طويلة الأمد.

ما الذي يجب على المستشفيات مراعاته عند اختيار BESS؟

تشمل العوامل الرئيسية كيمياء البطارية، وسعة الطاقة والطاقة، والسلامة من الحرائق، والشهادات، وتوافق UPS والمولدات، والمراقبة، والصيانة، والمتطلبات الكهربائية المحلية ومتطلبات كود البناء.

تذكير ودية

أصبحت أنظمة تخزين طاقة البطارية عنصرًا مهمًا في البنية التحتية الحديثة للطاقة في مجال الرعاية الصحية. تحتاج المستشفيات إلى كهرباء موثوقة ليس فقط من أجل الإضاءة في حالات الطوارئ وتشغيل المرافق الأساسية، ولكن أيضًا من أجل المعدات الطبية الحيوية، ومراقبة المرضى، والاتصالات، وأنظمة البيانات، والتبريد، والتهوية، وغيرها من الخدمات الأساسية.

يمكن لنظام النسخ الاحتياطي للبطارية في المنشأة الطبية المصمم بشكل صحيح أن يستجيب بسرعة لانقطاعات الشبكة، ويدعم الأحمال الحرجة، وفترات بدء تشغيل مولدات الجسور، ويشكل جزءًا من شبكة صغيرة أكبر للمستشفى. أثناء التشغيل العادي، يمكن لنظام BESS نفسه أن يقلل من ذروة الطلب، ويدمج الطاقة المتجددة، ويحسن إدارة الطاقة.

تم تصميم مشاريع BESS الأكثر فعالية للمستشفيات حول الأحمال الحرجة الفعلية للمنشأة ومتطلبات التشغيل. يجب أخذ سعة البطارية، والطاقة العاكسة، ومدة النسخ الاحتياطي، وتكامل UPS، وتنسيق المولد، والحماية من الحرائق، والأكواد المحلية، والصيانة طويلة المدى معًا في الاعتبار.

مع استمرار مرافق الرعاية الصحية في السعي لتحقيق مرونة أكبر في استخدام الطاقة وبنية تحتية أكثر كفاءة، يمكن أن يوفر تخزين الطاقة في المستشفيات أساسًا مرنًا للجمع بين الطاقة الاحتياطية الموثوقة وإدارة الطاقة اليومية.