ما هي بنية نظام تخزين الطاقة؟

2025-06-16

تشير بنية نظام تخزين الطاقة إلى الطريقة التي يتم بها دمج كل مكون في نظام تخزين الطاقة الكامل. لاستخدام تشبيه غير مناسب، على سبيل المثال، بناء منزل يتكون من الطوب وألواح الأرضيات والسلالم والنوافذ وما إلى ذلك، ولكن المنازل ذات التصاميم المختلفة لها مظاهر ومساحات داخلية ووظائف استخدام مختلفة، مما يعني أنه يتم استخدام أساليب بناء مختلفة. أنظمة تخزين الطاقة لها أربعة أشكال وفقا لبنيات مختلفة: سلسلة، مركزية، موزعة، ومعيارية. سوف يقدمهم Bonada واحدًا تلو الآخر أدناه.

1. سلسلة تخزين الطاقة

(1) هيكل نظام تخزين الطاقة السلسلة

يعتمد تخزين الطاقة المتسلسلة على تصميم معياري ويتكون من عدة وحدات تخزين طاقة ذات سعة أصغر. تم تجهيز كل وحدة تخزين طاقة بنظام مستقل لإدارة البطارية (BMS) ومحول تخزين الطاقة (PCS) الذي يمكن التحكم فيه وإدارته بشكل مستقل. هذا التصميم يجعل النظام مرنًا للغاية وقابلاً للتطوير. تمامًا كما يمكننا الجمع بحرية بين وحدات البناء وفقًا للاحتياجات لبناء مباني ذات أشكال وأحجام مختلفة، يمكن لأنظمة تخزين الطاقة المتسلسلة أيضًا تكوين السعة بمرونة وفقًا للاحتياجات الفعلية، ويمكنها التكيف بسهولة مع التطبيقات بدءًا من تخزين الطاقة المنزلية الصغيرة الحجم إلى تطبيقات تخزين الطاقة الصناعية والتجارية واسعة النطاق.

(2) مزايا تخزين الطاقة الخيطية

ميزة 1: مرونة عالية. يمكنه تكوين النظام وتوسيعه بمرونة وفقًا للطلب الفعلي على الطاقة وظروف الموقع. على سبيل المثال، في بعض الأماكن التجارية الصغيرة، يكون حمل الطاقة الأولي صغيرًا. ومع تطور الأعمال، يزداد الطلب على الطاقة. يمكن لنظام تخزين الطاقة المتسلسلة إضافة وحدات تخزين الطاقة بسهولة لتحقيق توسيع السعة.

ميزة 2: سلامة عالية. نظرًا لأن كل مجموعة بطارية تتحكم في الشحن والتفريغ بشكل منفصل، يتم تجنب ظاهرة الدوران الناتجة عن عمق التفريغ غير المتناسق بين مجموعات البطاريات المختلفة، مما يقلل بشكل فعال من خطر ارتفاع درجة حرارة البطارية والنار. في نفس الوقت، نظام الإدارة الحرارية الفعال المعتمد يمكن أن يضمن تجانس جيد لدرجة الحرارة بين البطاريات، مما يزيد من عمر خدمة البطارية.

ميزة 3: سهل النقل والتركيب. الخزانة المفردة صغيرة الحجم وخفيفة الوزن، مما يجعلها مريحة للنقل والتركيب في الموقع. إنها مناسبة بشكل خاص لسيناريوهات التطبيق ذات التضاريس المعقدة أو التوزيع متعدد النقاط. على سبيل المثال، في بعض مشاريع الطاقة الموزعة في المناطق الجبلية أو النائية، يمكن لتخزين الطاقة التسلسلية أن يتعامل بسهولة مع ظروف التضاريس المعقدة ويحقق التركيب والنشر السريع.

(3) سيناريوهات تطبيق تخزين طاقة السلسلة

يحتوي تخزين الطاقة المتسلسلة على مجموعة واسعة من التطبيقات في العديد من المجالات. على جانب المستخدم الصناعي والتجاري: يمكن أن يساعد المؤسسات على تحقيق تحويل الحمل الأقصى وتحويل الحمل في الوادي، وخفض تكاليف الكهرباء؛ في مجال تخزين الطاقة المشتركة: تتيح مرونة تخزين الطاقة المتسلسلة وقابلية التوسع لها تلبية احتياجات المستخدمين المختلفين بشكل أفضل؛ من حيث توزيع الطاقة الجديدة وتخزينها: يمكن لتخزين الطاقة التسلسلية أن يحل بشكل فعال المشاكل المتقطعة والمتقلبة لتوليد الطاقة المتجددة وتحسين قدرة الشبكة على استيعاب الطاقة المتجددة.

2. تخزين الطاقة مركزيا

(1) هيكل نظام تخزين الطاقة المركزي

عادةً ما يعتمد تخزين الطاقة المركزي طريقة تجميع من نوع الحاوية، بسعة كبيرة وحجم لجهاز واحد. هيكل نظامها هو أن بطاريات الحزمة متصلة في سلسلة لتشكيل مجموعة بطاريات، ويتم توصيل مجموعات بطاريات متعددة بالتوازي على جانب التيار المستمر، ثم يتم دمجها في عاكس تخزين الطاقة لتحويلها إلى طاقة تيار متردد، والتي يتم توصيلها بعد ذلك بالشبكة بعد ترقيتها بواسطة محول. يشبه هذا الهيكل تقارب العديد من الروافد الصغيرة في نهر كبير.

(2) مزايا وعيوب تخزين الطاقة المركزي

المزايا: منطق التحكم بسيط. نظرًا لأن حزم البطاريات متصلة مباشرة في سلسلة لتكوين مجموعة بطاريات، ثم يتم توصيلها بالتوازي مع PCS كبيرة على جانب التيار المستمر، فإن هذا الهيكل يجعل نظام التحكم بسيطًا نسبيًا وسهل الإدارة والصيانة. وفي الوقت نفسه، التكلفة الأولية منخفضة. نظرًا لبنيتها البسيطة وقدرتها على تحقيق عمليات شراء واسعة النطاق وإدارة مركزية، يمكن تقليل تكلفة البناء والتشغيل والصيانة الأولية.

العيوب: تأثير البرميل واضح. جميع وحدات البطارية متصلة بالتوازي. يعتمد العمر الإجمالي للنظام على وحدة البطارية ذات الأداء الأسوأ. وجود عدم تناسق في عمق التفريغ بين مجموعات البطاريات المختلفة مما يؤدي إلى الدوران مما يؤثر بدوره على كفاءة الشحن والتفريغ وقد يسبب مخاطر على السلامة. وبالإضافة إلى ذلك، فإن عملية التشغيل والصيانة معقدة. بمجرد حدوث الفشل، عادةً ما يُطلب من الموظفين المحترفين التواجد في الموقع لتصحيح الأخطاء والصيانة، مما يزيد من وقت التوقف عن العمل وتكاليف التشغيل والصيانة.

3. تخزين الطاقة الموزعة

(1) هيكل تخزين الطاقة الموزعة

تخزين الطاقة الموزعة هو تركيب أنظمة تخزين الطاقة بطريقة لا مركزية عند نهاية استهلاك الطاقة أو جانب شبكة الطاقة لتحقيق التوازن بين العرض والطلب على الطاقة وتحسين استقرار شبكة الطاقة.

(2) خصائص تخزين الطاقة الموزعة

يتمتع تخزين الطاقة الموزع بمرونة كبيرة ويمكن تهيئته بمرونة حسب الطلب لزيادة أو تقليل سعة تخزين الطاقة. إنها مستدامة ويمكن أن تحقق استخدامًا أكثر كفاءة للطاقة من خلال دمجها مع الطاقة المتجددة. مع القدرة على تقليل ضغط الشبكة، يمكن لأنظمة تخزين الطاقة الموزعة دعم الشبكة خلال ساعات الذروة وتقليل ضغط الشبكة، تمامًا كما هو الحال خلال ساعات الذروة المرورية، يمكن للعديد من الطرق الصغيرة تشتيت تدفق حركة المرور على الطرق الرئيسية. يمكنه أيضًا تحسين جودة استهلاك الكهرباء وتزويد المستخدمين بمصدر طاقة أكثر استقرارًا وموثوقية من خلال القضاء على انحرافات التردد وتقليل تقلبات الجهد.

4. وحدات تخزين الطاقة

(1) خصائص تخزين الطاقة المعيارية

كما يوحي الاسم، يعتمد تخزين الطاقة المعياري مفاهيم تصميم معيارية متقدمة لتحليل نظام تخزين الطاقة إلى وحدات موحدة متعددة. تحتوي هذه الوحدات على هيكل موحد يسهل تجميعه وتفكيكه بسرعة. تحتوي كل وحدة على مكونات مثل البطاريات، ونظام إدارة المباني، وأجهزة الكمبيوتر، وما إلى ذلك، تمامًا مثل نظام تخزين الطاقة الصغير ذي الوظائف المستقلة. يمكن للمستخدمين اختيار وحدات الشحن الكهروضوئية، ووحدات التبديل المتصلة بالشبكة وخارجها، ومحولات تردد الطاقة والمكونات الأخرى بمرونة وفقًا للاحتياجات الفعلية. يمكّن هذا التصميم النظام من تخصيص هيكل الخزانة المتكاملة للنظام وقنوات الهواء وبروتوكولات الاتصال الخاصة بـ BMS وEMS وفقًا للاحتياجات وحزمة العميل الخاصة، مما يحقق التخصيص الشخصي حقًا.

(2) استكشاف تطبيقات تخزين الطاقة المعيارية

تخزين الطاقة المعياري له آفاق تطبيق واسعة في العديد من المجالات. في سيناريو تخزين الطاقة الشمسية وشحنها، يمكن دمجها مع مرافق توليد الطاقة والشحن بالطاقة الشمسية لتحقيق الاستخدام الفعال والتكوين الأمثل للطاقة. يلعب تخزين الطاقة المعياري أيضًا دورًا مهمًا في تطبيقات تخزين الطاقة على مستوى شبكة الطاقة ومحطة الطاقة. في تطبيق تخزين الطاقة للمحطات الأساسية، يمكن لأنظمة تخزين الطاقة المعيارية توفير إمدادات طاقة مستقرة للمحطات الأساسية وحل مشكلة صعوبات إمدادات الطاقة للمحطات الأساسية في المناطق النائية.

ما الذي تشير إليه محطة توليد الطاقة لتخزين الطاقة بقدرة 500 ميجاوات/1000 ميجاوات في الساعة على وجه التحديد؟

وحدة التحكم بالشحن بالطاقة الشمسية MPPT: مبدأ العمل وفوائد الكفاءة

مقالات لها صلة