مقدمة: فهم القوة الكامنة وراء تخزين الطاقة
نظرًا لتزايد أهمية موثوقية الطاقة في عالم اليوم المتصل بالشبكة والقائم على الطاقة المتجددة, أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) برزت كعوامل تمكين رئيسية للمرونة والاستقرار والفعالية من حيث التكلفة. وسواء تم استخدامها في المرافق التجارية أو المناطق الصناعية أو مشاريع الطاقة المتجددة، فإن نظام BESS يسمح بتخزين الطاقة وإرسالها عند الحاجة إليها بالضبط. ولكن كيف تعمل بالضبط؟ دعونا نستكشف أساسيات ومكونات ووظائف تكنولوجيا BESS الحديثة.
ما هي أساسيات نظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS)؟
نظام BESS هو نظام يخزن الكهرباء في بطاريات ويقوم بتفريغها عندما يصل الطلب إلى ذروته أو عند انقطاع إمدادات الشبكة. وهو يعمل بشكل مشابه لخزان المياه: تتدفق الكهرباء إلى الداخل (الشحن)، ويتم تخزينها (في شكل كيميائي)، ثم تتدفق إلى الخارج (التفريغ) لدعم الأحمال.
يتم استخدام حلول BESS الحديثة بشكل متزايد من أجل:
-
خفض الذروة وإدارة الطلب
-
تكامل الطاقة المتجددة
-
طاقة احتياطية للطوارئ
-
تنظيم التردد والجهد الكهربائي
المكونات الرئيسية لنظام BESS
يتكون نظام BESS القياسي من المكونات الأساسية التالية:
-
وحدات البطارية: وحدات تخزين الطاقة الأساسية (غالبًا ما تكون ليثيوم أيون أو LiFePO₄)
-
نظام إدارة البطارية (BMS): تراقب جهد الخلية ودرجة حرارتها وصحتها
-
العاكس/ نظام تحويل الطاقة (Inverter/PCS): تحويل التيار المستمر إلى تيار متردد والعكس بالعكس
-
نظام إدارة الطاقة (EMS): يتحكم في استراتيجية الإرسال، ويراقب تفاعلات الشبكة
-
أنظمة التبريد: يحافظ على درجات حرارة التشغيل الآمنة (الهواء أو السائل)
-
ضميمة/خزانة: يحمي المكونات من المخاطر البيئية
الأنواع الرئيسية لـ BESS على أساس التطبيق والتكنولوجيا
يمكن تصنيف BESS بطرق متعددة، ولكن هناك ثلاثة فروق أساسية هي:
-
FTM (مقدمة العداد): أنظمة واسعة النطاق تدعم شبكات المرافق العامة
-
BTM (خلف العداد): مثبتة في مواقع تجارية أو سكنية
-
الأنظمة الهجينة: مقترنة بتوليد الطاقة المتجددة (على سبيل المثال، الطاقة الشمسية + التخزين)
من حيث الكيمياء
-
ليثيوم أيون (ليثيوم أيون): كثافة طاقة عالية، استجابة سريعة
-
LiFePOPO₄ (LFPP): تعزيز السلامة والاستقرار الحراري
-
بطاريات التدفق: تفريغ طويل الأمد، مناسب للتطبيقات الثابتة
كيف يتم تخزين الطاقة وتفريغها في نظام تخزين وتفريغ الطاقة في نظام تخزين الطاقة الكهربائية؟
تشمل الدورة التشغيلية لـ BESS ما يلي:
-
مرحلة الشحن: يتم تحويل الطاقة الكهربائية من الشبكة أو الألواح الشمسية أو المولدات إلى تيار مستمر وتخزينها في خلايا البطارية.
-
مرحلة الخمول/المراقبة: يراقب النظام حالة الشحن ودرجة الحرارة ومحفزات الطلب.
-
مرحلة التفريغ: عند اللزوم، يتم تحويل طاقة التيار المستمر المخزنة إلى تيار متردد وتوصيلها إلى الأحمال أو إعادتها إلى الشبكة.
وعادةً ما تكون هذه الأنظمة قابلة للبرمجة للشحن عندما تكون الكهرباء رخيصة الثمن والتفريغ أثناء ذروة الأسعار أو انقطاعها.
فهم دور العاكسات في نظام العاكسات في نظام بيس
العاكس - أو نظام تحويل الطاقة (PCS) - هو الجسر بين الطاقة المخزنة والطاقة القابلة للاستخدام. وهو يقوم بـ
-
تحويل التيار المستمر إلى تيار متردد (التفريغ إلى الشبكة أو الحمل)
-
تحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر (الشحن من الشبكة أو الطاقة الكهروضوئية)
-
تنظيم الجهد والتردد
-
المزامنة مع معايير الشبكة
كما تتيح العاكسات المتقدمة أيضاً دعم الطاقة التفاعلية ووظائف الجزر.
كيف يتم شحن نظام BESS من الشبكة أو الطاقة الشمسية؟
تختلف طرق الشحن حسب الإعداد:
-
من الشبكة: رسوم BESS في غير أوقات الذروة (أسعار منخفضة)
-
من الطاقة الشمسية أو الرياح: يتم تخزين فائض التوليد المتجدد الزائد أثناء النهار
-
من مولدات الديزل: تُستخدم في الشبكات الكهربائية الصغيرة لإضافة نسخة احتياطية
يضمن برنامج EMS الذكي الشحن الأمثل بناءً على جداول التعريفة وتوقعات الطقس والطلب على النظام.
هل عملية BESS صاخبة أم هادئة؟
تعمل معظم وحدات BESS بهدوء.
-
الوحدات السكنية/المنزلية: عادةً <50 dB (similar to a refrigerator)
-
بيس الصناعي: قد تصدر ضوضاء من المروحة أو دوران سائل التبريد، ولكنها تظل أهدأ من مولدات الديزل
عادةً ما تكون أنظمة BESS المبردة بالسائل أكثر هدوءًا من أنظمة تبريد الهواء.
هل نظام BESS AC أم DC؟
-
داخلياً: تقوم خلايا البطارية بتخزين الطاقة كـ التيار المباشر (DC)
-
خارجياً: من خلال العاكس، فإنه يتفاعل مع الشبكة أو الأحمال على النحو التالي التيار المتردد (AC)
تقدم بعض الأنظمة الهجينة مقترنة بالتيار المستمر حلول لكفاءة الطاقة الشمسية + التخزين.
كيف يتصل نظام BESS ويتفاعل مع الشبكة؟
يمكن لـ BESS التوصيل
-
مباشرة إلى الشبكة (FTM) لتقديم الخدمات الإضافية
-
خلف العداد (BTM) لدعم الأحمال الداخلية وتقليل الاعتماد على الشبكة
-
عبر العاكسات الهجينة في أنظمة الطاقة الشمسية + التخزين
تتم إدارة تكامل الشبكة الذكية عبر بروتوكولات نظم الإدارة البيئية والعاكس (على سبيل المثال، Modbus وIEC 61850).
كيف يمكن لنظام BESS توليد الإيرادات؟
يمكن أن توفر BESS تدفقات إيرادات متعددة:
-
ذروة الحلاقة: خفض فواتير الكهرباء عن طريق تجنب رسوم الطلب العالي
-
مراجحة الطاقة: شراء الكهرباء بسعر رخيص وبيعها أو استخدامها عند ارتفاع الأسعار
-
خدمات الشبكة: تنظيم التردد، واحتياطيات السعة (في الأسواق غير المنظمة)
-
الطاقة الاحتياطية: تجنب فقدان استمرارية العمل أو تلف المنتج
يمكن أن يحقق نظام BESS ذو الحجم المناسب مردودًا في 2-5 سنوات، حسب حالة الاستخدام.
الفوائد الرئيسية لأنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات
-
انخفاض تكاليف الكهرباء
-
استقلالية الطاقة والحماية من انقطاع التيار الكهربائي
-
استخدام أفضل للطاقة المتجددة
-
دعم استقرار الشبكة
-
الاستمرارية التشغيلية للمرافق الحيوية
-
انخفاض البصمة الكربونية
ما أهمية بيس في مشهد الطاقة اليوم؟
مع تزايد الطلب على الكهرباء وتزايد هشاشة الشبكات الكهربائية، فإن القدرة على تخزين الطاقة محليًا ونشرها على الفور أصبحت حاسمة. من مراكز البيانات إلى مزارع الألبان والمستشفيات إلى المنازل، أصبح نظام بيس الآن جزءًا من التحول العالمي نحو أنظمة طاقة أكثر مرونة ونظافة وذكاءً.
الخلاصة: بيس باعتباره العمود الفقري لمرونة الطاقة
لم تعد أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات بنية تحتية متخصصة، بل أصبحت أساسية في طريقة عمل أنظمة الطاقة الحديثة.
سواء أكنت مدير منشأة أو مطور مشروع طاقة متجددة أو مالك منزل، فإن فهم كيفية عمل نظام دعم الطاقة المتجددة - وما يمكن أن يقدمه لعملياتك - هو المفتاح لإعداد استراتيجية الطاقة الخاصة بك في المستقبل.
استكشف حلول بطاريات PKNERGY القابلة للتطوير والمعتمدة وعالية الأداء لتتعرف كيف يمكن لأنظمة البطاريات القابلة للتطوير والمعتمدة وعالية الأداء أن تمد أعمالك بالطاقة في المستقبل.
توفير المال وحماية البيئة
تساعدك شركة PKNERGY على تقليل فواتير الطاقة الخاصة بك لتخزين الطاقة الشمسية في منزلك، وتخزين الطاقة الشمسية لاستخدامها في أي وقت - في الليل أو أثناء انقطاع التيار الكهربائي.
AR 
EN 
ES 
DE 
PT 
KU 
ID 
RU 
SL 
KO 
FR 
IT 
BG 
NL 
CS 