قد تُنتج محطة الطاقة الشمسية كمية من الكهرباء في منتصف النهار تفوق قدرة الشبكة أو الأحمال المحلية على استيعابها. يتيح لك تخزين الطاقة في البطاريات نقل هذه الطاقة إلى وقت لاحق، وتخفيف تقلبات الطاقة، وتقليل انقطاع الطاقة الشمسية، ودعم استقرار الشبكة. السؤال التصميمي الرئيسي هو: أين يجب تركيب البطاريات؟ هل تختار حاوية تخزين طاقة جاهزة الصنع أم تُنشئ مبنى مخصصًا للبطاريات؟
وونفولت تُطوّر الشركة حلولاً للطاقة الشمسية وتخزين الطاقة للمشاريع الصناعية والتجارية ومشاريع المرافق العامة. تأسست عام ٢٠١٦، وتمتلك الشركة قدرة إنتاجية تبلغ ١.٢ جيجاواط من الألواح الشمسية و٢.٥ جيجاواط/ساعة من بطاريات الليثيوم. تشمل خدماتها دراسة الموقع، وتصميم النظام، والتشغيل، والتدريب التقني. يعتمد اختيار الحاوية المناسبة على حجم المصنع، والمناخ، وربط الشبكة، وجدول التشغيل، وخطة التوسع.
ما الفرق بين حاوية تخزين الطاقة بالبطاريات ومبنى البطاريات؟
يمكن استخدام بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم في كلا الخيارين، بالإضافة إلى نظام إدارة البطاريات، ونظام تحويل الطاقة، ونظام إدارة الطاقة، ونظام التحكم في درجة الحرارة، ونظام الحماية من الحرائق. ويكمن الاختلاف في كيفية تغليف هذه الأنظمة واختبارها وتركيبها وصيانتها.
حاوية BESS
حاوية نظام تخزين الطاقة بالبطاريات عبارة عن هيكل مُسبق الصنع يُمكنه دمج رفوف البطاريات، والحماية الكهربائية، ومعدات العاكس، والتبريد، وأنظمة إخماد الحرائق، والتهوية، والمراقبة، والاتصالات. يتم إنجاز معظم عمليات التجميع والاختبار قبل الشحن، مما يُقلل من عدد عمليات الربط التي يجب إتمامها في محطة الطاقة الشمسية.
عادةً ما تقسم الأنظمة المتكاملة الحاوية إلى قسمين: قسم البطاريات وقسم الكهرباء. يحتوي قسم البطاريات على وحدات البطاريات، وأنظمة التبريد والتهوية، وأنظمة الحماية من الحرائق. أما قسم الكهرباء، فيمكن أن يحتوي على معدات نظام التحكم في الطاقة، وأجهزة التوزيع، والموصلات، وقواطع الدائرة، وأجهزة الاتصالات.
بناء البطاريات
مبنى البطاريات هو هيكل دائم مصمم حول نظام التخزين. يتم تركيب البطاريات وغرف الكهرباء ومعدات التبريد ومناطق مكافحة الحرائق ومسارات الكابلات وممرات الوصول كجزء من مشروع بناء مخصص.
ستحصل على مزيد من الحرية في تنظيم مساحة الخدمة والمعدات، ولكن سيتعين عليك تنسيق المزيد من أعمال الهندسة المدنية والكهربائية والميكانيكية والسلامة والبرمجيات. أي تغيير في التصميم قد يؤثر على العديد من المقاولين ويؤدي إلى تمديد الجدول الزمني للبناء.
أي الخيارين أسرع وأسهل في التثبيت؟
قد يؤثر تأخر الجدول الزمني على عائدات المشروع بقدر ما يؤثر سعر المعدات. فنظام التخزين المتأخر قد يؤدي إلى عدم استغلال الطاقة الشمسية وتأجيل الإيرادات من تحويل الطاقة أو خدمات الشبكة.
تكامل المصنع يقلل من أعمال الموقع
عادةً ما تصل حلول الحاويات إلى الموقع مع أنظمتها الفرعية الرئيسية مدمجة بالفعل. لا يزال المقاول بحاجة إلى الأساسات والمحولات الكهربائية ولوحات التوزيع والتأريض ومسارات الكابلات والاتصالات والتشغيل، ولكن عدد المكونات التي يجب تجميعها في الهواء الطلق أقل.
إن حلول تخزين الطاقة بالبطاريات على نطاق المرافق صُممت هذه الوحدة لمحطات الطاقة الشمسية بقدرة تتراوح بين 1 و5 ميغاواط. وهي تجمع بين البطاريات ومعدات العاكس وتكييف الهواء وأنظمة الحماية والمراقبة في منصة مُعبأة في حاوية. تشمل ميزاتها الأساسية التحكم في درجة الحرارة، والإخماد التلقائي للحرائق، والتهوية، والتكامل العالي، وإمكانية تخصيصها حسب متطلبات المشروع.
تساعد هذه البنية القابلة للتكرار أيضًا عند التخطيط لعدة مراحل تركيب. يمكن لكل حاوية أن تتبع نفس الأساس، والواجهة الكهربائية، وبروتوكول الاتصال، وعملية التشغيل.
تحتاج مباني البطاريات إلى مزيد من التنسيق
يتطلب المبنى أعمالاً إنشائية، وعزلاً مائياً، وتصريفاً للمياه، وتهوية، وفصلاً للحريق، ومخارج طوارئ، وإضاءة، وإدارة للكابلات قبل تركيب المعدات النهائية.
قد يناسب هذا النهج موقعًا غير تقليدي أو نظامًا مصممًا خصيصًا، ولكنه عادةً ما يُطيل مدة التصميم والبناء. كما أن جودة العمل تعتمد على إنجاز العديد من المقاولين للمهام المترابطة بشكل صحيح.
أي تصميم يوفر أمانًا أفضل وعمرًا أطول للبطارية؟
لا يُعد أي من التنسيقين أكثر أمانًا بشكل تلقائي. يعتمد الأداء على جودة الخلية، وعزل الأعطال، والحماية الكهربائية، وتجانس درجة الحرارة، ومنطق التحكم، وجودة التركيب، والصيانة.
يتأثر عمر البطارية أيضاً بدرجة الحرارة، وعمق التفريغ، ومعدل الشحن والتفريغ، وجودة التصنيع، وتجانس الخلايا. ويمكن لخلية واحدة ضعيفة أن تقلل من أداء البطارية بأكملها وعمرها الافتراضي.
حماية متكاملة في حاوية
يُراقب تصميم الحاوية المتين البطارية على مستوى الخلية والوحدة والحامل والنظام ككل. ويتتبع نظام إدارة البطارية الجهد والتيار ودرجة الحرارة وحالة الشحن وحالة البطارية. كما يُمكنه موازنة الخلايا ومنع الشحن الزائد والتفريغ الزائد وظروف درجة الحرارة غير الآمنة.
يتولى نظام إدارة الطاقة تنسيق محطة الطاقة الشمسية والبطاريات ونظام تحويل الطاقة والشبكة والأحمال. ويدير نظام تحويل الطاقة عملية تحويل الطاقة ثنائية الاتجاه، حيث يقوم بشحن البطاريات عند توفر فائض من الطاقة الشمسية، ويطلق الطاقة عند حاجة المحطة أو الشبكة إليها.
تساعد أنظمة استشعار الدخان ودرجة الحرارة، والإخماد التلقائي، والعادم، والإغلاق الطارئ، وعزل الحجرات على الحد من انتشار الأعطال. ويمكن إجراء اختبارات المصنع للتحقق من أجهزة الإنذار والاتصالات والتبريد والحماية قبل الشحن.
لا يزال يتعين عليك توفير تباعد مناسب بين الحاويات، وإمكانية الوصول في حالات الطوارئ، والصرف الصحي، والتأريض، والحماية من زيادة التيار، وخطة استجابة للموقع.
الحماية المرنة في المباني
يمكن أن يوفر مبنى البطاريات ممرات خدمة أوسع، وأقسامًا مخصصة للحماية من الحرائق، وأنظمة تهوية أكبر، وغرفًا كهربائية مخصصة. قد يكون هذا مفيدًا عند وجود مشغلين دائمين أو متطلبات سلامة غير اعتيادية.
يكمن الخطر الرئيسي في التكامل. وتعتمد الحماية على الإحكام الصحيح، وعزل الكابلات لمنع انتشار الحريق، وتدفق الهواء، ونظام الإنذار، وتقسيم مناطق الحريق، والتواصل بين المعدات التي ركّبها مقاولون مختلفون. ولا يُعوّض توفير مساحة أكبر عن ضعف التنسيق.
التحكم في درجة الحرارة، أشكال، عمر الخدمة
تتمتع الحاوية بغلاف حراري محدد، لذا يمكن أن يتوافق التبريد بالهواء أو السائل مع تصميم رف البطاريات القابل للتكرار. تستطيع المستشعرات تحديد النقاط الساخنة، وأعطال المراوح، وأعطال المضخات، وانسداد المرشحات، أو التوزيع غير المتساوي لدرجة الحرارة.
يُعدّ التبريد السائل مفيدًا للغاية عندما تتطلب كثافة الطاقة العالية تحكمًا دقيقًا في درجة الحرارة. يجب أن تشمل خطة الصيانة الخاصة بك حالة سائل التبريد، ووصلات الأنابيب، والمضخات، والمشعات، والمرشحات، ومقاومة العزل، وتفاوت جهد الخلايا، وبيانات درجة حرارة نظام إدارة البطارية.
يوفر المبنى مساحة أكبر لمعدات التكييف والتهوية الكبيرة ولتحديثات التبريد المستقبلية. مع ذلك، قد تؤدي مسارات الهواء الطويلة، وتصاميم الرفوف المختلطة، والمساحات المفتوحة الواسعة إلى مناطق ذات درجات حرارة منخفضة ما لم يتم تصميم تدفق الهواء بعناية.
أي الخيارين أفضل للتوسع والصيانة؟
قد تُضيف محطة الطاقة الشمسية الخاصة بك قدرةً إضافيةً على الخلايا الكهروضوئية، أو تزيد مدة التخزين، أو تُغيّر استراتيجية التشغيل بعد بدء التشغيل. يجب أن يدعم الغلاف هذه التغييرات دون التسبب في توقف كبير للمحطة.
النمو المعياري باستخدام الحاويات
تُعدّ الحاويات خيارًا مثاليًا عند التوسع وفقًا لتصميم الوحدات. يمكنك إضافة حاوية بطارية أخرى، ووحدة تحويل الطاقة، ومحول كهربائي، ووحدة اتصال مع ازدياد الطلب. يدعم هذا الاستثمار المرحلي ويحد من المساحة المتأثرة أثناء الصيانة.
إن حاوية PoseidonVolt 2.0 BESS بسعة تصل إلى 5 ميغاواط ساعة يُعدّ هذا الحلّ الأمثل لمحطات الطاقة الشمسية الكبيرة التي تتطلب سعة عالية بتصميم معياري صغير الحجم. فهو يجمع بين تخزين البطاريات، وتحويل الطاقة، والإدارة الحرارية، والحماية من الحرائق، والمراقبة، وواجهات المشاريع المُخصصة.
تتيح لك سعتها أيضًا تقليل عدد الحاويات المنفصلة المطلوبة لمشروع كبير. يجب أن يتوافق التكوين النهائي مع مدة التخزين، وتصنيف نظام الطاقة، وجهد الشبكة، ومعدل الشحن والتفريغ، والظروف المناخية، ومساحة الموقع المتاحة. اسم الطراز والسعة المحدثة مدرجان في الكتيب المرفق. قائمة منتجات وون فولت.
نظام الوصول المركزي في المبنى
يمكن أن يوفر المبنى ورش عمل داخلية، ومساحة للرفع، ومخازن لقطع الغيار، ومعدات تبريد مشتركة. وقد يكون مناسبًا لمصنع كبير جدًا مع فريق صيانة دائم.
يصبح التوسع أكثر صعوبة إذا لم تترك المساحة الأصلية، أو مناطق الحريق، أو سعة التهوية، أو مسارات الكابلات، أو غرف الكهرباء مساحة كافية. كما أن توسيع مبنى قيد التشغيل قد يؤدي إلى تعطيل معدات أكثر من إضافة حاوية مستقلة أخرى.
أي الخيارين أقل تكلفة إجمالية؟
ينبغي مقارنة التكلفة الإجمالية للتركيب بدلاً من سعر البطارية فقط. يجب أن تشمل هذه التكلفة الهندسة، والأساسات، والشحن، والإنشاء، والمحولات، والكابلات، والتشغيل، والطاقة الاحتياطية، والصيانة، ووقت التوقف، والتوسعة، والاستبدال.
مزايا تكلفة الحاويات
يمكن أن يقلل التصنيع المسبق في المصنع من العمالة في الموقع، ويبسط عملية التشغيل، ويوحد قطع الغيار. كما تدعم الحاويات التصميم القابل للتكرار عبر مراحل المشروع المختلفة.
لا تزال قيود النقل، وإمكانية وصول الرافعات، والأساسات، والمسافة بين الحاويات، ومسافة الكابلات، وموقع المحولات تؤثر على الميزانية النهائية. وقد تكلف الحاوية الرخيصة ذات التكامل الضعيف مع الموقع أكثر بعد ظهور مشاكل التركيب.
مزايا تكلفة البناء
قد يبرر بناء مبنى للبطاريات ارتفاع تكاليف الهندسة المدنية والهندسية عندما يحتاج الموقع إلى صيانة داخلية محمية، أو إمكانية الوصول إلى المعدات المخصصة، أو مرافق مشتركة كبيرة، أو تصميم مركزي طويل الأجل.
يصبح الأمر مكلفاً عندما يكون المبنى أكبر من اللازم قبل وضوح خطة التشغيل. قد تدفع مقابل مساحة أرضية غير مستغلة، وسعة تكييف هواء زائدة، وبنية تحتية لا تُحسّن إيرادات التخزين.
ينبغي أن يوجه نموذج الإيرادات الخاص بك عملية الاختيار. يتطلب تحويل الطاقة الشمسية سعة طاقة كافية لنقل إنتاج منتصف النهار إلى فترة التسليم المستهدفة. قد يعتمد التحكم في معدل التغير ودعم الشبكة بشكل أكبر على طاقة نظام تحويل الطاقة واستجابته. كما تتطلب عملية النسخ الاحتياطي سعة احتياطية، ومنطقًا للعزل، وأولويات للأحمال.
يمكنك مقارنة النطاق الأوسع مجموعة حلول الطاقة الشمسية وأنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات عند مطابقة سعة التخزين مع سعة الألواح الكهروضوئية، وجهد الشبكة، وأهداف التشغيل. قد تناسب المشاريع الصغيرة التي تُركّب خلف العداد حلول صناعية وتجاريةبينما تستفيد محطات الطاقة الشمسية متعددة الميغاواط عادةً من بنية معيارية على نطاق المرافق.
إذن، ما هو الأفضل لمحطة الطاقة الشمسية الخاصة بك؟
بالنسبة لمعظم محطات الطاقة الشمسية التي تتراوح قدرتها بين 1 و5 ميغاواط، تُعدّ حاوية تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) نقطة انطلاق مثالية. فهي توفر سرعة أكبر في التركيب، وإمكانية التكامل مع المصنع، وإمكانية التوسع المعياري، وحجمًا صغيرًا، وحماية قابلة للتكرار. وتُعدّ هذه الحاوية عملية للغاية عند الرغبة في إنشاء محطات الطاقة الشمسية على مراحل أو استخدام عدة وحدات تخزين قياسية.
يُعد مبنى البطاريات أكثر ملاءمة عندما يتطلب موقعك منطقة تشغيل داخلية دائمة، أو أقسام حريق خاصة، أو إمكانية وصول مخصصة للغاية للصيانة، أو نظام مركزي مصمم للتوسع على المدى الطويل.
قبل اتخاذ القرار النهائي، حدد الطاقة المطلوبة، ومدة التخزين، وعدد دورات التشغيل اليومية، والظروف المناخية، وخدمات الشبكة، ومساحة الموقع، ونموذج الصيانة، والقدرة المستقبلية. ثم قارن بين التصاميم الكاملة بدلاً من أسعار الحاويات فقط.
للحصول على تصميم خاص بالمشروع، وتكوين المعدات، وخطة التشغيل، اتصل بـ WonVolt مع مراعاة سعة الطاقة الشمسية لديك، وملف تعريف الحمل، وجهد الشبكة، ومدة التخزين المستهدفة.
أسئلة متكررة
س1: هل حاوية تخزين الطاقة بالبطاريات أرخص من مبنى البطاريات؟
ج: غالبًا ما يكون تركيبها أرخص لأن معظم عمليات التجميع والاختبار تتم في المصنع. ومع ذلك، فإن التكلفة النهائية تعتمد على النقل، والأساسات، والمحولات، والكابلات، والإنشاءات، وربط الشبكة.
س2: ما هو العمر الافتراضي لنظام البطاريات المعبأة في حاويات؟
ج: يعتمد عمر الخدمة على التركيب الكيميائي للخلية، ودرجة الحرارة، وعمق التفريغ، ومعدل الشحن، وتجانس الخلية، والصيانة. ويساعد التحكم الحراري المستقر ونطاق التشغيل المناسب على الحفاظ على السعة القابلة للاستخدام.
س3: هل يمكن توسيع حاوية نظام تخزين الطاقة بالبطاريات بعد التشغيل؟
ج: نعم. يمكنك إضافة المزيد من الحاويات ووحدات PCS والمحولات وعقد التحكم إذا كان التصميم الكهربائي وتخطيط الموقع يوفران مساحة للتوسع.
س4: هل يوفر مبنى البطارية سلامة أفضل من الحرائق؟
ج: ليس تلقائياً. يوفر المبنى مساحة أكبر لمناطق الحريق، لكن السلامة لا تزال تعتمد على الكشف والإخماد والتهوية والعزل الكهربائي والتكامل الصحيح للنظام.
س5: ما هو الخيار الأفضل لمحطة طاقة شمسية كبيرة؟
ج: عادةً ما يكون استخدام حاوية تخزين الطاقة بالبطاريات المعيارية أفضل للنشر السريع والتوسع التدريجي. وقد يكون بناء مبنى للبطاريات خيارًا أفضل عندما يتطلب المشروع وصولًا داخليًا مخصصًا، أو صيانة مركزية، أو متطلبات موقع غير اعتيادية.