تُعد أنظمة تخزين الطاقة الكهروضوئية (PV) وسيلةً موثوقةً لاستغلال الطاقة النظيفة بكفاءة، وقد أصبحت الوسيلة المُفضّلة لتوليد الطاقة في العديد من الدول والمناطق. ومع ازدياد توسّع سعة أنظمة الطاقة الكهروضوئية المُركّبة، أصبحت أنظمة تخزين الطاقة الكهروضوئية تُعرف أيضًا بالوضع الطبيعي الجديد.
المفاهيم
ما هو تخزين الطاقة؟ يُشير تخزين الطاقة أساسًا إلى تخزين الطاقة الكهربائية. ليس تخزين الطاقة تقنية ناشئة بحد ذاتها، ولكنه جديد ولا يزال في بداياته من الناحية الصناعية.
ما هي الطاقة الكهروضوئية؟
الطاقة الشمسية الكهروضوئية (Photovoltaic): نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية (Solar powersystem)، هو استخدام مواد أشباه الموصلات للخلايا الشمسية للتأثير الكهروضوئي، يتم تحويل الطاقة الإشعاعية للشمس مباشرة إلى طاقة كهربائية، وهو نوع جديد من نظام توليد الطاقة، يعمل بشكل مستقل وتشغيل متصل بالشبكة بطريقتين.
في الوقت نفسه، تصنيف نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية، مركزي، مثل نظام توليد الطاقة الكهروضوئية الأرضي واسع النطاق في الشمال الغربي؛ موزع (إلى > 6 ميجاوات للترسيم)، مثل نظام توليد الطاقة الكهروضوئية على أسطح المصانع في المؤسسات الصناعية والتجارية، ونظام توليد الطاقة الكهروضوئية على أسطح المساكن.
ما هو النظام الكهروضوئي؟
يمكن تصنيف أنظمة الطاقة الكهروضوئية إلى أنظمة طاقة كهروضوئية متصلة بالشبكة وأنظمة طاقة كهروضوئية مستقلة اعتمادًا على ما إذا كانت متصلة بالشبكة أم لا.
ما هو PV+Storage؟
إن الجمع بين الطاقة الكهروضوئية والبطارية كجهاز لتخزين الطاقة هو الطاقة الكهروضوئية + تخزين الطاقة.
نظام تخزين الطاقة الكهروضوئية المتصل بالشبكة
يرتبط نظام توليد الطاقة الكهروضوئية المتصل بالشبكة مباشرة بشبكة التوزيع، ويتم إدخال الطاقة مباشرة إلى الشبكة، وفي الوقت الحاضر، لا يتم تكوين نظام تخزين الطاقة بشكل عام، مع ظاهرة "الضوء المهجور والطاقة المحدودة" الكهروضوئية وطاقة الرياح، وهي ظاهرة خطيرة، بالإضافة إلى نظام توليد الطاقة الكهروضوئية وطاقة الرياح، أصبحت التقلبات في ناتج الطاقة للعوامل الأكبر لاستخدام الطاقة المتجددة وتعزيز القيود خطيرة بشكل متزايد بعد ذلك، في الشبكة المتصلة أصبح تكوين تخزين الطاقة في النظام الكهروضوئي المتصل بالشبكة أحد اتجاهات البحث في نظام تخزين الطاقة على نطاق واسع.
يتم تحديد هدف تخزين الطاقة في نظام توليد الطاقة الكهروضوئية المتصل بالشبكة من خلال تكوين تخزين الطاقة، ويمكن تقسيم هدف تخزين الطاقة على وجه التحديد إلى: الإخراج السلس، والجدولة الاقتصادية، وتكوين الشبكة الصغيرة.
1) إخراج سلس
توليد الطاقة الكهروضوئية هو عملية تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء، وتتأثر طاقتها الناتجة بشدة الإشعاع الشمسي ودرجة الحرارة والعوامل البيئية الأخرى والتغيرات الجذرية. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن التيار المستمر الناتج من الطاقة الكهروضوئية، والذي يحتاج إلى تحويله إلى تيار متردد عبر العاكس للاتصال بشبكة الكهرباء، فإن عملية الانعكاس ستُنتج توافقيات. إن عدم استقرار طاقة الطاقة الكهروضوئية ووجود التوافقيات يجعل وصولها إلى الشبكة الكهربائية أمرًا يؤثر على شبكة الكهرباء. لذلك، فإن أحد الأهداف المهمة لتكوين تخزين الطاقة في نظام توليد الطاقة الكهروضوئية المتصل بالشبكة هو تحسين إنتاج الطاقة الكهروضوئية وتحسين جودتها. يهدف تكوين نظام تخزين الطاقة بشكل عام إلى تحسين إنتاج الطاقة الكهروضوئية، وذلك في جانب توليد الطاقة الكهروضوئية من تكوين نظام تخزين الطاقة المركزي، وذلك لتحسين إنتاج الطاقة الكهروضوئية.
2) ذروة الطاقة
شبكة الطاقة الكهروضوئية، التي تحتاج إلى توافق مع جدول الشبكة، لا تتوافق مع ذروة إنتاج الطاقة ومرحلة حمل الشبكة. بالإضافة إلى عوامل ذروة سوق الطاقة وتعريفة الوادي، فإن استخدام نظام تخزين الطاقة لتحقيق توليد الطاقة الكهروضوئية في إحداثيات وقت التسوية، مما يجعل مشاركة الطاقة الكهروضوئية في ذروة الشبكة من أهم مجالات البحث الحالية في أنظمة تخزين الطاقة الكهروضوئية. من خلال ذروة الطاقة، يمكن تحسين سعة وصول الطاقة الكهروضوئية إلى الشبكة، وبالتالي تحسين اقتصادها.
3) تطبيق الشبكة الصغيرة
الشبكة الكهربائية الصغيرة (Microgrid) هي نوع جديد من هياكل الشبكات، مُقترح لتعزيز استخدام الطاقة المتجددة، وتحديدًا شبكة إقليمية تتكون من طاقة متجددة وأنظمة تخزين طاقة وأحمال، ويمكن تشغيلها، كوحدة مستقلة، إما متصلة بالشبكة أو معزولة عنها. ونظرًا لأن الشبكة الكهربائية الصغيرة هي وحدة تخزين الطاقة في نظام تخزين الطاقة، فإنها تلعب دورًا هامًا في تحسين استقرار التحكم، وتحسين جودة الطاقة، والحفاظ على توازنها، وتحسين قدرتها على مقاومة التداخل. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام نظام تخزين الطاقة في الشبكة الكهربائية الصغيرة كنظام احتياطي للطوارئ في حالة انقطاع التيار الكهربائي.
نظام تخزين الطاقة الكهروضوئية المستقل
نظام الطاقة الكهروضوئية المستقل، مقارنةً بنظام الطاقة الكهروضوئية المتصل بالشبكة، يشير إلى التشغيل المستقل للنظام الكهروضوئي دون الحاجة إلى الوصول إلى الشبكة. في الأنظمة المستقلة الأكثر شيوعًا حاليًا، مثل إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية، والطاقة الشمسية المتنقلة، وغيرها، لا يتطابق إنتاج الطاقة الكهروضوئية واستهلاكها للطاقة أثناء الحمل، كما أن إنتاج الطاقة الكهروضوئية لا يلبي دائمًا متطلبات الحمل. لذلك، في نظام توليد الطاقة الكهروضوئية المستقل، يتم استخدام نوع تخزين الطاقة الكلي لتحسين استخدام إنتاج الطاقة الكهروضوئية، وتعزيز استقرار النظام، وهو وسيلة فعالة. يحتوي نظام التخزين أيضًا على حمل لتيار بدء التشغيل، وجهد التثبيت، وما إلى ذلك. وفي الوقت نفسه، يقوم نظام تخزين الطاقة أيضًا بتزويد الحمل بتيار بدء التشغيل وجهد التثبيت.
تتكون أنظمة الطاقة الكهروضوئية المستقلة المستخدمة على نطاق واسع حاليًا من ثلاثة أجزاء: توليد الطاقة الكهروضوئية، والتحكم/العاكس، وتخزين الطاقة.
طريقة عمل نظام تخزين الطاقة الكهروضوئية
تتمتع محطة توليد الطاقة الكهروضوئية بمستوى عالٍ من الطاقة في وقت الظهيرة القصير، ومستوى الطاقة في الساعات الأخرى منخفض والطاقة في النهار، ولا توجد طاقة في الليل، وتكنولوجيا تخزين الطاقة لديها القدرة على تحقيق خصائص التحول الزمني والمكاني للطاقة الكهربائية، حيث سيتم نقل تكوين محطة الطاقة الكهروضوئية بين تخزين الطاقة الكهروضوئية إلى الساعات الأخرى من طاقة الظهيرة لتخفيف طفرات طاقة محطة الطاقة، وتقليل هجر الضوء.
في عملية عمل نظام تخزين طاقة البطاريات، يُعتمد مبدأً لتقليل عدد مرات الشحن والتفريغ، وذلك لإطالة عمر النظام. خلال ساعات ذروة توليد الطاقة الكهروضوئية، يتم التحكم في شحن نظام تخزين الطاقة، ويتم تخفيض إنتاج محطة الطاقة الكهروضوئية عند الذروة. بعد ساعات ذروة توليد الطاقة الكهروضوئية، يتم التحكم في تفريغ نظام تخزين الطاقة، مما يُساعد في تخفيف تقلبات الطاقة الكهروضوئية، ويساعد في انتقال ذروة النظام، مما يُعزز دور تخزين الطاقة.
وفقًا للدور المختلف لتفريغ تخزين الطاقة يمكن تقسيمه إلى ثلاثة أوضاع عمل لنظام تخزين الطاقة، على التوالي، أسلوب سؤال حلاقة الذروة، وأسلوب حلاقة الذروة + التسوية وأسلوب حلاقة الذروة + النقل.
وضع العمل 1: حلاقة الذروة
خلال ذروة إنتاج محطة الطاقة الكهروضوئية، يتم التحكم في شحن نظام تخزين طاقة البطارية باستخدام تقنية "حلاقة الذروة" كهدف تطبيقي. بعد ذروة إنتاج محطة الطاقة الكهروضوئية وخلال فترة المعالجة النهارية، يتم التحكم في تضخيم طاقة نظام تخزين طاقة البطارية، وتفريغها إلى الحد الأدنى لنطاق عمل SOE لنظام تخزين طاقة البطارية، ثم إيقاف تشغيل نظام التخزين. هذا يضمن أن يكون وقت تشغيل نظام التخزين متزامنًا مع وقت توليد الطاقة في محطة الطاقة الكهروضوئية، دون زيادة وقت تشغيلها، ويقلل من تأثير إعدادات نظام التخزين على جدول عمل محطة الطاقة الكهروضوئية.
وضع العمل 2: حلاقة الذروة + التسوية
خلال ساعات الذروة لإنتاج محطة الطاقة الكهروضوئية، يتم شحن نظام تخزين البطارية بهدف تطبيق تقليص الذروة.
يمكن تقسيم تقلبات إنتاج محطة الطاقة الكهروضوئية واسعة النطاق إلى فئتين، الأولى هي التغيير البطيء في إنتاج محطة الطاقة الكهروضوئية، مثل التغيير الدوري في إنتاج محطة الطاقة الكهروضوئية الناجم عن تناوب الليل والنهار، والثانية هي التغيير المفاجئ في إنتاج محطة الطاقة الكهروضوئية، مثل الانخفاض المفاجئ في إنتاج محطة الطاقة الكهروضوئية الناجم عن انسداد السحابة العائمة.
الجولة الأولى من التغييرات كبيرة في الحجم ولكنها بطيئة في التغيير ؛ النوع الثاني من التغيير غير متوقع ومفاجئ ، وفي الحالات الشديدة ، يتم تقليل الناتج من التوليد الكامل إلى أقل من 30% من القيمة المقدرة في 1-2 ثانية. بعد فترة ذروة إنتاج الطاقة الكهروضوئية ، يتمثل الهدف في تخفيف التقلبات الهبوطية في إنتاج محطة الطاقة الكهروضوئية أثناء تناوب الليل والنهار عن طريق التحكم في تفريغ نظام التخزين ، وتفريغه إلى الحد الأدنى من نطاق تشغيل SOE لنظام تخزين البطارية ، وإذا دخل وقت الليل ، إذا انخفض إنتاج محطة الطاقة الكهروضوئية إلى 0 ، فإن SOE لنظام تخزين الطاقة لا يزال أكبر من 0.2 ، فتحكم في نظام تخزين الطاقة للتفريغ عند الطاقة المقدرة حتى ينخفض SOE إلى 0.2 ، ثم تحكم في نظام تخزين الطاقة للتوقف عن العمل.
وضع العمل الثالث: حلاقة الذروة + النقل
خلال ساعات الذروة لإنتاج محطة الطاقة الكهروضوئية، يتم استخدام تقليص الذروة كهدف تطبيقي للتحكم في شحن نظام تخزين البطارية.
وقت إخراج محطة الطاقة الكهروضوئية هو 8:30-18:30، ويظهر ذروة المساء للحمل بين 18:00-22:00، حيث لا يوجد لمحطة الطاقة الكهروضوئية أي إخراج بشكل أساسي، ويمكن تفريغ نظام تخزين البطارية عن طريق التحكم في نظام تخزين البطارية لمساعدة نظام تحويل الذروة، من أجل تقليل عدد إجراءات نظام تخزين الطاقة وتبسيط تشغيل نظام تخزين البطارية، يتم التحكم في نظام تخزين البطارية ليتم تفريغه بقوة ثابتة، وتفريغه عند الحد الأدنى لقيمة نطاق تشغيل SOE لنظام تخزين البطارية، ثم يتوقف نظام التخزين عن العمل.
ملخص:
يتمتع نظام تخزين الطاقة الكهروضوئية + بالعديد من المزايا، ويمكن تحقيقه إلى حد ما من توليد الطاقة الكهروضوئية والتوليد الذاتي والاستهلاك الذاتي، مما يقلل بشكل كبير من تكلفة توليد الطاقة والكهرباء؛ لتوفير الكهرباء النقية، والمساعدة في توفير الطاقة وخفض الانبعاثات؛ يمكن أن يوفر للشبكة وظيفة الحماية المقابلة، ويعزز بشكل كبير مرونة استخدام موارد الطاقة الكهربائية والأمن وما إلى ذلك.
لطالما كانت صناعة الطاقة الكهروضوئية من الصناعات الرائجة في مجال الطاقة المتجددة. ومع التقدم المستمر للتكنولوجيا وتوسع السوق، شهدت هذه الصناعة تطورًا مثمرًا. في السنوات الأخيرة، أصبح تطوير سلسلة صناعة الطاقة الكهروضوئية أكثر تكاملًا، كما أتاح تنامي تقنيات تخزين الطاقة فرصًا جديدة للتطوير في هذه الصناعة. أصبح الجمع بين الطاقة الكهروضوئية وتخزين الطاقة نقطة جذب رئيسية في هذه الصناعة، فما تأثير هذا الدمج على سلسلة صناعة الطاقة الكهروضوئية؟
1.الجمع بين الطاقة الكهروضوئية وتخزين الطاقة:يعزز الكفاءة العالية في استخدام الطاقة
يُعزز الجمع بين الطاقة الكهروضوئية وتخزين الطاقة كفاءة استخدامها. وتوليد الطاقة الكهروضوئية عملية تعتمد على التحويل المباشر للطاقة الضوئية إلى كهرباء، مما يُحقق إنتاجًا كافيًا للطاقة عند توفر الطاقة الشمسية، إلا أن قدرة توليد الطاقة الكهروضوئية تنخفض أو تنقطع ليلًا أو في الأحوال الجوية السيئة.
مع إضافة تكنولوجيا تخزين الطاقة، يمكن لتوليد الطاقة الكهروضوئية تخزين الطاقة الزائدة وإطلاقها لتزويد المستخدمين عند الحاجة إليها، وبالتالي حل مشكلة إمدادات الطاقة غير المستقرة.
كما تعمل تقنية تخزين الطاقة على تمكين أنظمة توليد الطاقة الكهروضوئية من التعامل بشكل أفضل مع تقلبات الطاقة، مما يحسن كفاءة توليد الطاقة ويزيد من استقرار النظام وموثوقيته.
2.الجمع بين الطاقة الكهروضوئية وتخزين الطاقة:يقود التطوير الذكي لأنظمة الطاقة
يُعزز دمج الطاقة الكهروضوئية مع تخزين الطاقة التطوير الذكي لأنظمة الطاقة. يُمكّن نظام الطاقة الكهروضوئية مع التخزين من تحقيق توزيع مستقل للطاقة وإدارة ذكية لتخزين الطاقة، وتحسين جدولة معدات تخزين الطاقة من خلال نظام تحكم ذكي، مما يُحسّن توازن العرض والطلب بين توليد الطاقة واستهلاكها.
في هذا النظام الذكي، يتم دمج تقنيات توليد الطاقة الكهروضوئية وتخزين الطاقة مع بعضها البعض لتحقيق الاستخدام الفعال وتوصيل الطاقة من خلال مراقبة وتوقع الطلب على الطاقة في الوقت الحقيقي، وتحسين استجابة نظام الطاقة واستخدام الطاقة.
يمكن لنظام تخزين الطاقة الكهروضوئية الذكي أيضًا الاتصال بشكل فعال بشبكة الطاقة وتحسين جدولة الطاقة وتحسين سعة التحميل والقدرة على مكافحة التداخل لشبكة الطاقة.
3.الجمع بين الطاقة الكهروضوئية وتخزين الطاقة:يعمل على تعزيز توسيع وتحسين السلسلة الصناعية
يُعزز الجمع بين الطاقة الكهروضوئية وتخزين الطاقة توسيع وتطوير السلسلة الصناعية. ولا يقتصر تطوير صناعة الطاقة الكهروضوئية على تصنيع الخلايا والوحدات والأنظمة الكهروضوئية فحسب، بل يشمل أيضًا بناء وتشغيل وصيانة محطات الطاقة الكهروضوئية.
يؤدي إدخال تكنولوجيا تخزين الطاقة إلى امتداد سلسلة صناعة الطاقة الكهروضوئية إلى البحث والتطوير والتصنيع وتشغيل معدات تخزين الطاقة، مما يوفر فرصًا جديدة للتنمية الشاملة لسلسلة صناعة الطاقة الكهروضوئية.
بالإضافة إلى ذلك، فإن الجمع بين الطاقة الكهروضوئية وتخزين الطاقة يوفر أيضًا اتجاهًا جديدًا للتنمية وطلبًا في السوق لتخزين الطاقة ومواد البطاريات وإعادة تدوير البطاريات وإعادة استخدامها وغيرها من الصناعات ذات الصلة.
4.الجمع بين الطاقة الكهروضوئية وتخزين الطاقة:تعزيز التحول الأخضر لصناعة الطاقة
يُسهم الجمع بين توليد الطاقة الكهروضوئية وتخزينها في دفع عجلة التحول الأخضر في قطاع الطاقة. وتُعدّ تقنيات توليد الطاقة الكهروضوئية وتخزين الطاقة عنصرين أساسيين في قطاع الطاقة النظيفة، حيث يُقلل دمجهما الاعتماد على مصادر الطاقة الأحفورية التقليدية، ويُقلل أيضًا من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، ويُحقق تنمية مستدامة للطاقة.
يمكن أن يعزز تطبيق نظام تخزين الطاقة الكهروضوئية + استخدام الطاقة الخضراء في مختلف المجالات مثل محطات الطاقة الكهروضوئية الأرضية، وأنظمة توليد الطاقة الكهروضوئية على الأسطح، وبناء الشبكة الريفية، وما إلى ذلك، لزيادة نسبة مصادر الطاقة المتجددة بشكل أكبر، والمساهمة في إزالة الكربون من صناعة الطاقة وتطوير حماية البيئة.
إن الجمع بين الطاقة الكهروضوئية + تخزين الطاقة في سلسلة صناعة الطاقة الكهروضوئية متعدد الأوجه، فهو يعزز الاستخدام الفعال للطاقة، ويعزز التطوير الذكي لنظام الطاقة، ويعزز توسيع وتحسين السلسلة الصناعية، فضلاً عن تعزيز التحول الأخضر لصناعة الطاقة.
لقد ضخّ دمج الطاقة الكهروضوئية وتخزين الطاقة حيويةً جديدةً في قطاع الطاقة المتجددة، وقدّم دعمًا قويًا لتحقيق هدف الطاقة النظيفة. ومع التقدم المستمر للتكنولوجيا وتوسّع السوق، يُعتقد أن الطاقة الكهروضوئية وتخزين الطاقة سيلعبان دورًا متزايد الأهمية في التطور المستقبلي.
شركة بولاند للطاقة المتجددة المحدودة، شركة متكاملة للطاقة الجديدة، تُقدم لكم حلولاً متكاملة عالية الجودة لطاقة الرياح والطاقة الشمسية وأنظمة تخزين الطاقة. بولاند الآن شركة تابعة لشركة CRRC، وهي مسؤولة عن التوسع الخارجي لأعمال CRRC في مجال طاقة الرياح والطاقة الشمسية. نمتلك سلسلة توريد داخلية متكاملة نسبيًا، وشبكة خدمات، وجودة منتجات وتقنيات ممتازة.
بولاند توفر محطة توليد الكهرباء EPC والاستثمار والاستحواذ في محطة توليد الكهرباء.
لا تتردد في الاتصال بنا إذا كنت بحاجة إلى أي دعم فني.
بريدي الإلكتروني: marketing@boland-hydroturbine.com
واشنطن: +8613923745989
