تُقسّم أنظمة تخزين الطاقة الحالية بشكل رئيسي إلى خمس فئات: تخزين الطاقة الميكانيكية، وتخزين الطاقة الكهربائية، وتخزين الطاقة الكهروكيميائية، وتخزين الطاقة الحرارية، وتخزين الطاقة الكيميائية. لا تقتصر بطاريات تخزين الطاقة على تخزين الطاقة الكهروضوئية، كما أن أشكال تخزين الطاقة الكهروضوئية لا تقتصر على البطاريات. في الواقع، نظرًا لانخفاض نسبة توزيع وتخزين الطاقة الكهروضوئية الحالية في الصين، وطول فترة التوزيع والتخزين، فإن معدل نمو تخزين الطاقة سيكون له إمكانات أكبر بكثير من سعة الطاقة الكهروضوئية المُركّبة حديثًا.
هندسة نظام توليد الطاقة الكهروضوئية المتصل بالشبكة بالإضافة إلى نظام تخزين الطاقة
عادةً ما تُستخدم محطات توليد الطاقة بتخزين الطاقة (النظام) بشكل رئيسي في تطبيقات توليد الطاقة الكهروضوئية المتصلة بالشبكة. يتكون النظام بأكمله من نظام توليد طاقة يشمل مصفوفة وحدات الطاقة الكهروضوئية، ووحدة التحكم الكهروضوئية، ومجموعة البطاريات، ونظام إدارة البطاريات (BMS)، والعاكس، ونظام التحكم والجدولة المشترك المقابل لمحطة توليد الطاقة بتخزين الطاقة، وغيرها.
(1) تقوم مجموعة وحدات الطاقة الكهروضوئية بتحويل طاقة الضوء إلى كهرباء باستخدام التأثير الكهروضوئي للألواح الشمسية، ثم تقوم بشحن مجموعة بطاريات الليثيوم وتحويل طاقة التيار المستمر إلى طاقة تيار متردد للحمل من خلال العاكس.
(2) يعمل جهاز التحكم الذكي باستمرار على تبديل وتنظيم حالة عمل مجموعة البطاريات وفقًا لتغيرات شدة ضوء الشمس والحمل: من ناحية، تُرسل الطاقة الكهربائية المُعدّلة مباشرةً إلى حمل التيار المستمر أو المتردد. ومن ناحية أخرى، تُرسل الطاقة الزائدة إلى مخزن البطارية. عندما لا يلبي توليد الطاقة احتياجات الحمل، يُرسل جهاز التحكم طاقة البطارية إلى الحمل، مما يضمن استمرارية واستقرار النظام بأكمله.
(3) يتكون نظام العاكس المتصل بالشبكة من عدة عاكسات، والتي تقوم بتحويل طاقة التيار المستمر من البطارية إلى طاقة المرافق القياسية 380 فولت وتوصيلها بشبكة الجهد المنخفض على جانب المستخدم أو إرسالها إلى شبكة الجهد العالي من خلال محول الرفع.
(4) تلعب بطارية الليثيوم دورين رئيسيين في النظام: تنظيم الطاقة وموازنة الأحمال. فهي تحوّل الطاقة الكهربائية الناتجة من النظام الكهروضوئي إلى طاقة كيميائية، وتخزنها للاستخدام عند نقص مصدر الطاقة.
تنقسم أوضاع عمل وحدة تخزين الطاقة إلى أربعة أوضاع: الشحن المتصل بالشبكة، والشحن خارج الشبكة، والتفريغ المستقل خارج الشبكة، والتفريغ المساعد خارج الشبكة، وفقًا لأوضاع التشغيل المختلفة لنظام توليد الطاقة الكهروضوئية.
الوضع 1: وضع الشحن المتصل بالشبكة. في هذا الوضع، عندما تكون سعة البطارية غير كافية، يتم شحنها عبر الشبكة لتوفير احتياطي طاقة لنظام توليد الطاقة الكهروضوئية في وضع التشغيل المستقل عن الشبكة.
الوضع 2: وضع الشحن خارج الشبكة. في هذا الوضع، عندما تكون سعة البطارية غير كافية ويكون لدى وحدة الطاقة الكهروضوئية فائض من الطاقة، يتم شحن البطارية والتحكم فيها.
الوضع 3: وضع التفريغ المستقل عن الشبكة. في هذا الوضع، عندما لا تملك وحدة الطاقة الكهروضوئية طاقة كافية لدعم الجهد والتردد وتتوقف عن العمل، تُوفر البطارية وحدها الطاقة اللازمة للحمل وتدعم الجهد والتردد في ناقل التيار المتردد لنظام الطاقة الكهروضوئية.
الوضع الرابع: وضع التفريغ المساعد خارج الشبكة. في هذا الوضع، لا تكفي طاقة خرج وحدة توليد الطاقة الكهروضوئية لتلبية احتياجات الحمل الكهربائي، ولكنها توفر جهدًا وترددًا ثابتين للتيار المتردد، ثم تُفرّغ وحدة تخزين البطارية التفريغ المساعد للحفاظ على توازن طاقة النظام.
تطبيق تكنولوجيا تخزين الطاقة في أنظمة توليد الطاقة الكهروضوئية المتصلة بالشبكة
تطبيق في ذروة الطاقة
ينبغي على مُعالجات توليد الطاقة المتصلة بالشبكة استخدام تقنيات معالجة متطورة، واستخدام عمليات معالجة تقنية مُتقدمة، لخفض ضغط أحمال الشبكة الكهربائية العالية عند وصول الطاقة إلى ساعات الذروة. وفي الوقت نفسه، ينبغي على الموظفين المعنيين التنسيق بشكل عضوي لمعالجة مختلف أنواع تقنيات تخزين الطاقة.
وإجراء التعديلات المناسبة وفقًا لاحتياجاتهم. يُخزَّن قدر كبير من الطاقة عند انخفاض الحمل، ويُطلق الطاقة المُجمَّعة المُركَّزة عند أعلى مستوى له، وذلك لضمان سلامة واستقرار تشغيل النظام بناءً على التفريغ الفعال لإمدادات طاقة الحمل.
تطبيق في الشبكة الصغيرة
في عملية تطوير شبكات النقل والتوزيع، يُعدّ ربط الشبكات الصغيرة بالشبكة النمط الرئيسي للتطوير. يُمكن للتكامل العلمي لتقنيات معالجة الشبكة ذات الصلة أن يُحسّن التأثير الكلي لنظام تشغيل الشبكة، ويعتمد نمط التشغيل المُصنّف، الذي يفصل نظام الشبكة الصغيرة عن النظام الآخر عضويًا، ويتم فصل ومعالجة بنية تشغيل كل نظام فرعي. أما نمط تكوين نظام تخزين الطاقة، فيُعدّ نظاما تخزين الطاقة الرئيسيان في محطات الطاقة الكهروضوئية هما نظام تخزين الطاقة من جانب التيار المستمر ونظام تخزين الطاقة من جانب التيار المتردد.
تخزين الطاقة على جانب التيار المستمر
يتم تركيب مجموعة البطاريات الكهروضوئية في أنظمة التيار المستمر مثل توليد الطاقة الكهروضوئية، ويتم ربطها وتنظيمها في قسم التيار المستمر من العاكس.
المزايا:
كفاءة النظام العالية، يمكن إرسال مخرجات توليد محطة الطاقة داخليًا بواسطة محطة الطاقة الكهروضوئية، مما يمكن من تحقيق اتصال سلس.
جودة طاقة الإخراج جيدة وتقلب الإخراج صغير جدًا.
يمكنه تحسين سلاسة واستقرار وأداء تنظيم إنتاج الطاقة الكهروضوئية بشكل كبير.
العيوب:
يتطلب العاكس المستخدم تصميمًا خاصًا ولا يصلح لتحديث معظم محطات الطاقة الكهروضوئية المثبتة.
عدم وجود وظيفة نشر الطاقة الداخلية لمحطة الطاقة الكبيرة.
تخزين الطاقة من جانب التيار المتردد
إن استخدام وحدة تحكم شحن/تفريغ ومحول منفصلين لشحن البطارية أو تحويلها هو في الواقع جهاز تخزين طاقة خارجي لنظام الطاقة الكهروضوئية الحالي.
المزايا:
التغلب على مشكلة عدم قدرة نظام تخزين الطاقة على جانب التيار المستمر على تنفيذ جدولة موحدة للطاقة الزائدة، حيث يتم التحكم في نقطة شحن وتفريغ النظام بالكامل بواسطة نظام التحكم الذكي أو يتم التحكم فيها من خلال جدولة الشبكة، ولا يمكن فقط تركيز الطاقة الزائدة في المحطة بأكملها لشحن نظام تخزين الطاقة بسرعة وفعالية، ولكن حتى يمكن جدولة الطاقة الزائدة الرخيصة ذات الوادي المنخفض من الشبكة خارج المحطة، وهو ما يكون أكثر ملاءمة وفعالية لتشغيل النظام.
يمكن تنفيذه ليس فقط على محطة الطاقة الجديدة، ولكن أيضًا بالنسبة لمحطة الطاقة المبنية بالفعل يمكن تعديلها بسهولة وإنشاء بناء إضافي، وهيكل الدائرة واضح، ويمكن بناء مجال توليد الطاقة ومجال تخزين الطاقة في أماكن منفصلة، مع وجود ارتباط أقل مباشرة مع بعضها البعض، وهو مناسب للتحكم في التشغيل والصيانة.
العيوب:
نظرًا لأن توليد الطاقة وتخزين الطاقة مستقلان عن بعضهما البعض، فإن التنسيق والتحكم بينهما يتطلب مجموعة إضافية من نظام التحكم والجدولة الذكي الخاص، مما يزيد التكلفة.
تطبيق تكنولوجيا تخزين الطاقة في أنظمة توليد الطاقة الكهروضوئية
في تكوين محطة الطاقة الكهروضوئية، يُستخدم تخزين الطاقة بشكل رئيسي لتوفير استهلاك الطاقة الجديدة، ودعم تنفيذ تنظيم الترددات، وخدمات أخرى. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لمحطات تخزين الطاقة المشاركة في تنظيم الذروة والترددات، وغيرها من معاملات سوق الطاقة، لتحقيق بعض الإيرادات.
(1) حل مشكلة هجر الضوء.
إن توليد الطاقة الكهروضوئية متقلب للغاية، وخاصة في بعض المناطق النائية، حيث تكون الشبكة في كثير من الأحيان غير قادرة على استهلاك طاقة الرياح وتوليد الطاقة الكهروضوئية بشكل كامل، ويمكن لتطبيق تكنولوجيا تخزين الطاقة أن يقلل أو يتجنب التخلي عن الضوء.
عند تركيب نظام تخزين الطاقة على جانب محطة الطاقة المتجددة، بمجرد أن يكون نظام تشغيل شبكة الطاقة في ذروة نقص الطاقة أو ظروف غير طبيعية في قناة النقل، تتأثر بعض ظروف توليد الطاقة لطاقة الطاقة بعوامل بيئية موضوعية خارجية، وسوف تكون ظروف توليد الطاقة الفعلية مقيدة، في عملية توليد الطاقة الفعلية، لا يمكن لجودة الطاقة وتأثير التشغيل الصادر عن مجال توليد الطاقة الوصول إلى المتطلبات المحددة مسبقًا.
(2) تحسين جودة الطاقة الكهربائية.
في عملية نقل الطاقة من خلال مصادر الطاقة المتجددة المختلفة، فإن تأثير توليد الطاقة من طاقة الرياح ومصادر الطاقة المتجددة الأخرى سوف يبدو غير مستقر، ويجب على موظفي إدارة قسم توليد الطاقة اعتماد تكنولوجيا معالجة البناء الفريدة، وإجراء فحص شامل للهيكل الداخلي لنظام الطاقة وطاقة توليد الطاقة المحددة، وصياغة خطة تصميم مثالية لتوليد الطاقة على أساس تحليل شامل لتوزيع طاقة الطاقة.
لتخفيف الضغط على شبكة الكهرباء بفعالية، وللتخفيف من نقص ضغط الذروة وسعة النظام في ظاهرة توليد الطاقة، وتعزيز تأثير توليد الطاقة المتجددة في شبكة الكهرباء. من خلال نشر وحدات تخزين طاقة ذات سعة أكبر في مواقع توليد طاقة متجددة مركزية، استنادًا إلى توقعات استهلاك الطاقة في الموقع وجدولة شحن وتفريغ التخزين، يُمكن للتوليد المشترك للطاقة في الموقع والتخزين تتبع خطة توليد الطاقة، وتسهيل عملية توليد الطاقة، وتلبية متطلبات توصيل الشبكة، وتحسين ملاءمة توليد الطاقة المتجددة للشبكة.
يتجلى دور نظام تخزين الطاقة في محطة الطاقة الكهروضوئية بشكل رئيسي في الجوانب التالية.
(1) لضمان استقرار النظام. تختلف أنظمة محطات الطاقة الكهروضوئية اختلافًا كبيرًا في منحنى طاقة الخرج الكهروضوئي ومنحنى الحمل، كما أن خصائص التقلبات غير متوقعة. بفضل نظام تخزين الطاقة والتخزين المؤقت، يمكن للنظام، حتى في حالة التقلبات السريعة في الحمل، أن يعمل بمستوى خرج مستقر.
(٢) احتياطي الطاقة. يمكن لنظام تخزين الطاقة أن يلعب دورًا احتياطيًا وانتقاليًا عندما لا يعمل نظام توليد الطاقة الكهروضوئية بشكل طبيعي، كما هو الحال في الليل أو الأيام الممطرة، وعندما لا تتمكن مجموعة البطاريات من توليد الكهرباء، يلعب نظام تخزين الطاقة دورًا احتياطيًا وانتقاليًا، وتعتمد سعة تخزين الطاقة على طلب الحمل.
(3) تحسين جودة الطاقة وموثوقيتها. كما يُمكن لنظام تخزين الطاقة منع طفرات جهد الحمل، وانخفاض الجهد، والاضطرابات الخارجية الأخرى الناتجة عن تقلبات شبكة الطاقة. ويضمن استخدام نظام تخزين طاقة كافٍ جودة وموثوقية إنتاج الطاقة.
إن تطوير تخزين الطاقة من جانب الطاقة الجديدة لا يقتصر فقط على تطوير احتياجات الطاقة الجديدة والاستهلاك الفعال، بل يهدف أيضًا إلى ضمان التشغيل الآمن والمستقر لاحتياجات الشبكة المستقبلية، مع الحتمية والجدوى.
على مستوى النظام، يمكن لمحطات تخزين الطاقة المستقلة الكبيرة تحقيق الأهداف المذكورة أعلاه بشكل أفضل، كما أن معايير البناء الموحدة تُحسّن موثوقية النظام، وتُحسّن إدارة الجدولة الموحدة للشبكة استهلاك الطاقة الجديدة، بالإضافة إلى تسريع فتح مجال نموذج أعمال تخزين الطاقة الجديد. ويمكن لنموذج أعمال "تخزين الطاقة المشترك" أن يُعزز تعظيم الفوائد الاقتصادية والاجتماعية لمشاريع الطاقة الخفيفة والتخزين.
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
