نظام تخزين الطاقة البطارية النهائي للمنزل - 2023

يتكون نظام تخزين الطاقة من أجهزة تتحكم في الإدخال/الإخراج والتحويل/التخزين للطاقة. غالبًا ما تتضمن العملية طاقات متعددة، وأجهزة، ومواد، وعمليات، مما يجعلها نظام طاقة معقد يتغير مع الزمن، ويتطلب عدة مؤشرات لفحص أدائه.

بالنسبة للطريقة التي يتم بها تخزين الطاقة، فإن أنظمة تخزين الطاقة الموجودة حاليًا تنقسم بشكل رئيسي إلى خمس فئات: البطاريات، الحرارية، الميكانيكية، الطاقة المائية المضخّة والهيدروجين.

مقارنةً بطرق تخزين الطاقة الأخرى، فإن نظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) أكثر ملاءمة لتطبيق الأجهزة المنزلية بفضل مزاياه المتمثلة في السلامة، التكنولوجيا الناضجة، سهولة التركيب وعدم التلوث.

 

ما هو نظام تخزين طاقة البطارية

تُعتبر البطاريات أقدم وأشهر وأكثر أشكال التخزين توافراً، وتستخدم أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) البطاريات لـ تخزين وتوزيع الطاقة في شكل طاقة كهربائية. يتم جمع الطاقة من الشبكة أو من مصادر متجددة (مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح) وتخزينها باستخدام التكنولوجيا الكهروكيميائية. ثم يتم تفريغ البطاريات وإطلاق الطاقة عند الحاجة (خلال ذروة الطلب، انقطاع التيار الكهربائي ومجموعة متنوعة من التطبيقات الأخرى).

كما ذُكر أعلاه، فإن طاقة تخزين البطاريات تأتي بشكل رئيسي من الشبكة، والطاقة الشمسية، وطاقة الرياح. مع انتشار توليد الطاقة الكهروضوئية، أصبحت الطاقة الشمسية الهدف الرئيسي لتخزين الطاقة في البطاريات. وفقًا لتكوين النظام، يمكن تقسيم نظام تخزين الطاقة في البطاريات إلى نظام تخزين الطاقة المتصل بالشبكة، ونظام تخزين الطاقة المتصل/غير المتصل بالشبكة، ونظام تخزين الطاقة غير المتصل بالشبكة، ونظام تخزين الطاقة في الشبكة الصغيرة.

بعد ذلك، نأخذ تخزين الطاقة خارج الشبكة كمثال لتقديم نظام تخزين البطاريات.

 

نظام تخزين الطاقة بالبطاريات المنزلية

نظام تخزين الطاقة الشمسية خارج الشبكة يتكون من توليد الطاقة الكهروضوئية، ووحدة التحكم، والبطارية، والعاكس، وغيرها. يمكنه شحن البطارية مباشرة باستخدام وحدات الطاقة الشمسية لتلبية احتياجات استهلاك الكهرباء. المكونات الأساسية هي وحدة التحكم التي تشحن البطارية والعكس خارج الشبكة الذي يحول التيار المستمر إلى تيار متناوب.

إنه مناسب للتثبيت في الأماكن التي تشهد انقطاع متكرر في التيار الكهربائي أو إمداد غير مستقر بالطاقة من الشبكة. يمكن شحنه ليس فقط بواسطة نظام توليد الطاقة الشمسية، ولكن أيضًا بواسطة الطاقة التقليدية عندما تكون الشبكة مشغلة لضمان إمداد الطاقة.

 

نظام تخزين الطاقة بالبطاريات الصناعية/التجارية

يتم تقسيم نظام تخزين الطاقة ببطارية ليثيوم من الدرجة الصناعية إلى نظام تخزين الطاقة في الخزائن و نظام تخزين الطاقة في الحاويات وفقًا لشكل التركيب.

من بينها، يُعرف نظام تخزين الطاقة في خزانة البطارية الليثيوم أيضًا بخزانة تخزين البطارية الليثيوم، حيث يكون المنتج عادةً بطارية فوسفات الحديد الليثيوم كحامل للطاقة، وتكون الطاقة أكبر من 6200Wh، ويتم الشحن والتفريغ من خلال PCS، ويستخدم فقط كخزن خارجي ومصدر للطاقة.

 

نظام تخزين الطاقة المتكامل PowMr

على الرغم من أن نظام تخزين الطاقة للأسر أسهل من نظام تخزين الطاقة الصناعي، إلا أن تركيب النظام والاتصال بين المكونات المختلفة يعد خطوة مزعجة إلى حد ما ولا يسهل عملية التنظيف والصيانة اليومية. لذلك، فقد برز شاحن العاكس تدريجياً كجهاز يجمع بين وظائف المتحكم والعاكس في جهاز واحد.

ومع ذلك، نود أن نوصيكم بجهاز تخزين طاقة أبسط: نظام تخزين الطاقة المتكامل PowMr ESS، الذي يدمج تخزين طاقة البطارية الليثيوم على أساس شاحن العاكس.

أبرز ما يميز:

• كل شيء في تصميم واحد

  نظام تخزين الطاقة هذا مزود بـ 6.2KW عاكس، شاحن شمسي و بطاريتين سعة 5kwh من فوسفات الحديد الليثيوم، سهل التركيب، موفر للمساحة، ذو مظهر بسيط وغير عرضة لتراكم الغبار.

• اتصالات BMS

  مزود بـ 2 بطارية LiFePO4 (5kWh، 6000 مرة 80% من عمق التفريغ)، يدعم توصيل 4 بطاريات بالتوازي في نفس الوقت لتوفير حد أقصى من 20kwh من الطاقة للاستخدام.

• عكس التيار 6200 واط خارج الشبكة

  يدعم موجة جيبية نقية، تحويل 48 فولت DC إلى 220 فولت AC، 120 أمبير وحدة تحكم شمسية MPPT حد أقصى 500 فولت PV، مناسب للأجهزة المنزلية، وأدوات الطاقة، وأحمال AC الأخرى.

• أوضاع عمل متعددة

  أوضاع شحن متعددة، يمكنك الشحن باستخدام المولد، طاقة الألواح الشمسية، طاقة الشبكة، ويمكنك ضبط مستوى أولوية استخدام الطاقة.

 

مكون من نظام تخزين طاقة البطارية

يتطلب تصميم نظام تخزين البطاريات المنزلية مراعاة عدة عوامل، ناهيك عن نظام تخزين الطاقة الصناعية.

هنا لا نتناول تفاصيل تصميم نظام تخزين الطاقة، ولكن نشرح بإيجاز تكوين نظام تخزين البطاريات مع نظام تخزين الطاقة خارج الشبكة.

• مولد الطاقة

  تعد الألواح الشمسية جهازًا شبه موصل يتمتع بخصائص تحويل الضوء إلى كهرباء. يمكن توليد شحنات حرة داخل شبه الموصل، والتي تتحرك بطريقة اتجاهية وتتجمع، مما يشكل جهدًا كهربائيًا عند طرفيه ويولد تيارًا كهربائيًا عندما يتم إغلاق الطرفين بواسطة موصل.

• وحدة التحكم

  معدات التحكم التلقائي المستخدمة في أنظمة توليد الطاقة الشمسية للتحكم في مجموعات الألواح الشمسية المتعددة لشحن البطاريات وتزويد أحمال العاكس الشمسي بالطاقة.

• العاكس

  المحول هو جهاز يقوم بتحويل الطاقة الكهربائية المستمرة (البطاريات) إلى طاقة كهربائية متناوبة. بعد هذه الخطوة، يمكن للأجهزة المنزلية استلام الكهرباء لتعمل بشكل صحيح.

• بطارية

  المهمة الرئيسية لحزمة البطارية هي تخزين الطاقة لضمان قوة الحمل في الليل أو في الأيام الممطرة. تشمل البطاريات الشائعة بشكل رئيسي بطاريات الرصاص الحمضية، بطاريات الليثيوم أيون، بطاريات الصوديوم والكبريت وبطاريات التدفق.

  من بينها، تُستخدم بطاريات الليثيوم على نطاق واسع وهي فئة من البطاريات التي تحتوي على معدن الليثيوم أو سبيكة الليثيوم كمادة أنود وتستخدم محلول إلكتروليتي غير مائي. يمكن أن يكون عدد الدورات 5000 أو أكثر، والاستجابة سريعة، وهي أعلى بطارية من حيث كفاءة الطاقة في البطارية.

 

كيف يعمل نظام تخزين الطاقة بالبطارية

عندما يعمل الشبكة بشكل طبيعي، يمكن للعكس توصيل الطاقة من المرافق مباشرة إلى الحمل، وفي نفس الوقت تحويل الطاقة المتناوبة إلى طاقة مستمرة وشحن البطارية، وضمان أن بطارية الطرف ستتوقف تلقائيًا عن الشحن عندما تكون مشحونة بالكامل.

عندما تنقطع الشبكة، سيقوم العاكس بالشحن بقطع الاتصال تلقائيًا بين المرافق والحمل، ويبدأ العاكس على الفور، ويوفر الطاقة للحمل من البطارية عبر العاكس بدلاً من ذلك.

 

ما هي فوائد نظام تخزين الطاقة بالبطاريات

• الاستخدام الفعال من حيث التكلفة للطاقة الزائدة الناتجة عن مصادر الطاقة المتجددة مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية.

• يمكن تخزين الطاقة الزائدة الناتجة عن مصادر الطاقة المتجددة مثل مزارع الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح، مما يضمن توفر الطاقة في حالة فشل الشبكة أو الطقس القاسي، على سبيل المثال.

• يساعد في توزيع الأحمال ودعم الشبكة للمساعدة في موازنة تقلبات الطلب على الطاقة على مدار اليوم وتقليل الازدحام في الشبكة.

• يمكن لنظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) تحسين جودة الطاقة من خلال تقليل تقلبات الجهد التي قد تعطل تشغيل المعدات.

• BESS سهل التركيب وهو الخيار الأفضل للمستخدمين غير المألوفين بأنظمة تخزين الطاقة.