مع توسع استخدام أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات في جميع أنحاء ألمانيا، يتغير دور هذه الأنظمة. لم يعد تقييم البطارية يعتمد فقط على سعتها التخزينية، أو عمرها الافتراضي، أو قدرتها على نقل الطاقة الشمسية من فترة زمنية إلى أخرى.
أما بالنسبة للمشاريع التجارية والصناعية ومشاريع الطاقة الموزعة الأكبر حجماً، فإن سؤالاً آخر يكتسب أهمية متزايدة:
هل يمكن لنظام البطاريات أن يدعم استقرار الشبكة الكهربائية بشكل فعال؟
وهنا تبرز أهمية تخزين البطاريات لتشكيل الشبكة.
بدأت ألمانيا بالفعل في شراء خدمة "احتياطي العزم" (Momentanreserve) من السوق، وهي خدمة نظام مصممة للمساعدة في الحد من التغيرات السريعة في التردد بعد اختلال توازن الطاقة الفعالة. بالنسبة لمشاريع البطاريات التي تستخدم محولات تشكيل الشبكة المناسبة، يُنشئ هذا متطلباً تقنياً جديداً، وربما مصدراً إضافياً لقيمة المشروع.
بالنسبة لمقاولي الهندسة والمشتريات والإنشاء، ومطوري المشاريع، ومستخدمي الطاقة الصناعية، وموردي أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات، ينبغي النظر إلى قدرة تشكيل الشبكة ليس فقط كوظيفة عاكس متقدمة ولكن أيضًا كجزء من استراتيجية الإيرادات والامتثال المستقبلية لمشاريع تخزين الطاقة في ألمانيا.
تستخدم معظم أنظمة البطاريات التقليدية المتصلة بالشبكة التحكم في العاكس المتبع للشبكة.
يقوم العاكس المتتبع للشبكة عادةً بقياس جهد الشبكة وترددها الحاليين ومزامنة خرجه مع هذا المرجع الخارجي.
هذا النهج يعمل بشكل جيد عندما تكون شبكة الكهرباء تحتوي بالفعل على توليد متزامن كافٍ وجهد وتردد مرجعي قوي.
يتصرف العاكس المُشكِّل للشبكة بشكل مختلف.
بدلاً من اتباع الشبكة فقط، يمكنها إنشاء وتنظيم مرجع الجهد والتردد الخاص بها ضمن حدود تصميم المشروع.
اعتمادًا على نظام التحكم في الطاقة وهيكل التحكم، يمكن لنظام تخزين الطاقة بالبطاريات الذي يشكل شبكة أن يدعم وظائف مثل:
تزداد أهمية هذه الوظائف مع استبدال المولدات المتزامنة التقليدية بالطاقة الشمسية الكهروضوئية، وطاقة الرياح، وتخزين البطاريات، وغيرها من الموارد القائمة على العاكسات.
يشهد نظام الطاقة في ألمانيا تحولاً هيكلياً.
يتم توليد المزيد من الكهرباء بواسطة أصول طاقة الرياح والطاقة الشمسية المتصلة عبر إلكترونيات الطاقة، في حين أن حصة التوليد المتزامن التقليدي تتغير تدريجياً.
توفر المولدات التزامنية التقليدية بشكل طبيعي قصورًا ذاتيًا دورانيًا. يساعد هذا القصور الذاتي على إبطاء معدل تغير تردد الشبكة عندما يصبح توليد الكهرباء والطلب عليها غير متوازنين فجأة.
لا توفر الموارد القائمة على العاكس نفس الاستجابة المادية تلقائيًا.
يمكن التحكم في محولات تشكيل الشبكة لتوفير استجابة اصطناعية تدعم استقرار التردد.
لذلك، يقوم مشغلو أنظمة النقل في ألمانيا الآن بشراء Momentanreserve كخدمة نظام مخصصة.
بدأت فترة الشراء الأولى القائمة على السوق في 22 يناير 2026. وخلال فترة الشراء الأولية 2026/2027، حددت جميع مناطق التحكم في نظام النقل الألماني الأربعة حاجة مهمة إلى Momentanreserve.
هذه إشارة سوقية مهمة لمشاريع البطاريات المستقبلية.
تتحول القدرة على تشكيل الشبكة من موضوع تقني متخصص إلى ميزة قد يقوم مهندسو ومقاولون الطاقة والمطورون بتقييمها بشكل متزايد أثناء عملية شراء أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات.
يمكن وصف الاحتياطي اللحظي بأنه استجابة فورية لاختلال توازن الطاقة الفعالة في نظام الكهرباء.
يتمثل الغرض منه في الحد من معدل تغير تردد الشبكة خلال اللحظات الأولى التي تلي حدوث اضطراب.
تختلف هذه الاستجابة عن منتجات التحكم في التردد التقليدية التي يتم تفعيلها بعد انحراف التردد المقاس.
وفقًا لإطار التوريد الحالي في ألمانيا، يمكن توفير احتياطي العزم بواسطة الآلات المتزامنة من خلال القصور الذاتي الدوراني المادي أو بواسطة محولات تشكيل الشبكة من خلال القصور الذاتي الاصطناعي.
أما بالنسبة لتخزين الطاقة بالبطاريات، فإن المسار الثاني ذو أهمية خاصة.
تسلسل تشغيل مبسط:
عدم توازن الطاقة ← تغير سريع في التردد ← استجابة محول تشكيل الشبكة ← انخفاض تدرج التردد
تتم الاستجابة بسرعة فائقة وهي مصممة لدعم استقرار النظام قبل أن تبدأ خدمات الموازنة الأبطأ في العمل.
تستخدم ألمانيا إطار عمل للشراء بسعر ثابت لمشروع Momentanreserve.
يعتمد الأجر على منطقة الشراء ونوع المنتج ومدى توافر الوحدة المشاركة خلال فترة التسوية ذات الصلة.
يُميّز الإطار الحالي المنتجات من خلال:
ينتج عن ذلك أربع مجموعات منتجات مختلفة.
خلال فترة السعر الثابت الأولى من 22 يناير 2026 إلى 21 يناير 2028، قام مشغلو نظام النقل الألماني بنشر مكونات ذات سعر ثابت لهذه المنتجات.
يحمل المنتج المميز حاليًا مكافآت أعلى بكثير من المنتج الأساسي.
ومع ذلك، لا ينبغي لمطوري المشاريع التعامل مع الأسعار الثابتة المنشورة على أنها رقم إيرادات مضمون لكل نظام تخزين طاقة بالبطاريات.
تعتمد الأهلية الفعلية على المؤهلات الفنية والشهادات والتوافر ومتطلبات الشراء والتكوين المحدد لاحتياطي العزم للمشروع.
ربما، نعم.
قد يكون نظام تخزين طاقة البطارية الذي يستخدم محول تشكيل الشبكة المؤهل قادرًا على المشاركة إذا استوفى المتطلبات الفنية ومتطلبات الشراء المعمول بها.
النقطة المهمة هي أن الفرصة تعتمد بشكل أساسي على نظام التحكم في الطاقة وبنية التحكم في النظام بدلاً من كيمياء البطارية وحدها.
لا يصبح صندوق بطارية LiFePO4 تلقائيًا نظامًا قادرًا على الاحتفاظ باللحظة لمجرد امتلاكه طاقة وسعة طاقة كافية.
قد يحتاج المشروع أيضاً إلى إثبات ما يلي:
ينص إطار عمل المشتريات الخاص بمشغل نظام النقل الألماني تحديدًا على أن قدرة الوحدة القائمة على العاكس على توفير احتياطي العزم وإعدادات معلمات المحول ذات الصلة يتم التحقق منها من خلال الشهادة.
وهذا يعني أنه ينبغي على شركات الهندسة والمشتريات والإنشاءات مناقشة متطلبات احتياطي العزم في وقت مبكر من عملية اختيار نظام التحكم في الطاقة بدلاً من مناقشة ذلك بعد شراء نظام البطارية بالفعل.
تمتلك ألمانيا بالفعل أسواقاً راسخة لخدمات التحكم في التردد والموازنة.
لا يُعدّ احتياطي الزخم هو نفسه معدل الاحتفاظ بالوقود أو معدل الاحتفاظ بالوقود المعزز.
خدمة | الغرض الرئيسي | الاستجابة النموذجية |
احتياطي اللحظة | الحد من تدرج التردد الأولي | استجابة فورية للمحول أو استجابة القصور الذاتي |
FCR | تثبيت تردد النظام | استجابة سريعة يتم التحكم فيها بالتردد |
aFRR | استعادة توازن النظام | تفعيل التوازن التلقائي |
لذلك، قد يكون للبطارية عدة وظائف محتملة لخدمة النظام.
يتمثل التحدي التقني والتجاري في تحديد كيفية دمج هذه الخدمات دون إحداث تعارضات في سعة البطارية أو طاقة المحول أو التوافر أو متطلبات حالة الشحن.
هذا أحد أهم الأسئلة في اقتصاديات البطاريات التجارية.
تُنتج أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) أقوى جدوى مالية عندما يمكن دمج عدة مصادر قيمة.
قد يستخدم مشروع ألماني نظام البطاريات نفسه من أجل:
يُطلق على هذا النهج عادةً اسم تكديس الإيرادات أو تكديس القيمة.
ومع ذلك، لا يمكن ببساطة جمع الخدمات معًا في جدول بيانات دون مراعاة كيفية تفاعلها.
على سبيل المثال، قد يتطلب تقليل ذروة الطلب من البطارية الحفاظ على طاقة تفريغ كافية متاحة أثناء ساعات تشغيل المصنع.
قد يؤدي الموازنة بين أسعار الطاقة إلى تشجيع البطارية على الشحن أو التفريغ بقوة اعتمادًا على أسعار الكهرباء.
قد يتطلب عقد خدمة النظام الاحتفاظ بقدر معين من سعة المحول أو مدى توفره.
لذلك، يجب على نظام إدارة الطوارئ أن يقرر أي هدف له الأولوية في وقت معين.
قد يبدو هيكل الإيرادات العملي كما يلي:
الاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية + تقليل ذروة الطلب + موازنة الطاقة + خدمات الشبكة
ينبغي حساب التخصيص الدقيق لكل مشروع على حدة.
لا تحتاج جميع مشاريع البطاريات التجارية في ألمانيا إلى القدرة على تشكيل الشبكة اليوم.
قد لا تتطلب بطارية سعتها 200 كيلوواط ساعة مثبتة بشكل أساسي للاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية في المصنع نفس وظائف نظام تحويل الطاقة (PCS) مثل مشروع سعته 5 ميغاواط ساعة مصمم للمشاركة في خدمات النظام.
يصبح تشكيل الشبكة أكثر أهمية عندما يتضمن المشروع هدفًا واحدًا أو أكثر من الأهداف التالية:
بالنسبة للمشاريع التي تتراوح بين 500 كيلوواط ساعة و 5 ميغاواط ساعة تقريبًا، فمن المعقول بشكل متزايد أن تسأل شركات الهندسة والمشتريات والإنشاءات عما إذا كان نظام التحكم في الطاقة المختار يمكنه دعم عملية تشكيل الشبكة في المستقبل، حتى لو كان التطبيق الأولي هو إدارة الطاقة التجارية بشكل أساسي.
وهذا من شأنه أن يساعد في تجنب استبدال معدات تحويل الطاقة الرئيسية لاحقاً في حال تغير استراتيجية المشروع.
ميزة | نظام BESS لتتبع الشبكة | نظام تخزين الطاقة بالبطاريات لتشكيل الشبكة |
مرجع الشبكة | يتبع الجهد والتردد الحاليين | يمكن تحديد مرجع الجهد والتردد |
البيئة النموذجية | شبكة قوية | شبكة قوية، أو شبكة ضعيفة، أو شبكة صغيرة حسب التصميم |
القصور الذاتي الاصطناعي | محدود بشكل عام | يمكن دعمها بتحكم مناسب |
إمكانية احتياطي الزخم | عادةً لا تكون هذه هي البنية المستهدفة | مناسب محتمل رهناً بالمؤهلات |
عملية الجزيرة | يعتمد عادةً على مرجع خارجي | يمكن أن يدعم التشغيل المعزول في الأنظمة المناسبة |
تعقيد المشروع | أدنى | متطلبات تحكم وتشغيل أعلى |
لذلك، فإن تشكيل الشبكة ليس بالضرورة "أفضل" لكل مشروع.
يعتمد تصميم نظام التحكم في الطاقة الصحيح على تطبيق المشروع، وظروف الشبكة، واستراتيجية خدمة النظام، والتكلفة، والمتطلبات الفنية.
لنفترض موقعًا صناعيًا ألمانيًا يحتوي على:
قدرة الطاقة الشمسية الكهروضوئية: 1.5 ميجاوات
ذروة الطلب على الموقع: حوالي 1.2 ميغاواط
حد الربط بالشبكة: 1 ميغاواط
نظام البطارية: 1 ميغاواط / 2 ميغاواط ساعة
يتمثل الهدف الأولي للمشروع في تقليل ذروة الطلب وزيادة الاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية.
خلال إنتاج الطاقة الشمسية في منتصف النهار، يقوم نظام تخزين الطاقة بالبطاريات بتخزين فائض الكهرباء الكهروضوئية.
خلال فترات ذروة الأحمال في المصنع، يتم تفريغ البطارية للحفاظ على الطلب على الشبكة الكهربائية أقل من الحد المستهدف للموقع.
خلال فترات التفاوت الكبير في أسعار الكهرباء، قد يستخدم نظام إدارة الطاقة أيضًا جزءًا من البطارية للموازنة بين أسعار الطاقة.
إذا كان نظام التحكم في الطاقة يدعم عملية تشكيل الشبكة المؤهلة وكان المشروع يلبي متطلبات السوق ذات الصلة، فقد يقوم المطور لاحقًا بتقييم المشاركة في Momentanreserve أو خدمات النظام الأخرى.
وهذا يخلق بنية مشروع أكثر مرونة:
إيرادات اليوم الأول: الاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية + تقليل ذروة الطلب + المراجحة في مجال الطاقة
خيار الإيرادات المستقبلية: خدمات الشبكة المتقدمة
يمكن أن يكون هذا النوع من التخطيط للمستقبل ذا قيمة كبيرة للمشاريع المتوقع أن تعمل لمدة تتراوح بين 10 إلى 15 عامًا.
لا ينبغي التعامل مع خاصية تشكيل الشبكة على أنها مجرد خانة اختيار بسيطة في كتيب المنتج.
ينبغي على مقاولي الهندسة والمشتريات والإنشاءات ومطوري المشاريع التحقق من القدرة التقنية الفعلية لنظام التحكم وأنظمة التحكم.
تأكد مما إذا كان نظام التحكم في الطاقة يدعم بالفعل عملية تشكيل الشبكة بدلاً من التحكم التقليدي في تتبع الشبكة فقط.
إذا كان الاحتياطي اللحظي جزءًا من استراتيجية المشروع، فتأكد مما إذا كان المحول قادرًا على توفير استجابة القصور الذاتي الاصطناعي المطلوبة.
قد تتطلب قدرة خدمة الشبكة ذات الصلة شهادة، والتحقق من المعلمات، والتأهيل الخاص بالمشروع.
تحقق من نطاق تشغيل نظام تحويل الطاقة (PCS) للطاقة الفعالة، والطاقة غير الفعالة، والتحكم في الجهد، ووظائف دعم التردد.
قد تتطلب بعض وظائف دعم الشبكة أو الوظائف خارج الشبكة إنتاج طاقة لفترة قصيرة أعلى من المعدل المستمر العادي.
بالنسبة للشبكات الصناعية الصغيرة أو مواقع الشبكة المقيدة، قم بتقييم الأداء في ظل نسبة قصر الدائرة المنخفضة أو ظروف الشبكة الضعيفة.
يجب على نظام إدارة الطاقة تنسيق الأهداف التجارية ومتطلبات خدمة الشبكة دون خلق تعارضات في حالة الشحن أو توافر طاقة نظام تحويل الطاقة.
قد تتطلب المشاركة في خدمة النظام بيانات تشغيلية مفصلة والتحقق من سلوك المحول.
لا تكمن الأهمية المالية لتشكيل الشبكة في أن كل بطارية تكسب تلقائيًا مصدرًا جديدًا للدخل.
تكمن أهميته في قدرته على توسيع نطاق الخدمات التي قد يكون نظام تخزين الطاقة بالبطاريات قادراً تقنياً على تقديمها.
قد تُحقق البطاريات التجارية التقليدية قيمة من خلال:
قد يُضيف نظام تشكيل الشبكة الأكثر تطوراً ما يلي:
بالنسبة لأصول تخزين الطاقة بالبطاريات طويلة العمر، يمكن أن تصبح هذه الميزة الاختيارية ذات أهمية تجارية.
بالنسبة للأنظمة الأصغر المستخدمة فقط للاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية أو كنسخة احتياطية أساسية، قد لا يكون تشكيل الشبكة هو الأولوية الأولى للشراء.
أما بالنسبة لأنظمة C&I الأكبر حجماً والتي تتراوح سعتها بين 500 كيلوواط ساعة و5 ميغاواط ساعة تقريباً، فإن السؤال أصبح أكثر أهمية.
ينبغي على المطورين مراعاة ما إذا كان المشروع قد يحتاج لاحقاً إلى:
إن اختيار بنية نظام التحكم الحاسوبي الجاهزة للمستقبل أثناء تصميم المشروع الأولي يمكن أن يقلل من مخاطر استبدال المعدات المكلفة لاحقًا.
توفر شركة GSL ENERGY أنظمة تخزين طاقة البطاريات التجارية والصناعية لتطبيقات تتراوح من عدة مئات من الكيلوواط ساعة إلى مشاريع متعددة الميغاواط ساعة.
تشمل بنى الأنظمة المتاحة ما يلي:
بالنسبة لمشاريع الطاقة التجارية والصناعية الألمانية، يمكن تقييم نظام البطاريات بناءً على متطلبات التشغيل الحالية وإمكانات خدمة الشبكة المستقبلية.
تتضمن معلومات المشروع المهمة ما يلي:
الموقع | ملف تعريف الحمل | ذروة الطاقة | سعة الألواح الكهروضوئية | طاقة البطارية | سعة التخزين | الربط بالشبكة | استراتيجية التشغيل
عندما تكون هناك حاجة إلى تكوين الشبكة، أو بدء التشغيل من الصفر، أو الشبكة الضعيفة، أو قدرة خدمة النظام، يجب تقييم بنية PCS وEMS في بداية تصميم المشروع.
يستخدم نظام تخزين الطاقة بالبطاريات لتشكيل الشبكة عاكسًا مناسبًا أو بنية تحكم PCS قادرة على إنشاء وتنظيم مراجع الجهد والتردد بدلاً من مجرد اتباع مرجع الشبكة الحالي.
يُعدّ احتياطي العزم استجابةً فوريةً للنظام تُستخدم للحدّ من التغيرات السريعة في التردد عقب اختلال توازن الطاقة الفعّالة. وقد بدأت ألمانيا في طرح هذه الخدمة للشراء عبر السوق في يناير 2026.
من المحتمل. قد يكون نظام البطارية الذي يستخدم محول تشكيل الشبكة المؤهل قادراً على توفير القصور الذاتي الاصطناعي، وذلك رهناً بالمتطلبات الفنية ومتطلبات الاعتماد والتوافر ومتطلبات الشراء المعمول بها.
لا. يعتمد هذا الشرط على تطبيق المشروع. قد لا تتطلب بطارية شمسية تجارية صغيرة ذلك، بينما قد يستفيد مشروع أكبر متعدد الميغاواط/ساعة يستهدف خدمات الشبكة أو تشغيل الشبكات الصغيرة من إمكانية تشكيل الشبكة.
من المحتمل ذلك، نعم. يمكن لنظام تخزين الطاقة بالبطاريات نفسه أن يدعم تطبيقات متعددة إذا تم تنسيق نظام التحكم في الطاقة، ونظام إدارة الطاقة، واستراتيجية حالة الشحن، ومتطلبات التوافر المتعاقد عليها بشكل صحيح.
لا توجد سعة دنيا أو مثالية محددة. تعتمد الملاءمة التقنية بشكل أكبر على قدرة نظام تحويل الطاقة، وظروف الشبكة، ومتطلبات المشروع، ومؤهلات خدمة النظام، أكثر من اعتمادها على عدد الكيلوواط/ساعة فقط.
بالنسبة للمشاريع التجارية والصناعية الأكبر حجماً، والشبكات الصغيرة، والمشاريع متعددة الميغاواط المتوقعة أن تعمل لسنوات عديدة، قد يكون من المفيد تقييم قدرة تشكيل الشبكة أثناء اختيار نظام تحويل الطاقة الأولي، حتى لو لم تتطلب استراتيجية التشغيل الأولى ذلك.
يتجاوز سوق تخزين البطاريات في ألمانيا مجرد نقل الطاقة الأساسي.
لا تزال حالات استخدام تقليل ذروة الطلب، والاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية، وأسعار الكهرباء الديناميكية، وموازنة الطاقة حالات استخدام مهمة في القطاع التجاري والصناعي، لكن خدمات استقرار الشبكة تخلق طبقة أخرى من الفرص التقنية والتجارية.
يُعد بدء عملية شراء احتياطيات مومنتان القائمة على السوق في عام 2026 إشارة مهمة.
بالنسبة لمقاولي الهندسة والمشتريات والإنشاءات ومطوري المشاريع، فإن المغزى ليس أن كل بطارية يجب أن تصبح على الفور مكونة للشبكة.
الاستنتاج الأكثر عملية هو أنه ينبغي الآن مراعاة قدرة نظام التحكم في العمليات، وهيكلية نظام إدارة الطاقة، وأهلية خدمة النظام، ومرونة التشغيل المستقبلية في وقت مبكر من عملية تصميم المشروع.
بالنسبة لنظام تخزين الطاقة بالبطاريات المتوقع تشغيله لمدة تتراوح بين 10 إلى 15 عامًا، فإن القدرة على دعم تدفقات الإيرادات المستقبلية يمكن أن تكون بنفس أهمية سعة البطارية الأولية بالكيلوواط ساعة.
تعمل شركة GSL ENERGY مع مقاولي الهندسة والمشتريات والإنشاءات، ومكاملين الأنظمة، والموزعين، ومطوري المشاريع التجارية على أنظمة تخزين البطاريات القابلة للتطوير للمصانع، ومشاريع الطاقة الشمسية بالإضافة إلى التخزين، والشبكات الصغيرة، وشحن المركبات الكهربائية، وإدارة الطاقة الصناعية.
لإجراء تقييم أولي للمشروع، يرجى إرسال ما يلي:
الموقع | ذروة الطاقة | سعة التخزين | حجم الألواح الكهروضوئية | الربط بالشبكة | التطبيق
Related Articles: