ما هو نظام تخزين الطاقة بالبطاريات (ميغاواط/ساعة)؟ - مقاييس الأداء الأساسية لمشاريع تخزين الطاقة على مستوى الشبكة والمباني الصناعية

مع استمرار ارتفاع نسبة توليد الطاقة المتجددة، يُظهر المستخدمون التجاريون والصناعيون، إلى جانب مشغلي الشبكات، طلبًا متزايدًا على فهم "سعة تخزين الطاقة" و"تقنيات التخزين طويل الأمد". عند تحديد معايير أنظمة تخزين الطاقة، أصبحت وحدة ميغاواط/ساعة (MWh) هي الوحدة القياسية في الصناعة لقياس إجمالي سعة إنتاج الطاقة لهذه الأنظمة.

يقوم هذا البحث الفني بتحليل شامل لمبادئ وقيمة أنظمة تخزين الطاقة بمقياس ميجاوات ساعة (ميجاواط ساعة BESS) من وجهات نظر تشمل الهندسة، وهندسة النظام، والمعايير الفنية، والمكونات الرئيسية، وسيناريوهات تطبيق المشروع.

I. ما هو نظام تخزين الطاقة ميجاوات ساعة ؟

تشير MWh (ميغاواط/ساعة) إلى إجمالي الطاقة التي يمكن لنظام تخزين الطاقة إطلاقها خلال ساعة واحدة.

1 ميجاوات ساعة = 1000 كيلووات ساعة

1 ميجاوات ساعة = 1,000,000 واط ساعة

عندما يتم تصنيف نظام تخزين الطاقة عند 2 ميجاوات ساعة، فهذا يعني أنه يمكنه:

دعم حمل 1 ميجاوات لمدة ساعتين

أو الحفاظ على حمل 500 كيلو وات لمدة 4 ساعات

أو إمداد ما يقرب من 300-600 أسرة بساعة واحدة من استهلاك الكهرباء (حسب المنطقة)

يتم استخدام ميجاوات الساعة بشكل أساسي في مشاريع تخزين الطاقة التجارية والصناعية (C&I ESS) ومشاريع تخزين الطاقة على نطاق المرافق (Utility ESS)، وتعمل كمقياس أساسي في تخطيط نظام الطاقة المتجددة.

II. لماذا يُستخدم ميجاوات/ساعة في أنظمة تخزين الطاقة بدلاً من كيلووات/ساعة؟

عندما تتجاوز سعة تخزين الطاقة 500 كيلووات ساعة، تلجأ الصناعة إلى ميجاوات ساعة كوحدة قياس لأسباب منها:

1. تُسهّل مقاييس المشاريع الصناعية الأكبر نطاق التدوين الموحد

على سبيل المثال:

تخزين الطاقة التجارية والصناعية بقدرة 1 ميجاوات في الساعة

تخزين الطاقة على نطاق صغير بقدرة 5 ميجاوات في الساعة

محطة شحن وتخزين الطاقة الكهروضوئية المتكاملة بقدرة 20 ميجاوات في الساعة

مشروع إدارة أحمال الشبكة بقدرة 100 ميجاوات ساعة

2. التوافق مع مصطلحات هندسة الطاقة والبناء والمرافق

يستخدم مقاولو الهندسة والمشتريات والبناء ومُدمجو الأنظمة ومطورو الطاقة بشكل موحد ميغاواط/ساعة في العطاءات ودراسات الجدوى وحسابات الاستثمار.

3. انعكاس دقيق لقيمة النظام

لا تشمل قيمة تخزين الطاقة الطاقة (ميغاواط) فحسب، بل تشمل أيضًا "المدة" (ساعة)، حيث يحدد كلا المكونين معًا ميغاواط/ساعة.

ثالثًا. ما هي الوحدات الأساسية التي تُشكل نظام تخزين الطاقة (ميغاواط/ساعة)؟

تشكل أنظمة تخزين الطاقة بمقياس ميجاوات ساعة أنظمة تخزين طاقة البطارية (BESS) الكاملة، والتي تتألف عادةً من:

1. نظام البطارية

التكوينات السائدة:

(1) أنظمة تخزين الطاقة في حاويات (20 قدمًا/40 قدمًا)

20 قدمًا: 0.5–1.5 ميجاوات ساعة

40 قدمًا: 2-5 ميجاوات ساعة

التكوينات الرئيسية: وحدات متكاملة مبردة بالسائل/مبردة بالهواء

(2) هندسة البطارية ذات الجهد العالي (رف الجهد العالي)

منصات الجهد الشائعة: 768 فولت، 1024 فولت، 1330 فولت

نوع البطارية:

LFP (السائد): جميع منتجات GSL ENERGY تستخدم بطاريات LiFePO₄

الخلايا الرئيسية:

280 أمبير/ساعة، 300 أمبير/ساعة، 314 أمبير/ساعة، 320 أمبير/ساعة

2. PCS (نظام تحويل الطاقة)

وحدة تحويل الطاقة ثنائية الاتجاه، تتضمن المعلمات الرئيسية ما يلي:

الطاقة: 250 كيلو واط / 500 كيلو واط / 630 كيلو واط / 1250 كيلو واط / 1500 كيلو واط

التحكم في معامل القدرة

كفاءة التحويل ثنائي الاتجاه > 97%

تحدد PCS "سعة الطاقة (MW)" لنظام تخزين الطاقة

3. نظام إدارة المباني/أنظمة إدارة الطوارئ الطبية

نظام إدارة البطارية (BMS)

المسؤوليات:

موازنة الخلايا

حساب SOC/SOH

إدارة درجة الحرارة

جدولة النظام المتوازي متعدد المجموعات

نظام إدارة الطاقة (EMS)

المسؤوليات:

استراتيجيات التسعير في أوقات الذروة وخارج أوقات الذروة

جدولة ربط الطاقة الكهروضوئية

تنسيق مولدات الديزل

المراقبة عن بعد

تنظيم الترددات/خفض ذروة الاستهلاك/المشاركة في سوق الطاقة

4. نظام الإدارة الحرارية

تستخدم الأنظمة التي تتجاوز 500 كيلووات ساعة عادةً ما يلي:

التبريد السائل (السائد): التحكم في فرق درجة الحرارة ±2 درجة مئوية

تبريد الهواء (ميزة التكلفة)

تؤثر الإدارة الحرارية الفعالة بشكل مباشر على:

عمر البطارية

كفاءة الطاقة

استقرار تشغيل النظام

أصبح التبريد السائل هو التكوين القياسي لأنظمة تخزين الطاقة ميجاوات ساعة.

5. نظام حماية السلامة (حماية بخمس طبقات)

يجب أن تلبي أنظمة تخزين الطاقة ميجاوات ساعة ما يلي:

حماية من الجهد الزائد/الجهد المنخفض

اختبار العزل

أجهزة استشعار الدخان ودرجة الحرارة

أنظمة إطلاق الغاز

أنظمة إخماد الحرائق المغلقة (على سبيل المثال، حلول بديلة للهباء الجوي الساخن/SF6)

تتطلب مشاريع تخزين الطاقة واسعة النطاق عادةً اختبارات UL9540A وIEC62933.

رابعًا. في أي القطاعات يُمكن نشر أنظمة تخزين الطاقة (ميغاواط/ساعة)؟

السيناريوهات الخمسة الأسرع نموًا للتطبيق على مستوى العالم هي:

1. حلاقة الذروة التجارية والصناعية

القطاعات المناسبة:

المصانع ومجمعات البيع بالتجزئة ومراكز البيانات والفنادق والمستودعات الكبيرة

يمكن أن يقلل تخزين الطاقة من:

رسوم السعة

رسوم السعة

تكاليف الكهرباء في أوقات الذروة

2. تخزين الطاقة الصناعية من جانب الحمل + التشغيل المتزامن للطاقة الكهروضوئية

يمكن للمؤسسات تحقيق ما يلي:

الطاقة الكهروضوئية → شحن التخزين

التخزين → التجديد خلال ساعات الذروة

ذروة الطلب → تفريغ الطاقة المخزنة

تشكيل نموذج التآزر PV-ESS.

3. الشبكات الصغيرة / الأنظمة المستقلة عن الشبكة

مناسب ل:

الجزر ومواقع التعدين والمناطق النائية والمعسكرات

يوفر تخزين الطاقة:

تثبيت الجهد

إمكانية البدء باللون الأسود

التشغيل الهجين مع مولدات الديزل

التكوين النموذجي:

تكامل ثلاثي المصادر للطاقة الشمسية + الديزل + BESS

4. خدمات الشبكة

مشاركة تخزين الطاقة في أسواق الكهرباء:

تنظيم التردد (FR)

تنظيم الذروة

محطة الطاقة الافتراضية (VPP)

التحكيم بين القمة والوادي

توفير نماذج أعمال ذات عوائد أعلى لمطوري الطاقة.

5. محطة شحن السيارات الكهربائية

يخفف تخزين الطاقة على نطاق ميجاوات ساعة من تأثيرات محطات الشحن السريع على الشبكة:

يقلل من رسوم الطلب

يدعم نقاط شحن 60–350 كيلو وات

يوفر مخرجات فورية عالية الطاقة

٧. الخاتمة: تخزين الطاقة (ميغاواط/ساعة) كبنية أساسية للتحول في قطاع الطاقة

بالنسبة لمستخدمي الشركات وشركات الطاقة ومقاولي الهندسة والمشتريات والبناء أو مطوري الطاقة على حد سواء، أصبحت قيمة نشر أنظمة تخزين الطاقة على نطاق ميجاوات في الساعة واضحة بسرعة:

خفض تكاليف الكهرباء

تعزيز الاكتفاء الذاتي من الطاقة

دعم تكامل شبكة الطاقة المتجددة

توفير الطاقة الاحتياطية

تحسين استقرار الشبكة

تسريع الحياد الكربوني

مع النضج التكنولوجي، وانخفاض التكاليف، وزيادة الدعم الوطني لتخزين الطاقة، فإن السنوات الثلاث إلى الخمس المقبلة سوف تشهد مرحلة نمو هائلة لتخزين الطاقة على نطاق ميجاوات ساعة.