أصبح مصطلح نظام تخزين الطاقة الهجين Hess مرادفًا للإدارة الذكية للطاقة. يرمز HESS إلى نظام تخزين الطاقة الهجين، ويؤكد الاختصار على الاقتران التآزري بين تقنيات التخزين المتعددة. يجمع نظام تخزين الطاقة الهجين من هيس عادةً بين جهاز عالي الطاقة (بطارية) وجهاز عالي الطاقة (مكثف فائق أو دولاب الموازنة) تحت تحكم موحد.
يعد فهم نظام تخزين الطاقة الهجين أمرًا ضروريًا قبل الغوص في تفاصيل نظام HESS. في حين أن جميع أنظمة HESS عبارة عن أنظمة هجينة، إلا أنه لا يتم تصنيف جميع الأنظمة الهجينة باسم HESS. غالبًا ما يتضمن تعيين HESS إلكترونيات طاقة متقدمة ونظامًا متطورًا لإدارة الطاقة قادرًا على التبديل بأقل من مللي ثانية.
في Injet Hancang، تم تصميم منتجات نظام تخزين الطاقة الهجين Hess الخاص بنا حول بطاريات فوسفات حديد الليثيوم ومكثفات أيون الليثيوم الهجينة. يوفر هذا المزيج أفضل ما في العالمين: أكثر من 10,000 دورة حياة من المكثف و200 وات/كجم من البطارية. والنتيجة هي نظام هيس لتخزين الطاقة الهجين الذي يتفوق على أنظمة البطارية التقليدية فقط في كل تطبيق ديناميكي.
يحل نظام تخزين الطاقة الهجين من هيس المفاضلة الأساسية بين الطاقة والقوة. تخزن البطاريات كميات كبيرة من الطاقة ولكنها تتحلل بسرعة عند تفريغها بمعدل C مرتفع. توفر المكثفات الفائقة طاقة هائلة ولكنها تخزن القليل من الطاقة. يستخدم نظام تخزين الطاقة الهجين Hess المصمم بشكل صحيح كل مكان يتفوق فيه.
تتضمن أنواع أنظمة تخزين الطاقة الهجينة المؤهلة لـ HESS عادةً تقسيم الطاقة النشط. الهجينة السلبية (حيث يتم توصيل البطارية والمكثف الفائق بالتوازي) لا تحقق الفوائد الكاملة. يستخدم نظام تخزين الطاقة الهجين النشط من نوع Hess محولات DC/DC للتحكم بشكل مستقل في تدفق الطاقة، مما يسمح بتحسين حالة الشحن ومستويات الجهد.
قامت شركة Injet Hancang بنشر ما يزيد عن 150 وحدة من أنظمة تخزين الطاقة الهجينة النشطة من نوع Hess في جميع أنحاء العالم. تُظهر البيانات الميدانية أن نظام HESS النشط الخاص بنا يعمل على إطالة عمر تقويم البطارية بنسبة 50-70% مقارنةً بالتكوينات السلبية أو التكوينات التي تستخدم البطارية فقط. هذا التحسن وحده يبرر التكلفة الإضافية لإلكترونيات الطاقة.
يعترف سوق أنظمة تخزين طاقة البطاريات الهجينة بشكل متزايد بنظام HESS النشط باعتباره المعيار الذهبي. يقوم عملاء المرافق والعملاء التجاريون الآن بتحديد الهياكل النشطة في المناقصات، ويرفضون التصميمات السلبية باعتبارها غير كافية لمتطلبات الشبكة الحديثة.
يتضمن كل نظام تخزين طاقة هجين من شركة Injet Hancang هذه الأنظمة الفرعية الرئيسية:
دور تكنولوجيا النظام الفرعي في HESS
بنك البطارية الخلايا المنشورية LFP طاقة طويلة الأمد، 2-8 ساعات
بنك المكثفات الفائقة 3000F خلايا EDLC طاقة عالية التردد، <10 ثوانٍ
محول الجسر المزدوج النشط SiC MOSFETs للتحكم في تدفق الطاقة ثنائي الاتجاه
عاكس هجين توصيل بيني لشبكة NPC بثلاثة مستويات
وحدة تحكم HESS ARM + FPGA قرار تقسيم الطاقة في الوقت الحقيقي
لوحة تحكم إنترنت الأشياء لتحليلات السحابة، الصيانة التنبؤية
إن فهم ما هو نظام تخزين الطاقة الهجين على مستوى المكونات يساعد في تحديد النظام المناسب. على سبيل المثال، اختيار سعة المكثف الفائق يحدد المدة التي يستطيع فيها نظام تخزين الطاقة الهجين من هيس التعامل مع حدث عابر دون النقر على البطارية. يقوم Injet Hancang بقياس هذا بناءً على عابري الحمل المُقاسين.
تختلف أنواع أنظمة تخزين الطاقة الهجينة في اختيار المكونات. بالنسبة للتطبيقات عالية الانتقال مثل الشحن السريع للمركبات الكهربائية، نستخدم بنوك مكثفات فائقة أكبر. للحصول على تجانس متجدد طويل الأمد، قمنا بزيادة سعة البطارية مع الاحتفاظ بمكثف فائق أصغر للتحكم في معدل المنحدر.
يكمن ذكاء نظام هيس لتخزين الطاقة الهجين في خوارزمية التحكم الخاصة به. يستخدم Injet Hancang بنية تحكم هرمية مكونة من ثلاث طبقات:
الطبقة 1: القياس والتصفية - يتم أخذ عينات من التيار والجهد عند 20 كيلو هرتز. يفصل مرشح الترددات المنخفضة الرقمي مع تردد القطع التكيفي بين المكونات عالية التردد (الطاقة) والتردد المنخفض (الطاقة). تردد القطع هو المعلمة الرئيسية التي تحدد كيفية قيام نظام تخزين الطاقة الهجين Hess بتخصيص الطاقة.
الطبقة 2: آلة الحالة - بناءً على الإشارات المفلترة، تقرر وحدة التحكم ما إذا كانت ستقوم بشحن/تفريغ البطارية، أو شحن/تفريغ المكثف الفائق، أو نقل الطاقة بينهما. تفرض هذه الطبقة أيضًا حدود الأمان (الجهد والتيار ودرجة الحرارة).
الطبقة 3: التحسين - تتطلع خوارزمية التحكم التنبؤية النموذجية إلى الأمام بمقدار 100 مللي ثانية، وتتنبأ بالحمل بناءً على التاريخ الحديث وشبكة عصبية بسيطة. ثم يقوم بضبط تردد القطع لتقليل ذروة تيار البطارية مع الحفاظ على جهد المكثف الفائق ضمن نافذة آمنة.
هذا النهج ثلاثي الطبقات هو ما يميز نظام تخزين الطاقة الهجين النشط من هيس عن التصميمات السلبية. في سوق أنظمة تخزين طاقة البطاريات الهجينة، لا يقدم سوى البائعين المتقدمين مثل Injet Hancang مثل هذا التحكم المتطور.
نحن نقدم أربعة أنواع متميزة من أنظمة تخزين الطاقة الهجينة المصممة خصيصًا لتطبيقات مختلفة:
التكوين الأكثر شعبية لدينا. مناسبة للحلاقة التجارية في أوقات الذروة، وتنظيم تردد الشبكة، والتنعيم الشمسي. **نظام تخزين الطاقة الهجين Hess** من النوع H1 يأتي بوحدات بقدرة 50 كيلووات إلى 2 ميجاوات.
مصممة للشحن السريع للمركبات الكهربائية والرافعات الصناعية. يستخدم مكثفات فائقة أكبر (خلايا 6000 فهرنهايت) للتعامل مع نبضات مدتها 30 ثانية. يحقق **نظام تخزين الطاقة الهجين من Hess** نسبة طاقة إلى طاقة تبلغ 8:1.
للشبكات الصغيرة البعيدة التي تتطلب 8-12 ساعة من النسخ الاحتياطي. توفر بطارية التدفق دورات غير محدودة لركوب الدراجات اليومية، بينما يتعامل الليثيوم مع القمم الأسبوعية. من بين جميع **أنواع أنظمة تخزين الطاقة الهجينة**، يتميز هذا النظام بأقل تكلفة مستوية لتطبيقات التدوير العالي.
لمراكز البيانات والمستشفيات. توفر دولاب الموازنة 10 ثوانٍ من النسخ الاحتياطي الفوري، مما يغطي الفجوة حتى تشغيل المولدات. يتميز **نظام تخزين الطاقة الهجين من Hess** بوقت نقل مُقاس يقل عن 2 مللي ثانية.
يشترك كل نوع من هذه الأنواع من أنظمة تخزين الطاقة الهجينة في نفس منصة التحكم، مما يسمح للعملاء بترقية التكوينات أو تغييرها دون إعادة تدريب الموظفين.
يشهد سوق أنظمة تخزين طاقة البطاريات الهجينة تطورًا سريعًا. تؤثر العديد من الاتجاهات بشكل مباشر على اعتماد نظام تخزين الطاقة الهجين من شركة Hess:
انخفاض أسعار المكثفات الفائقة – انخفضت تكاليف المكثفات الفائقة بنسبة 60٪ منذ عام 2015، مما يجعل التكلفة الإضافية لنظام تخزين الطاقة الهجين هيس أكثر قبولا. ويتوقع بعض المحللين تكافؤ الأسعار مع البطاريات للتطبيقات قصيرة المدة بحلول عام 2028.
تغييرات رمز الشبكة - يحتاج العديد من مشغلي الشبكة الآن إلى استجابة ترددية سريعة (FFR) مع تنشيط أقل من ثانية. لا يمكن للأنظمة التي تعمل بالبطارية فقط توفير FFR دون تسريع عملية التقادم. يتفوق نظام تخزين الطاقة الهجين من شركة هيس في FFR، ويحقق إيرادات متميزة في أسواق مثل المملكة المتحدة وأستراليا.
بطاريات الحياة الثانية – يشهد سوق نظام تخزين طاقة البطاريات الهجينة زيادة في استخدام بطاريات السيارات الكهربائية المتقاعدة كمكون للطاقة في HESS. تقدم Injet Hancang منتج HESS معتمدًا للحياة الثانية مع ضمان لمدة 5 سنوات، بسعر أقل بنسبة 40% من أنظمة البطاريات الجديدة.
متطلبات الإدارة الحرارية - تتطلب معايير السلامة الجديدة (UL 9540A) اختبار الانتشار الحراري الجامح. يجتاز نظام تخزين الطاقة الهجين من نوع هيس مع المكثفات الفائقة هذه الاختبارات بسهولة أكبر لأن المكثفات الفائقة لا تتعرض للهروب الحراري. وهذه ميزة كبيرة في المناطق المعرضة للحرائق.
المعلمة نظام تخزين الطاقة الهجين HESS للبطارية فقط (LFP) والمكثف الفائق فقط
كثافة الطاقة 150 وات ساعة/كجم 5 وات ساعة/كجم 70-100 وات ساعة/كجم
كثافة الطاقة 0.5 كيلووات/كجم 12 كيلووات/كجم 3-5 كيلووات/كجم
دورة الحياة بنسبة 100% DoD 3,000–5,000 500,000+ 100,000+ للجزء ذو الغطاء الفائق
وقت الاستجابة 20-100 مللي ثانية<1 مللي ثانية <5 مللي ثانية
التكلفة لكل كيلوواط ساعة 150-200 دولار 3000-5000 دولار 500-800 دولار
التكلفة لكل كيلووات 150-200 دولارًا 100-150 دولارًا 120-180 دولارًا
أفضل تطبيق التحول طويل الأمد العابرين دون الثانية الأحمال المختلطة
كما يوضح الجدول، يوفر نظام تخزين الطاقة الهجين من هيس ملفًا متوازنًا، مما يجعله الحل الأكثر تنوعًا لشبكات العالم الحقيقي.
وليس من وجهة نظر المستخدم. **يقدم نظام تخزين الطاقة الهجين Hess من Injet Hancang** واجهة واحدة. تقسيم الطاقة الداخلي مؤتمت بالكامل. يرى المشغلون فقط الطاقة الصافية وحالة الشحن. التعقيد الإضافي موجود بالكامل داخل وحدة التحكم.
يمكن لنظام تخزين الطاقة الهجين Hess الاستمرار في العمل في وضع البطارية فقط، وإن كان ذلك بقدرة منخفضة على الذروة. **تصميمات Injet Hancang** للتدهور الرائع. تكتشف وحدات التحكم لدينا أخطاء المكثفات الفائقة خلال دورة واحدة وتعيد تكوين النظام تلقائيًا.
نعم. وهذا ما يسمى متعدد الاستخدامات أو تكديس القيمة. يمكن لنظام تخزين الطاقة الهجين Hess إجراء تنظيم التردد (خدمة الشبكة) مع تقليل رسوم الطلب أيضًا (خلف العداد). يدعم نظام EMS الخاص بـ **Injet Hancang** التحسين المتزامن لتدفقات الإيرادات المتعددة، وهي ميزة رئيسية في **سوق أنظمة تخزين طاقة البطاريات الهجينة**.
تطلب شركة HESS حاليًا سعرًا أعلى بنسبة 15-20% مقارنة بالأنظمة التي تعمل بالبطارية فقط. ومع ذلك، فإن **سوق أنظمة تخزين طاقة البطاريات الهجينة** تتجه نحو نظام HESS لأي تطبيق ذي أحمال ديناميكية. بحلول عام 2028، يتوقع المحللون أن تمثل HESS 40% من عمليات نشر وحدات التخزين غير السكنية الجديدة.
يتطلب الحجم المناسب لنظام تخزين الطاقة الهجين من هيس أكثر من مجرد حساب بسيط للطاقة القصوى. يستخدم Injet Hancang عملية من خمس خطوات:
الخطوة 1: تسجيل حمل عالي الدقة - نسجل عند 100 هرتز لمدة أسبوع واحد على الأقل. يؤدي هذا إلى التقاط الأحداث العابرة التي يفتقدها التسجيل البطيء.
الخطوة 2: تحليل التردد - باستخدام تحليل المويجات، نقوم بفصل الحمل إلى مكونات عالية التردد (أعلى من 0.1 هرتز) ومكونات منخفضة التردد. يحدد الجزء عالي التردد حجم المكثف الفائق.
الخطوة 3: تحسين الطاقة مقابل الطاقة - نحسب الحد الأدنى من السعة الفائقة اللازمة لتغطية جميع الأحداث التي تزيد عن 0.1 هرتز، ثم نضيف هامشًا بنسبة 20%. تم تحديد حجم البطارية بما يتناسب مع الطاقة المنخفضة التردد المتبقية خلال فترة الاستقلالية المطلوبة.
الخطوة 4: المحاكاة الحرارية – باستخدام تحليل العناصر المحدودة، نقوم بمحاكاة أسوأ حالة لتسخين المكثفات الفائقة. وهذا يحدد متطلبات التبريد لنظام تخزين الطاقة الهجين من هيس.
الخطوة 5: التحقق الاقتصادي - نقوم بحساب تكلفة التخزين المستوية (LCOS) على مدار 15 عامًا، بما في ذلك استبدال بطارية واحدة. فقط إذا كان LCOS أقل من البطارية فقط، فإننا نوصي باستخدام HESS.
أكسبت هذه المنهجية الصارمة شركة Injet Hancang سمعة طيبة فيما يتعلق بالدقة في سوق أنظمة تخزين طاقة البطاريات الهجينة.
مع نضوج سوق أنظمة تخزين طاقة البطاريات الهجينة، يظهر نظام تخزين الطاقة الهجين من هيس كحل مثالي لمعظم التطبيقات التجارية وتطبيقات المرافق. ومن خلال الجمع بين نقاط قوة البطاريات والمكثفات الفائقة، توفر HESS عمرًا طويلًا واستجابة سريعة وكفاءة عالية - وهي ثلاث سمات لا يمكن أن يوفرها تخزين التكنولوجيا الواحدة في وقت واحد.
إن فهم ما هو نظام تخزين الطاقة الهجين في سياق HESS يكشف عن سبب تحول المرافق والشركات الكبرى. تستمر أنواع أنظمة تخزين الطاقة الهجينة في التوسع، لكن المكثف الفائق للبطارية HESS يظل الأكثر ثباتًا وتنوعًا.
يدعوك Injet Hancang للانضمام إلى ثورة HESS. يقدم فريقنا الهندسي دراسات جدوى مجانية ومحاكاة النظام وحسابات عائد الاستثمار. اتصل بنا اليوم لتعرف كيف يمكن لنظام تخزين الطاقة الهجين من Hess تحويل البنية التحتية للطاقة لديك.