نظام تخزين الطاقة التجاري عبارة عن تركيب بطارية متكامل في منشأة تجارية لإدارة تكاليف الكهرباء وتوفير موثوقية الطاقة. توفر Injet HanCang أنظمة تخزين طاقة تجارية كاملة بما في ذلك البطاريات والمحولات وأجهزة التحكم والتبريد في حل هندسي واحد. تعرض هذه المقالة مبادئ تصميم النظام ومواصفات المكونات وبيانات الأداء من أنظمة تخزين الطاقة التجارية.
يتبع نظام تخزين الطاقة التجاري الكامل من Injet HanCang بنية معيارية. تشتمل البنية على رفوف البطاريات وخزائن تحويل الطاقة ولوحات التحكم ووحدات الإدارة الحرارية. يتم تركيب جميع المكونات في حاوية مشتركة أو في حاويات مجاورة متصلة بواسطة كابلات الطاقة والاتصالات. تحتوي رفوف البطاريات على وحدات فوسفات حديد الليثيوم مرتبة في سلاسل متسلسلة. يحتوي كل حامل على وحدة مخصصة لإدارة البطارية تراقب جهد الخلية ودرجات الحرارة. تتواصل وحدة إدارة البطارية مع وحدة التحكم المركزية من خلال ناقل CAN. تم تصميم رفوف البطارية للوصول الأمامي، مما يسمح باستبدال الوحدة دون تحريك رفوف أخرى. تحتوي خزانات تحويل الطاقة على محول واحد أو أكثر ثنائي الاتجاه. كل عاكس لديه تصنيف من مائة إلى ثلاثمائة كيلووات. يمكن موازاة محولات متعددة لتحقيق معدلات طاقة أعلى. تشتمل العاكسات على قطع التيار المتردد والتيار المستمر، وقواطع الدائرة، وأجهزة الحماية من زيادة التيار. تشتمل العاكسات أيضًا على مكونات واجهة الشبكة للتوصيل البيني للمرافق. تحتوي لوحة التحكم على نظام إدارة الطاقة الذي يتضمن المعالج والذاكرة وواجهات الاتصال. تشتمل لوحة التحكم أيضًا على شاشة تعمل باللمس للمراقبة والتكوين المحلي. يتواصل نظام إدارة الطاقة مع وحدات إدارة البطارية والمحولات والأجهزة الخارجية من خلال بروتوكولات متعددة.
يتطلب تصميم نظام تخزين الطاقة التجاري تحديد العديد من العوامل التي تؤثر على الأداء والتكلفة. يسرد الجدول أدناه معلمات التصميم الرئيسية ونطاقاتها النموذجية. وصف المعلمة النطاق النموذجي Injet HanCang Standard قوة النظام الحد الأقصى لطاقة التفريغ المستمر من 50 إلى 1000 كيلووات يطابق الحمل الأقصى طاقة النظام سعة البطارية القابلة للاستخدام من 100 إلى 2000 كيلووات ساعة من 4 إلى 6 ساعات عند الحمل المتوسط جهد التيار المستمر جهد سلسلة البطارية 300 إلى 900 فولت 600 فولت جهد التيار المتردد الاسمي جهد توصيل الشبكة 208 إلى 480 فولت 480 فولت للأغراض التجارية التردد تردد نظام التيار المتردد 50 أو 60 هرتز يعتمد على المنطقة وضع التشغيل إستراتيجية التوزيع الأولية الطلب، المراجحة، الهجين اختيار العملاء تم تصميم أنظمة تخزين الطاقة التجارية Injet HanCang للعمل ضمن هذه المعلمات. يتضمن التصميم هامش أمان بنسبة عشرة بالمائة لتصنيفات الطاقة والطاقة لمراعاة تأثيرات التدهور ودرجات الحرارة المحيطة.
كل مكون في نظام تخزين الطاقة التجاري Injet HanCang له مواصفات فنية محددة. خلايا البطارية عبارة عن فوسفات حديد الليثيوم المنشوري بسعة اسمية تبلغ ثلاثمائة أمبير ساعة. تم تكوين الخلايا في وحدات مكونة من عشرين خلية، مما يوفر جهدًا اسميًا يبلغ أربعة وستين فولتًا وقدرة قدرها خمسة كيلووات/ساعة. العاكس عبارة عن وحدة ثنائية الاتجاه ثلاثية الطور تستخدم دوائر MOSFET من كربيد السيليكون. يحقق العاكس كفاءة بنسبة سبعة وتسعين بالمائة عند التحميل الكامل ويحافظ على كفاءة أعلى من خمسة وتسعين بالمائة من عشرين بالمائة إلى مائة بالمائة تحميل. يشتمل العاكس على حماية مضادة للجزيرة ويلبي متطلبات التوصيل البيني للشبكة IEEE 1547. يستخدم نظام إدارة الطاقة معالجًا ثنائي النواة مزودًا بذاكرة تبلغ سعتها أربعة جيجابايت. يشتمل النظام على منفذي إيثرنت ومنفذين تسلسليين وأربعة مدخلات تناظرية لأجهزة الاستشعار الخارجية. يعمل نظام إدارة الطاقة من صفر إلى خمسين درجة مئوية دون تبريد نشط. يستخدم نظام التبريد وحدة تبريد بمعامل أداء يبلغ ثلاثة فاصل خمسة. يقوم المبرد بتدوير سائل التبريد عبر رفوف البطارية. يتضمن النظام أجهزة استشعار لدرجة الحرارة في كل رف ويقوم بضبط تدفق سائل التبريد بناءً على درجات الحرارة المقاسة.
قامت شركة Injet HanCang باختبار أنظمة تخزين الطاقة التجارية في ظل ظروف تشغيل مختلفة. يوضح الجدول أدناه بيانات الأداء من اختبار المصنع والتشغيل الميداني. نتيجة معلمة حالة الاختبار كفاءة التحميل الكامل للمصنع عند 100 بالمائة تحميل 96.7 بالمائة كفاءة التحميل الجزئي للمصنع عند 50 بالمائة تحميل 96.1 بالمائة كفاءة التحميل الجزئي للمصنع عند 25 بالمائة تحميل 94.8 بالمائة الاختبار الحراري الميداني درجة حرارة البطارية عند 35 درجة مئوية محيطة 32 درجة مئوية الاختبار الحراري الميداني درجة حرارة البطارية عند 45 درجة مئوية محيطة 37 درجة مئوية اختبار الدورة الميدانية السعة بعد 1000 دورة 97.2 بالمائة اختبار الدورة الميدانية السعة بعد 2000 دورة 94.1 بالمائة توضح نتائج اختبار كفاءة المصنع أن نظام تخزين الطاقة التجاري يحافظ على كفاءة عالية عبر نطاق حمل واسع. تظهر نتائج الاختبار الحراري الميداني أن نظام التبريد يحافظ على درجة حرارة البطارية ضمن النطاق الأمثل حتى في درجات الحرارة المحيطة المرتفعة.
تعمل العديد من الأفكار الفنية من تصميم نظام تخزين الطاقة التجاري Injet HanCang على تحسين الأداء والموثوقية. الفكرة الأولى هي أن اختيار جهد ناقل التيار المستمر يؤثر على كفاءة النظام. يؤدي ارتفاع جهد ناقل التيار المستمر إلى تقليل التيار بنفس الطاقة، مما يقلل من خسائر المقاومة. تستخدم أنظمة تخزين الطاقة التجارية Injet HanCang ناقل تيار مستمر بقدرة 600 فولت، والذي يوفر التوازن الأمثل بين الكفاءة وتوافر المكونات. الفكرة الثانية هي أن التوصيل البيني لوحدة البطارية يؤثر على التوزيع الحراري. تتمتع الوحدات المتصلة بكابلات طويلة بمقاومة أعلى وتولد المزيد من الحرارة. يستخدم Injet HanCang قضبان ناقلة ذات مقاطع عرضية ذات حجم مناسب للحد الأدنى من انخفاض الجهد. يحد تصميم شريط الناقل من انخفاض الجهد إلى أقل من واحد بالمائة من القيمة الاسمية عند التيار الكامل. الفكرة الثالثة هي أن تكرار تحديث خوارزمية التحكم يؤثر على وقت الاستجابة. يجب أن تستجيب أنظمة تخزين الطاقة التجارية لتغيرات الحمل خلال أجزاء من الثانية. تنفذ أنظمة تخزين الطاقة التجارية Injet HanCang حلقات تحكم بتردد واحد كيلو هرتز. يوفر هذا التردد استجابة كافية مع الحفاظ على هامش معالجة وحدة التحكم.
يتبع تركيب نظام تخزين الطاقة التجاري عملية موحدة. تتضمن العملية إعداد الموقع، ووضع المعدات، والتوصيل الكهربائي، وإعداد الاتصالات، والتشغيل. توفر شركة Injet HanCang خدمات الإشراف على التركيب والتشغيل لجميع الأنظمة. يتضمن إعداد الموقع التحقق من سعة التحميل الأرضية وسعة الخدمة الكهربائية والظروف البيئية. يتضمن وضع المعدات تحديد موضع العلبة وتوصيل كابلات الطاقة والتحكم. يشمل التوصيل الكهربائي توصيل النظام بلوحة المفاتيح الرئيسية من خلال قاطع دائرة مخصص. يتضمن إعداد الاتصال توصيل نظام إدارة الطاقة بشبكة المنشأة. يتضمن التشغيل سلسلة من الاختبارات للتحقق من تشغيل النظام. وتشمل الاختبارات التحقق من جهد الدائرة المفتوحة، وفحص قطبية العاكس، واختبارات الشحن والتفريغ، ومحاكاة انقطاع الشبكة. تستغرق عملية التشغيل من يومين إلى ثلاثة أيام لنظام تخزين الطاقة التجاري النموذجي.
العمر النموذجي هو خمسة عشر عاما. يتطلب بنك البطارية الاستبدال بعد حوالي عشر سنوات. يستمر تشغيل نظام العاكس وإدارة الطاقة لمدة خمسة عشر عامًا كاملة.
يتطلب نظام تخزين الطاقة التجاري بقدرة خمسمائة كيلووات في الساعة حوالي عشرين مترًا مربعًا من المساحة الأرضية. مطلوب خلوص متر واحد من جميع الجوانب للوصول إلى الصيانة.
نعم، تم تصميم أنظمة تخزين الطاقة التجارية Injet HanCang للتوسع المعياري. يمكن إضافة رفوف بطارية إضافية لزيادة السعة. يجب أن يكون حجم العاكس ونظام إدارة الطاقة مناسبًا للسعة النهائية.
تتطلب معظم المرافق اتفاقية ربط بيني لأنظمة تخزين الطاقة التجارية التي تزيد عن خمسين كيلووات. تحدد الاتفاقية حدود التصدير وإعدادات الحماية ومتطلبات الاختبار. يساعد Injet HanCang في تطبيق الربط البيني.
تعمل أنظمة تخزين الطاقة التجارية ذات القدرة الاحتياطية على اكتشاف انقطاعات الشبكة والانتقال تلقائيًا إلى وضع الجزيرة. يحدث الانتقال خلال خمسين مللي ثانية. يستمر النظام في توفير الطاقة للأحمال الحرجة حتى تعود الشبكة أو نفاد البطارية.
توفر أنظمة تخزين الطاقة التجارية Injet HanCang حلولاً متكاملة لمرافق الأعمال. تشتمل بنية النظام على رفوف البطاريات وخزائن تحويل الطاقة ولوحات التحكم والإدارة الحرارية. تتضمن معلمات التصميم تصنيف الطاقة وسعة الطاقة والجهد ووضع التشغيل. تتضمن مواصفات المكونات خلايا فوسفات حديد الليثيوم، ومحولات عالية الكفاءة، وأدوات تحكم ذكية. تُظهر بيانات الأداء كفاءة تزيد عن ستة وتسعين بالمائة واحتفاظ بالسعة يزيد عن أربعة وتسعين بالمائة بعد ألفي دورة. لقد أدت الرؤى الفنية المتعلقة بجهد ناقل التيار المستمر، والتوصيل البيني للوحدة، وتردد التحكم إلى تحسين تصميم النظام. يمكن للشركات أن تطلب تصميمًا تجاريًا لنظام تخزين الطاقة من Injet HanCang.