يجمع نظام الطاقة الهجين المعبأ في حاوية بين تخزين البطارية وتكامل المولدات ومعدات تحويل الطاقة داخل حاوية حاوية شحن قياسية. يوفر هذا التكوين حلول طاقة متكاملة للمواقع البعيدة ومشاريع البناء وتطبيقات الاستجابة لحالات الطوارئ. تقوم شركة Injet HanCang بتصميم وتصنيع أنظمة الطاقة الهجينة المعبأة في حاويات والتي تقلل من استهلاك الوقود وتحسن جودة الطاقة مقارنة بحلول المولدات فقط. تعرض هذه المقالة بنية النظام وبيانات الأداء وأمثلة التطبيق من الوحدات المنشورة.
يدمج نظام الطاقة الهجين المعبأ في حاوية أربعة مكونات رئيسية داخل حاوية واحدة. المكون الأول هو بنك البطاريات، وعادةً ما تكون خلايا فوسفات الحديد الليثيوم مرتبة في وحدات لسهولة الصيانة. المكون الثاني هو نظام تحويل الطاقة، بما في ذلك العاكسات ثنائية الاتجاه التي تدير تدفق الطاقة بين البطارية والمولد والحمل. المكون الثالث هو واجهة المولد، والتي قد تتضمن مولدًا مدمجًا أو نقطة اتصال لمولد خارجي. المكون الرابع هو نظام التحكم، الذي يراقب الحمل، وحالة شحن البطارية، وحالة المولد لتحسين التشغيل. تستخدم أنظمة الطاقة الهجينة الحاوية Injet HanCang بنية ناقل DC شائعة. تتصل البطارية بحافلة التيار المستمر من خلال محول DC-DC الذي يطابق جهد البطارية مع جهد الناقل. يتصل المولد من خلال المعدل. يقوم العاكس بتوصيل ناقل التيار المستمر بحمل التيار المتردد.
تسمح هذه البنية لأي مصدر بتزويد الحمل بالطاقة أو إعادة شحن البطارية. تدير وحدة التحكم هذه التفاعلات بناءً على المنطق القابل للبرمجة. يتناسب التجميع بأكمله مع حاوية شحن ISO بطول عشرين أو أربعين قدمًا. يوفر تصميم الحاوية العديد من المزايا العملية. يصل النظام إلى الموقع كوحدة واحدة، مما يقلل من وقت التثبيت. توفر الحاوية حماية بيئية ضد الغبار والأمطار ودرجات الحرارة القصوى. يمكن نقل النظام بواسطة المعدات اللوجستية القياسية. قامت Injet HanCang بنشر أنظمة الطاقة الهجينة المعبأة في حاويات في عمليات التعدين ومواقع الاتصالات وسيناريوهات التعافي من الكوارث.
قامت Injet HanCang بجمع بيانات الأداء من أنظمة الطاقة الهجينة المعبأة في حاويات والمنتشرة عبر مواقع متعددة. يوضح الجدول أدناه بيانات من ثلاث منشآت تمثيلية. المعلمة موقع التعدين موقع الاتصالات موقع البناء سعة النظام 1000 كيلووات ساعة 300 كيلووات ساعة 500 كيلووات ساعة قوة المولد 300 كيلووات 100 كيلووات 150 كيلووات متوسط الحمولة 150 كيلووات 40 كيلووات 80 كيلووات وقت تشغيل المولد اليومي 4.2 ساعة 2.8 ساعة 3.5 ساعة استهلاك الوقود يوميًا 120 لترًا 35 لترًا 60 لترًا خط الأساس للوقود للمولد فقط 320 لترًا يوميًا 90 لترًا يوميًا 170 لترًا يوميًا تقليل الوقود 62 بالمائة 61 بالمائة 65 بالمائة وقت تشغيل النظام 99.4 بالمائة 99.6 بالمائة 99.2 بالمائة توضح بيانات تقليل الوقود أن نظام الطاقة الهجين المعبأ في حاوية يقلل بشكل كبير من استهلاك الديزل مقارنة بتشغيل المولد فقط. وخفض موقع التعدين استهلاك الوقود اليومي من ثلاثمائة وعشرين لترا إلى مائة وعشرين لترا، مما يوفر مائتي لتر يوميا. وبأسعار الديزل الحالية، يمثل ذلك توفيرا سنويا يبلغ نحو ستين ألف دولار.
يتطلب تصميم نظام طاقة هجين في حاوية معالجة العديد من التحديات التقنية التي تختلف عن التركيبات الثابتة. التحدي الأول هو الإدارة الحرارية داخل المساحة المغلقة. تنتج المولدات حرارة كبيرة أثناء التشغيل، وتتطلب البطاريات التحكم في درجة الحرارة لتحقيق الأداء الأمثل. تستخدم أنظمة الطاقة الهجينة الحاوية Injet HanCang مناطق تبريد منفصلة. تستخدم حجرة المولد تهوية قسرية للهواء مع فتحات سحب ومراوح عادم. تستخدم حجرة البطارية التبريد السائل مع وحدة التبريد. يحتوي الفاصل بين المقصورات على عزل حراري لمنع انتقال الحرارة. يحافظ هذا النهج المقسم إلى مناطق على درجات حرارة البطارية أقل من خمسة وثلاثين درجة مئوية حتى عندما تصل حجرة المولد إلى ستين درجة. الفكرة التقنية الثانية تتعلق بعزل الاهتزازات. تتعرض حاويات الشحن للاهتزاز أثناء النقل ويقوم تشغيل المولد بنقل الاهتزاز إلى هيكل الحاوية.
يقوم Injet HanCang بتركيب المولد على عوازل زنبركية بتردد طبيعي أقل من خمسة عشر هرتز. يتم تثبيت رفوف البطارية على وسادات مطاطية تعمل على تخفيف الاهتزاز عالي التردد. تُظهر قياسات الاهتزاز على الأنظمة المنقولة انخفاض تسارع الذروة من 2 جرام إلى صفر فاصل ثلاثة جرام عند أطراف البطارية. تتناول الرؤية الثالثة الوصول للصيانة. يجب أن يسمح نظام الطاقة الهجين الموجود في حاوية بالوصول إلى الخدمة لجميع المكونات دون إزالة النظام من الخدمة. تقوم شركة Injet HanCang بتصميم الحاوية بممرات الخدمة. تنزلق وحدات البطارية على القضبان لاستبدالها. يحتوي المولد على لوحات وصول من ثلاث جهات. يتم تركيب إلكترونيات الطاقة على رفوف متأرجحة. يمكن تنفيذ مهام الصيانة مع النظام عبر الإنترنت لأن كافة المكونات الهامة لها اتصالات زائدة عن الحاجة.
تخدم أنظمة الطاقة الهجينة المعبأة في حاويات فئات تطبيقات متعددة. الفئة الأولى هي عمليات التعدين عن بعد حيث لا تتوفر طاقة الشبكة. تتمتع هذه المواقع بمتطلبات عالية من الطاقة وأساطيل المولدات الحالية. يعمل نظام الطاقة الهجين الموجود في حاوية على تقليل استهلاك الوقود وساعات تشغيل المولد، مما يؤدي إلى إطالة فترات إصلاح المولد. والفئة الثانية هي مواقع البناء حيث تتغير متطلبات الطاقة مع تقدم المشروع. يمكن نقل نظام الحاويات مع تطور الموقع. الفئة الثالثة هي الطاقة المؤقتة للأحداث أو الاستجابة لحالات الطوارئ. ت
يصل النظام على شاحنة مسطحة ويوفر الطاقة خلال ساعات من التسليم. قامت Injet HanCang أيضًا بتزويد أنظمة الطاقة الهجينة المعبأة في حاويات لمجتمعات الجزيرة. تعمل هذه الأنظمة بالتوازي مع الطاقة الشمسية الكهروضوئية. تقوم البطارية بتخزين الطاقة الشمسية أثناء النهار وتوفر الطاقة ليلاً. يبدأ تشغيل المولد فقط خلال فترات الغيوم الممتدة. تُظهر البيانات المأخوذة من منشأة جزيرة في جنوب شرق آسيا أن وقت تشغيل المولد يبلغ ساعتين فقط يوميًا خلال موسم الجفاف وخمس ساعات يوميًا خلال موسم الرياح الموسمية. يوفر النظام طاقة مستمرة لقرية مكونة من مائتي أسرة.
تعتمد الحالة الاقتصادية لنظام الطاقة الهجين المعبأ في حاويات على أسعار الوقود، وتكاليف صيانة المولدات، وتكلفة النظام نفسه. قام Injet HanCang بتطوير نموذج اقتصادي يعتمد على نظام بقدرة خمسمائة كيلووات في الساعة مع مولد بقدرة مائة وخمسين كيلووات. ويفترض النموذج أن سعر وقود الديزل دولار واحد للتر، وصيانة المولدات بعشرة سنتات لكل كيلووات/ساعة، وتكلفة النظام ثلاثمائة ألف دولار.
يعمل النظام الهجين المعبأ في حاويات على تقليل وقت تشغيل المولد من أربع وعشرين ساعة يوميًا إلى ست ساعات يوميًا لموقع يبلغ متوسط حمله مائة كيلووات. ويبلغ التوفير السنوي للوقود ثمانية عشر ألف لتر بقيمة ثمانية عشر ألف دولار. التخفيض في صيانة المولدات هو أربعة عشر ألف دولار سنويا. إجمالي التوفير التشغيلي السنوي هو اثنان وثلاثون ألف دولار. فترة الاسترداد هي تسع فاصل أربع سنوات. بالنسبة للمواقع ذات تكاليف الوقود المرتفعة أو تكاليف النظام المنخفضة، تكون فترة الاسترداد أقصر. تقدم Injet HanCang خيارات تمويلية تعمل على مواءمة المدفوعات مع مدخرات التشغيل.
توفر Injet HanCang أنظمة طاقة هجينة قياسية في حاويات خلال ثمانية أسابيع من تأكيد الطلب. تتطلب الأنظمة المخصصة من اثني عشر إلى ستة عشر أسبوعًا اعتمادًا على مدى تعقيد التكوين.
نعم، يمكن للنظام أن يعمل في وضع البطارية فقط للتطبيقات ذات ملفات تعريف التحميل اليومي المتوقعة. المولد اختياري للمواقع ذات الشبكة الموثوقة أو المصادر المتجددة.
تتطلب الحاوية سطحاً مستوياً ومستوياً بأبعاد لا تقل عن متر واحد أكبر من الحاوية من جميع الجوانب. يجب أن تتحمل الأساسات وزن الحاوية الذي يتراوح من ستة إلى ثمانية عشر طناً مترياً حسب حجم النظام.
تستخدم أنظمة الطاقة الهجينة الحاوية Injet HanCang أنظمة تبريد منفصلة لحجرة البطارية والمولد. تستخدم البطارية التبريد السائل مع المبرد. يستخدم المولد تهوية الهواء القسري. يعمل كلا النظامين تلقائيًا بناءً على أجهزة استشعار درجة الحرارة.
يتطلب المولد تغيير الزيت والفلتر كل خمسمائة ساعة تشغيل. تتطلب البطارية اختبار السعة السنوية. يتطلب نظام التبريد تنظيف الفلتر كل ثلاثة أشهر. تتلقى وحدة التحكم تحديثات البرامج سنويًا.
توفر أنظمة الطاقة الهجينة المعبأة في حاويات من Injet HanCang حلول طاقة جاهزة مع توفير موثق للوقود يتراوح بين ستين وخمسة وستين بالمائة مقارنة بتشغيل المولد فقط. تعمل بنية الحاوية على تبسيط عملية النقل والتركيب والنقل. تم دمج الرؤى الفنية المتعلقة بالإدارة الحرارية وعزل الاهتزازات والوصول إلى الصيانة في التصميم القياسي. تشمل التطبيقات التعدين والبناء والاتصالات ومجتمعات الجزر. يُظهر التحليل الاقتصادي فترات استرداد نموذجية تتراوح من ثماني إلى عشر سنوات اعتمادًا على تكاليف الوقود. يمكن للعملاء المحتملين طلب عرض خاص بالموقع من Injet HanCang.