عندما تؤدي الكوارث الطبيعية أو الطقس القاسي أو الأعطال غير المتوقعة في الشبكة إلى تعطيل إمدادات الكهرباء، تحتاج فرق الاستجابة للطوارئ إلى طاقة يمكن الاعتماد عليها لدعم العمليات الأساسية. قد تتطلب المساعدة الطبية وإضاءة الطوارئ ومعدات الاتصالات وأنظمة الكشف عن الحياة الكهرباء أثناء أنشطة الإنقاذ.
ومع ذلك، فإن اختيار نظام تخزين الطاقة في حالات الطوارئ ليس مجرد مسألة اختيار أكبر سعة بطارية متاحة. يجب أن يتطابق النظام مع الأحمال الكهربائية الفعلية ومدة النسخ الاحتياطي المطلوبة وظروف النشر ومصادر الطاقة المتاحة.
قد لا يوفر النظام صغير الحجم طاقة كافية للمعدات الحيوية، في حين أن التكوين كبير الحجم يمكن أن يزيد من متطلبات النقل وتكاليف المشروع.
بالنسبة لمنظمات الاستجابة لحالات الطوارئ والمقاولين الهندسيين وفرق شراء المعدات، يعد فهم كيفية تحديد حجم نظام تخزين الطاقة في حالات الطوارئ خطوة مهمة نحو بناء حل عملي للطاقة للاستجابة للكوارث.
غالبًا ما تتم عمليات الاستجابة للكوارث في ظل ظروف غير مؤكدة. قد تتضرر البنية التحتية للطاقة المحلية، وقد تستغرق استعادة الشبكة بعض الوقت، وقد يتم تقييد الوصول إلى إمدادات الوقود التقليدية.
يجب أن يلبي نظام الطاقة المناسب في حالات الطوارئ العديد من المتطلبات العملية.
قد تتطلب أنشطة الاستجابة لحالات الطوارئ الكهرباء من أجل:
معدات المساعدة الطبية
أنظمة إضاءة الطوارئ
معدات الاتصالات
أنظمة الكشف عن الحياة
مرافق القيادة والتنسيق المؤقتة
قد يكون لهذه الأحمال تقييمات طاقة وجداول تشغيل مختلفة. إن تحديد المعدات التي يجب أن تظل جاهزة للعمل هو الخطوة الأولى في تخطيط النظام.
قد تؤدي الكارثة إلى انقطاع إمدادات الكهرباء المحلية أو إتلاف البنية التحتية للتوزيع.
يمكن لنظام تخزين الطاقة في حالات الطوارئ ذو القدرة المناسبة خارج الشبكة أن يساعد في إنشاء مصدر طاقة مستقل للأحمال المحددة عندما تكون الشبكة الرئيسية غير متوفرة.
قد تحتاج فرق الاستجابة للكوارث إلى نقل معدات الطاقة إلى مواقع الإنقاذ المؤقتة.
يمكن للنظام المعياري والقابل للنقل أن يبسط النشر، خاصة عندما تكون ظروف الطريق ومساحة التثبيت والوصول إلى الموقع غير مؤكدة.
قد تعمل معدات الطاقة في حالات الطوارئ في الهواء الطلق تحت المطر أو الثلج أو الغبار أو غيرها من الظروف البيئية الصعبة.
لذلك ينبغي أخذ متطلبات حماية العلبة وإدارة درجة الحرارة والسلامة الكهربائية والتركيب بعين الاعتبار أثناء اختيار المعدات.
قبل مقارنة منتجات البطاريات، يجب على مخططي المشاريع فهم العلاقة بين الطلب على الطاقة واستهلاك الطاقة ومدة النسخ الاحتياطي.
هناك ثلاثة عوامل مهمة تحدد متطلبات النظام الأساسية.
يمثل الطلب على الطاقة مقدار الكهرباء التي تتطلبها المعدات المتصلة في لحظة معينة.
على سبيل المثال، إذا كانت العديد من أجهزة الإنقاذ وأنظمة الإضاءة تعمل في وقت واحد، فإن الطلب المشترك على الطاقة يحدد الحد الأدنى لمتطلبات الإخراج لنظام تخزين الطاقة.
ومع ذلك، فإن القوة المقدرة وحدها ليست كافية. قد تتمتع المعدات المزودة بمحركات أو ضواغط بقدرة تشغيل أعلى من قوة التشغيل العادية.
يقيس استهلاك الطاقة مقدار استهلاك المعدات الكهربائية على مدار فترة زمنية.
عملية حسابية بسيطة هي:
استهلاك الطاقة (كيلوواط ساعة) = الطاقة (كيلوواط) × وقت التشغيل (ساعات)
على سبيل المثال، تستهلك المعدات ذات الطلب المستمر على الطاقة بمقدار 10 كيلو وات والتي تعمل لمدة 8 ساعات:
10 كيلو واط × 8 ساعات = 80 كيلو واط ساعة
يساعد هذا الحساب في تقدير الطاقة المطلوبة خلال فترة التشغيل الطارئة.
قد تتطلب عمليات الطوارئ المختلفة فترات احتياطية مختلفة.
قد تعمل بعض المعدات بشكل مستمر، بينما لا يجوز استخدام الأجهزة الأخرى إلا أثناء أنشطة إنقاذ محددة.
يجب أن تعكس سعة البطارية المطلوبة جدول التشغيل المتوقع وفرص الشحن المتاحة ومتطلبات الاحتياطي وخسائر تحويل النظام.
تبدأ عملية تحديد الحجم العملية بقائمة تحميل المعدات.
يوضح المثال التالي كيف يمكن لمخططي المشاريع تقدير متطلبات الطاقة. هذه الأرقام توضيحية فقط ولا تمثل تكوينًا مؤكدًا لمشروع INJET.
معدات |
القوة المفترضة |
وقت التشغيل |
الطاقة اليومية |
|---|---|---|---|
إضاءة الطوارئ |
2 كيلو واط |
10 ساعات |
20 كيلو واط ساعة |
معدات الاتصالات |
1 كيلو واط |
12 ساعة |
12 كيلو واط ساعة |
معدات الدعم الطبي |
3 كيلو واط |
8 ساعات |
24 كيلو واط ساعة |
معدات الكشف والمراقبة |
1 كيلو واط |
8 ساعات |
8 كيلو واط ساعة |
الأحمال الأساسية الأخرى |
2 كيلو واط |
6 ساعات |
12 كيلو واط ساعة |
المجموع |
ذروة 9 كيلو واط إذا كانت متزامنة |
— |
76 كيلو واط ساعة |
في هذا المثال، يبلغ استهلاك الطاقة اليومي المقدر 76 كيلو وات في الساعة.
ومع ذلك، لا ينبغي تحديد سعة البطارية الفعلية بمجرد مطابقة الرقم 76 كيلووات في الساعة.
ويجب على الفريق الهندسي أيضًا أن يأخذ في الاعتبار ما يلي:
سعة البطارية القابلة للاستخدام وعمق التفريغ المسموح به
كفاءة تحويل الطاقة
احتياطي البطارية للطلب غير المتوقع
درجة الحرارة وظروف التشغيل
ما إذا كان الشحن متاحًا أثناء عملية الطوارئ
ما إذا كان يتم تضمين مولد أو مصدر تكميلي آخر
صيغة التقدير المبسطة هي:
سعة البطارية المطلوبة = الطلب اليومي على الطاقة × أيام النسخ الاحتياطي ÷ نسبة السعة القابلة للاستخدام
إذا كان النظام يجب أن يدعم أكثر من يوم واحد من التشغيل دون إعادة الشحن، فستزداد سعة التخزين المطلوبة وفقًا لذلك.
ويجب أن يأخذ الحساب النهائي أيضًا في الاعتبار خسائر التحويل وحدود التشغيل الموصى بها من قبل الشركة المصنعة للنظام.
تحدد سعة البطارية مقدار الطاقة التي يمكن تخزينها، بينما تحدد الطاقة الناتجة مقدار الكهرباء التي يمكن للنظام توفيرها في وقت معين.
وينبغي تقييم هاتين المواصفات بشكل منفصل.
قائمة المعدات التي قد تعمل في نفس الوقت.
على سبيل المثال، قد يلزم تشغيل إضاءة الطوارئ وأجهزة الاتصال ومعدات الإنقاذ المحددة في وقت واحد.
يجب أن تكون طاقة الخرج المقدرة للنظام كافية لتلبية الطلب المشترك في ظل ظروف التشغيل المقصودة.
تتطلب بعض المعدات الكهربائية طاقة إضافية عند البدء.
قد تؤدي المضخات والضواغط والأجهزة التي تعمل بمحركات إلى توليد ذروات طاقة قصيرة الأمد.
إذا كانت هذه الأحمال جزءًا من خطة الطوارئ، فيجب على فرق المشتريات توفير تيار البداية أو متطلبات طاقة البداية الخاصة بها إلى مورد تخزين الطاقة.
لا يحتاج كل جهاز إلى العمل بشكل مستمر أثناء حالات الطوارئ.
يمكن أن تساعد استراتيجية أولوية التحميل في تخصيص الكهرباء المتاحة للعمليات الأكثر أهمية أولاً.
على سبيل المثال، قد تحظى معدات الاتصالات والإضاءة الأساسية بأولوية أعلى من الأحمال المساعدة غير الضرورية.
يمكن أن يساعد هذا النهج فرق الطوارئ على إدارة الطاقة المخزنة المحدودة بشكل أكثر فعالية.
قد يكون النظام الذي يعمل بالبطارية فقط مناسبًا لبعض متطلبات النسخ الاحتياطي، لكن عمليات الطوارئ الأطول قد تتطلب مصادر طاقة إضافية.
يمكن لنظام تخزين الطاقة الهجين لحالات الطوارئ أن يجمع بين تخزين البطاريات والطاقة الشمسية الكهروضوئية وتوليد الديزل وطاقة الشبكة المتاحة.
يخدم كل مكون غرضًا مختلفًا.
يمكن أن يوفر تخزين البطارية الكهرباء عندما لا تكون الشبكة الرئيسية متاحة، بشرط أن يكون النظام قد تم تكوينه للعمل خارج الشبكة.
ويمكنه أيضًا دعم إدارة الأحمال والمساعدة في تقليل الاعتماد على المولدات لكل تغيير في الطلب على الكهرباء.
عندما تتوفر موارد الطاقة الشمسية وظروف التركيب المناسبة، يمكن للألواح الكهروضوئية توليد كهرباء إضافية خلال ساعات النهار.
يمكن للكهرباء المولدة توفير الأحمال الحالية أو شحن البطارية، اعتمادًا على تكوين النظام وظروف التشغيل.
تعتمد المساهمة الفعلية للطاقة الشمسية على الطقس ومساحة التركيب المتاحة والقدرة الكهروضوئية واستهلاك الطاقة.
بالنسبة لعمليات الطوارئ التي تتطلب توفر طاقة أطول، يمكن أن يعمل مولد الديزل كمصدر إضافي للطاقة.
يمكن للمولد دعم الأحمال أو إعادة شحن البطارية عندما تكون الطاقة المخزنة والتوليد المتجدد غير كافيين، اعتمادًا على تصميم النظام.
يقوم نظام إدارة الطاقة (EMS) بتنسيق مصادر الطاقة المختلفة وإدارة تشغيل النظام.
اعتمادًا على تكوينه، يمكنه المساعدة في مراقبة حالة البطارية وإدارة الشحن والتفريغ وتنسيق مصدر الطاقة وفقًا لطلب الحمل.
يوفر هذا المزيج مرونة أكبر من الاعتماد على مصدر طاقة واحد.
في الاستجابة للكوارث، يمكن أن تكون القدرة على نقل ونشر المعدات لا تقل أهمية عن سعة البطارية.
يجب تقييم وفقًا نظام طاقة الطوارئ المتنقل للظروف الفعلية لموقع النشر المقصود.
تحقق من أبعاد المعدات، والوزن، ومتطلبات الرفع، وتوافق المقطورة، وترتيبات النقل.
بالنسبة لمناطق الكوارث التي بها طرق مدمرة، يجب تقييم طريق النقل وظروف الوصول قبل الإرسال.
قد تتعرض معدات الطوارئ للمطر والثلج والغبار والظروف الجوية المتغيرة.
يجب على المشترين مراجعة تصنيف حماية العلبة وبيئة التشغيل المحددة من قبل الشركة المصنعة.
وينبغي تقييم حل الطوارئ المناسب لقدرته على العمل بشكل مستقل عندما تكون الشبكة الرئيسية غير متوفرة.
عند استعادة طاقة الشبكة، قد يحتاج النظام أيضًا إلى دعم وضع التشغيل المتصل بالشبكة المقصود.
ينبغي تأكيد استراتيجية التبديل ومتطلبات الحماية الكهربائية أثناء تصميم النظام.
عندما يتم نشر المعدات في منطقة الطوارئ، قد يكون لدى الموظفين في الموقع وقت محدود لإجراء فحص تفصيلي للنظام.
يمكن أن تساعد المراقبة عن بعد المشغلين المعتمدين في مراجعة حالة التشغيل وتحديد المشكلات التي تتطلب الاهتمام.
توفر INJET حل تخزين الطاقة الهجين HanCang لتطبيقات الإغاثة في حالات الكوارث والاستجابة لحالات الطوارئ.
وفقًا لحل الكوارث والطوارئ الرسمي من INJET، تتميز HanCang بتصميم معياري وقابل للنقل يدعم التسليم القائم على المقطورة. وهذا يسمح بنقل النظام نحو مواقع الطوارئ، بما في ذلك المواقع التي تأثرت فيها ظروف الطريق.
يسلط الحل الرسمي الضوء أيضًا على العديد من الميزات المتعلقة بالتطبيق:
النشر السريع: تصميم قابل للنقل يدعم التوصيل إلى مواقع الاستجابة لحالات الطوارئ.
التبديل داخل الشبكة وخارجها: يدعم تكوين شبكة صغيرة مستقلة عندما تكون الشبكة الرئيسية غير متوفرة.
الأحمال الحرجة المتعددة: مصممة لدعم المساعدات الطبية وإضاءة الطوارئ والاتصالات وأنظمة الكشف عن الحياة.
الحماية الخارجية: تحدد صفحة الحل حاوية ذات تصنيف IP54 للحماية في ظل ظروف مثل المطر والثلج والعواصف الرملية.
إدارة الطاقة الهجينة: تدعم إمدادات الطاقة المنسقة لمتطلبات التشغيل في حالات الطوارئ.
بالنسبة لفرق المشتريات، يمكن اعتبار HanCang جزءًا من عملية تخطيط الطاقة في حالات الطوارئ. يجب تحديد التكوين المناسب حسب طاقة الخرج المطلوبة، وسعة البطارية، ومدة النسخ الاحتياطي، وخصائص التحميل، وظروف النشر.
استكشف INJET حلول الطاقة في حالات الطوارئ للكوارث و مجموعة منتجات تخزين الطاقة INJET HanCang لمزيد من المعلومات.
قبل طلب عرض الأسعار، يجب على منظمات الاستجابة لحالات الطوارئ ومقاولي المشروع إعداد المعلومات التالية.
معلومة |
ما يجب تحضيره |
|---|---|
طلب |
الإغاثة في حالات الكوارث، والاستجابة لحالات الطوارئ، وعمليات الإنقاذ المؤقتة |
موقع |
شروط الوصول إلى البلد والمنطقة والموقع |
الأحمال المتصلة |
قائمة المعدات والطاقة المقدرة |
ذروة الطلب |
الحد الأقصى لمتطلبات الطاقة المتزامنة |
الطلب على الطاقة |
الاستهلاك اليومي المقدر للكهرباء |
مدة النسخ الاحتياطي |
ساعات العمل أو الأيام المطلوبة |
مصادر الشحن |
الطاقة الشمسية الكهروضوئية أو الشبكة أو مولدات الديزل أو غيرها من المصادر المتاحة |
النشر |
تركيب قائم على المقطورة، أو قابل للنقل، أو ثابت |
بيئة |
درجة الحرارة والرطوبة والمطر والغبار وغيرها من الظروف |
يراقب |
التشغيل المحلي أو المراقبة عن بعد أو كليهما |
يساعد توفير هذه المعلومات الموردين على تقييم تكوين النظام بشكل أكثر دقة ويقلل من مخاطر اختيار المعدات التي لا تتوافق مع متطلبات الطوارئ الفعلية.
ابدأ بإدراج جميع الأحمال الكهربائية الهامة، وتسجيل تقييمات الطاقة وساعات التشغيل، وحساب إجمالي استهلاك الطاقة بالكيلوواط ساعة. ثم قم بحساب سعة البطارية القابلة للاستخدام، وخسائر التحويل، ومتطلبات الاحتياطي، ومدة النسخ الاحتياطي المطلوبة.
تشير سعة البطارية، المُقاسة بالكيلوواط ساعة، إلى مقدار الطاقة التي يمكن للنظام تخزينها. تشير طاقة الخرج، المقاسة بالكيلوواط، إلى كمية الكهرباء التي يمكن توفيرها في وقت معين. يجب أن تتطابق كلا المواصفات مع المعدات المتصلة ومتطلبات التشغيل.
نعم، إذا تم تصميم النظام وتهيئته للعمل خارج الشبكة. قد يجمع النظام الهجين بين تخزين البطارية والطاقة الشمسية الكهروضوئية والمولدات الاحتياطية لدعم إمدادات الكهرباء عندما تكون شبكة المرافق غير متوفرة.
نعم. عندما يدعم النظام التكامل الكهروضوئي وتتوفر موارد الطاقة الشمسية المناسبة، يمكن للألواح الشمسية توفير الكهرباء للأحمال المتصلة أو شحن البطارية. يعتمد أداء الشحن الفعلي على سعة الطاقة الكهروضوئية وظروف ضوء الشمس وتكوين النظام.
اعتمادا على قدرته وتكوينه، قد يدعم نظام الطاقة في حالات الطوارئ الإضاءة، ومعدات الاتصالات، ومعدات المساعدة الطبية، وأنظمة الكشف عن الحياة. يجب التحقق من قائمة المعدات الفعلية مقابل طاقة خرج النظام وسعة الطاقة.
يمكن أن يكون نظام تخزين الطاقة القابل للنقل مفيدًا عند الحاجة إلى الكهرباء في مواقع مؤقتة أو متغيرة. يجب على المشترين تقييم إمكانية الوصول إلى وسائل النقل ووقت النشر وحماية البيئة ومتطلبات الطاقة للتطبيق المقصود.
يتطلب اختيار نظام تخزين الطاقة في حالات الطوارئ فهمًا واضحًا للأحمال الحرجة واستهلاك الطاقة وإنتاج الطاقة ومدة النسخ الاحتياطي.
بالنسبة لتطبيقات الاستجابة للكوارث، يمكن للتكوين الهجين الذي يجمع بين تخزين البطارية والطاقة الشمسية الكهروضوئية المتوفرة أو توليد الديزل أو طاقة الشبكة أن يوفر مرونة أكبر من الاعتماد على مصدر طاقة واحد.
تم تصميم INJET HanCang لدعم تطبيقات الطوارئ في حالات الكوارث من خلال النشر القابل للنقل، والتحويل بين الشبكة وخارجها، وإمدادات الطاقة لعمليات الإنقاذ الأساسية.
بالنسبة لمؤسسات الاستجابة لحالات الطوارئ، ومقاولي EPC، ومتكاملي حلول الطاقة، يعد إعداد قائمة أحمال دقيقة وخطة نشر أفضل نقطة بداية لتقييم النظام المناسب.
اتصل بـ INJET لمناقشة متطلبات الطاقة في حالات الطوارئ واستكشاف التكوين بناءً على ظروف مشروعك.