يعد نظام تخزين الطاقة عنصرًا حاسمًا في البنية التحتية الحديثة للطاقة، حيث يتيح التقاط الطاقة الكهربائية وتفريغها لاستخدامها لاحقًا. تقوم Injet HanCang بتصميم وتصنيع حلول أنظمة تخزين الطاقة للتطبيقات التجارية والصناعية والمرافقية. تدمج أنظمة الشركة بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد مع تقنيات تحويل الطاقة والتحكم المتقدمة. توفر هذه المقالة نظرة عامة شاملة على بنية نظام تخزين الطاقة ومقاييس الأداء وبيانات التطبيق.
يتكون نظام تخزين الطاقة الكامل من أربعة أنظمة فرعية رئيسية. النظام الفرعي الأول هو بنك البطاريات، الذي يخزن الطاقة في شكل كهروكيميائي. يستخدم Injet HanCang خلايا فوسفات حديد الليثيوم مرتبة في تكوينات متسلسلة ومتوازية لتحقيق الجهد والسعة المطلوبة. النظام الفرعي الثاني هو نظام تحويل الطاقة، والذي يتضمن العاكس لتحويل التيار المستمر إلى تيار متردد ومحول التيار المستمر المستمر لإدارة جهد البطارية. النظام الفرعي الثالث هو نظام الإدارة الحرارية، الذي يحافظ على درجة حرارة البطارية ضمن النطاق الأمثل من خمسة عشر إلى خمسة وثلاثين درجة مئوية. النظام الفرعي الرابع هو وحدة التحكم، التي تراقب حالة شحن البطارية، وتدير تدفق الطاقة، وتتواصل مع الأنظمة الخارجية. تقوم وحدة التحكم في نظام تخزين الطاقة بثلاث وظائف أساسية. الوظيفة الأولى هي مراقبة الحالة، بما في ذلك الجهد والتيار ودرجة الحرارة وحالة الشحن لكل وحدة بطارية. والوظيفة الثانية هي إدارة الطاقة، وتحديد وقت الشحن والتفريغ بناءً على ظروف الشبكة وإعدادات المستخدم. الوظيفة الثالثة هي الحماية، بما في ذلك الجهد الزائد، والجهد المنخفض، ودرجة الحرارة الزائدة، وإيقاف التيار الزائد. تستخدم وحدات التحكم Injet HanCang بنية معالج مزدوج مع تكرار لوظائف السلامة المهمة.
يوفر تحليل عمليات نشر نظام تخزين الطاقة رؤى فنية قيمة. قامت Injet HanCang بجمع بيانات من أكثر من مائة منشأة في خمسة عشر دولة. الفكرة الأولى هي أن اختلاف درجة الحرارة المحيطة يؤثر بشكل كبير على أداء البطارية. تُظهر الأنظمة التي تعمل في مناطق ذات تقلبات موسمية في درجات الحرارة تزيد عن ثلاثين درجة مئوية انخفاضًا بنسبة خمسة بالمائة في الإنتاجية السنوية مقارنة بالمنشآت التي يتم التحكم في مناخها. تحافظ أنظمة التبريد السائلة في وحدات Injet HanCang على درجة حرارة الخلية ضمن نطاق ثلاث درجات، مما يقلل هذا التأثير إلى أقل من واحد بالمائة. تتعلق الرؤية الفنية الثانية بدقة تقدير حالة الشحن. تنحرف خوارزميات حساب كولوم القياسية بنسبة ثلاثة إلى خمسة بالمائة شهريًا دون معايرة. قامت Injet HanCang بتطوير خوارزمية هجينة تجمع بين حساب الكولوم والمعايرة الدورية القائمة على الجهد أثناء فترات الراحة. تحافظ الخوارزمية الهجينة على الدقة في حدود واحد وخمسة بالمائة على مدار ستة أشهر دون الحاجة إلى دورات شحن كاملة. الفكرة الثالثة من بيانات نظام تخزين الطاقة هي أن كفاءة العاكس تختلف باختلاف عامل الحمولة. تعمل المحولات بأقصى كفاءة تتراوح بين أربعين وتسعين بالمائة من الطاقة المقدرة. أقل من عشرين بالمائة من الحمل، تنخفض الكفاءة بمقدار ثلاث إلى خمس نقاط مئوية. توصي Injet HanCang بتحجيم العاكس بحيث يتراوح متوسط الحمل بين خمسين وسبعين بالمائة من تصنيف العاكس لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة السنوية.
السلامة هي الاعتبار الأساسي في تصميم نظام تخزين الطاقة. تتوافق أنظمة Injet HanCang مع معايير السلامة الدولية بما في ذلك UL 1973 وIEC 62619 وNFPA 855. وتتضمن وحدات البطارية طبقات حماية متعددة. الطبقة الأولى هي حماية مستوى الخلية بما في ذلك أجهزة مقاطعة التيار وفتحات تخفيف الضغط. الطبقة الثانية هي حماية على مستوى الوحدة بما في ذلك أجهزة استشعار درجة الحرارة والصمامات. الطبقة الثالثة هي الحماية على مستوى النظام بما في ذلك واجهات الإغلاق السريع وإخماد الحرائق. أجرت Injet HanCang اختبار الانتشار الحراري الجامح على نظام مكون من اثني عشر وحدة. أدى الاختبار إلى الهروب الحراري في خلية واحدة باستخدام سخان داخلي. اكتشف النظام الحدث خلال ثماني ثوانٍ وقام بعزل الوحدة المتأثرة. لم يحدث أي انتشار إلى الوحدات المجاورة. تم التحقق من نتائج الاختبار من قبل مختبر طرف ثالث.
يتطلب تركيب نظام تخزين الطاقة التخطيط لعدة عوامل محددة للموقع. العامل الأول هو التحميل الأرضي. يزن نظام فوسفات حديد الليثيوم الذي تبلغ قوته خمسمائة كيلووات في الساعة حوالي ثمانية أطنان مترية، مما يتطلب قدرة تحميل أرضية لا تقل عن خمسمائة كيلوجرام لكل متر مربع. العامل الثاني هو التهوية. تتطلب أنظمة البطاريات ما لا يقل عن ستة تغييرات للهواء في الساعة في غرفة البطارية لمنع تراكم الهيدروجين. تشتمل أنظمة Injet HanCang المعبأة في حاويات على تهوية متكاملة تلبي هذا المطلب. العامل الثالث هو الموافقات الكهربائية. يتطلب العاكس والمفاتيح الكهربائية خلوصات عمل لا تقل عن ثلاثة أقدام في الأمام والجوانب. الاعتبار الرابع للتثبيت هو الاتصال بالشبكة. يجب أن يتوافق نظام تخزين الطاقة مع متطلبات الربط البيني للشبكة المحلية بما في ذلك الحماية ضد الجزر ومعايير جودة الطاقة. توفر Injet HanCang مجموعات واجهة الشبكة التي تتضمن مرحلات الحماية والقياس المطلوبة. الاعتبار الخامس هو التواصل. يجب أن يتصل نظام تخزين الطاقة بنظام إدارة مبنى المنشأة أو بمنصة المراقبة عن بعد. يدعم Injet HanCang بروتوكولات Modbus TCP وBACnet وIEC 61850.
عادةً ما يعمل نظام تخزين الطاقة الذي يستخدم كيمياء فوسفات حديد الليثيوم لمدة تتراوح بين عشرة إلى خمسة عشر عامًا عند تدويره يوميًا ضمن عمق حدود التفريغ الموصى بها. يبلغ عمر التقويم حوالي خمسة عشر عامًا بغض النظر عن ركوب الدراجات.
يحتل نظام تخزين الطاقة المعبأ في حاوية بقدرة 500 كيلووات في الساعة من Injet HanCang مساحة حاوية شحن تبلغ عشرين قدمًا، أي حوالي ستة أمتار في 2.4 متر. يوصى بخلوص إضافي بمقدار متر واحد من جميع الجوانب للوصول إلى الصيانة.
نعم، تم تصميم أنظمة Injet HanCang للتوسع المعياري. يمكن إضافة وحدات بطارية إضافية إلى نفس ناقل التيار المستمر، ويمكن موازاة الحاويات الإضافية على جانب التيار المتردد. يجب تحديث برنامج وحدة التحكم للتعرف على السعة الموسعة.
تتضمن الصيانة الروتينية فحصًا سنويًا للتوصيلات وفحص عزم الدوران واستبدال مرشح الهواء لأنظمة التبريد وتحديثات البرامج الثابتة لنظام إدارة البطارية. يتطلب نظام التبريد السائل استبدال سائل التبريد كل ثلاث سنوات.
في وضع ربط الشبكة، ينقطع نظام تخزين الطاقة عن الشبكة خلال ثانيتين من انقطاع التيار الكهربائي. في وضع النسخ الاحتياطي، ينتقل النظام تلقائيًا إلى تشغيل الجزيرة ويقوم بتشغيل الأحمال المتصلة. يتم النقل بسلاسة في الأنظمة ذات القدرة على إمداد الطاقة غير المنقطعة.
تعتمد فترة الاسترداد لنظام تخزين الطاقة على التطبيق ومعدلات المرافق المحلية. بالنسبة لتطبيقات الحلاقة في أوقات الذروة في المناطق التي ترتفع فيها رسوم الطلب، تكون فترات الاسترداد من ثلاث إلى خمس سنوات نموذجية. تُظهر تطبيقات نقل الأحمال مع معدلات وقت الاستخدام فترات استرداد تتراوح من أربع إلى سبع سنوات.
يوفر نظام تخزين الطاقة من Injet HanCang تخزينًا موثوقًا للطاقة مع مقاييس أداء تم التحقق منها بما في ذلك كفاءة الرحلة ذهابًا وإيابًا من ثمانية وثمانين إلى اثنين وتسعين بالمائة وعمر الدورة من أربعة آلاف إلى ستة آلاف دورة. أدت الرؤى الفنية من أكثر من مائة عملية نشر إلى تحسينات في دقة تقدير حالة الشحن والإدارة الحرارية. تتراوح التطبيقات من ذروة الحلاقة إلى دعم الشبكة الصغيرة، مع تكوينات محسنة لكل حالة استخدام. يؤكد اختبار السلامة احتواء الانفلات الحراري داخل الوحدات المعزولة. تتضمن اعتبارات التثبيت تحميل الأرضية، والتهوية، ومتطلبات الاتصال بالشبكة. يمكن للعملاء المحتملين طلب عرض خاص بالموقع من Injet HanCang.