تعتبر محطات ضخ المياه ضرورية للري الزراعي ونقل المياه والصرف الصحي والعمليات الصناعية وإمدادات المياه عن بعد. ومع ذلك، لا تتمتع كل محطة ضخ بإمكانية الوصول إلى شبكة كهرباء مستقرة. ويعمل بعضها في المناطق الريفية أو المناطق الجبلية أو المناطق الصناعية أو المواقع النائية حيث يكون تمديد الشبكة مكلفًا أو غير عملي.
في هذه البيئات، تؤثر موثوقية الطاقة بشكل مباشر على العمليات اليومية. قد يؤدي انقطاع التيار الكهربائي بشكل غير متوقع إلى تأخير توصيل المياه، أو تعطيل جداول الإنتاج، أو زيادة الحاجة إلى التدخل اليدوي. يمكن لمولدات الديزل توفير طاقة احتياطية، لكن تكاليف نقل الوقود والصيانة والضوضاء والتشغيل يمكن أن تصبح تحديات مستمرة.
آخر . ويقدم نظام تخزين الطاقة الهجين لمحطات ضخ المياه نهجا من خلال تنسيق تخزين البطاريات، وتوليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية، وطاقة الشبكة المتاحة، وتوليد الديزل عند الحاجة، يمكن للمشغلين بناء مصدر طاقة أكثر مرونة لتطبيقات الضخ عن بعد.
تشرح هذه المقالة تحديات الطاقة الرئيسية في محطات الضخ البعيدة، وكيفية عمل تخزين الطاقة الهجينة، وما يجب على أصحاب المشاريع تقييمه قبل اختيار النظام.
قد تكون محطات الضخ الزراعية، ومرافق نقل المياه النائية، ومنشآت الصرف الصحي موجودة بعيدًا عن البنية التحتية الكهربائية الحالية. يمكن أن ينطوي تمديد خطوط الكهرباء على تكاليف إضافية للإنشاء والترخيص والتركيب.
بالنسبة للمشاريع التي تحتاج إلى الطاقة بسرعة، قد يوفر النظام الهجين بديلاً لانتظار البنية التحتية الدائمة للشبكة، مع مراعاة المتطلبات الكهربائية للموقع واللوائح المحلية.
يمكن لمضخات المياه التي تعمل بمحركات كهربائية أن تسحب تيارًا أكبر بشكل ملحوظ أثناء بدء التشغيل مقارنةً بالتشغيل العادي. إذا لم يتمكن مصدر الطاقة من تلبية هذا الطلب، فقد يفشل المحرك في بدء التشغيل أو يتسبب في تقلبات الجهد التي تؤثر على المعدات الأخرى.
ولذلك فإن اختيار نظام تخزين الطاقة يتطلب أكثر من مجرد تقدير الاستهلاك اليومي للكهرباء. يجب على مخططي المشروع تقييم تيار بدء تشغيل المحرك، وذروة الطلب على الطاقة، ودورات التشغيل، وعدد المضخات التي يمكن أن تبدأ في وقت واحد.
لا تعمل كل محطة ضخ بشكل مستمر بكامل طاقتها. يمكن أن تؤثر جداول الري ومستويات المياه وهطول الأمطار والطلب الصناعي ومستويات خزانات التخزين على ساعات العمل.
يمكن لنظام الطاقة الهجين تنسيق مصادر الطاقة المختلفة حول الطلب الفعلي، مما يساعد المشغلين على إدارة الطاقة بكفاءة أكبر.
بالنسبة لمرافق الضخ عن بعد التي تعتمد على مولدات الديزل، قد يتطلب توصيل الوقود النقل لمسافات طويلة وترتيبات تخزين إضافية. يتضمن تشغيل المولد أيضًا الخدمة الروتينية وإدارة الوقود.
يمكن أن يؤدي دمج تخزين البطارية وتوليد الطاقة الشمسية إلى تقليل الاعتماد على الديزل في ظل ظروف التشغيل المناسبة. تعتمد المدخرات الفعلية على ملف تعريف الحمل، وتوافر الطاقة الشمسية، وحجم النظام، واستراتيجية إدارة الطاقة.
يجمع نظام تخزين الطاقة الهجين بين مصادر طاقة متعددة ووظائف التحكم بدلاً من الاعتماد على مصدر واحد لكل حالة تشغيل.
قد يتضمن التكوين النموذجي ما يلي:
الألواح الشمسية الكهروضوئية: توليد الكهرباء خلال ضوء الشمس المتوفر.
تخزين طاقة البطارية: يقوم بتخزين الكهرباء وتزويد الطاقة عندما لا يتطابق التوليد والطلب.
الاتصال بالشبكة: يوفر الكهرباء عندما يتوفر اتصال مناسب بالشبكة.
مولد الديزل: يوفر طاقة تكميلية أو احتياطية عند الحاجة.
نظام إدارة الطاقة (EMS): ينسق توليد الطاقة والشحن والتفريغ وتبديل المصدر وفقًا لإعدادات النظام.
يعتمد التكوين الدقيق على ما إذا كانت محطة الضخ متصلة بالشبكة، أو شبكة ضعيفة، أو خارج الشبكة بالكامل.
عندما تكون أشعة الشمس وظروف الموقع مناسبة، يمكن للألواح الشمسية توفير جزء من الطاقة التي تحتاجها مضخات المياه. يمكن تخزين الكهرباء الشمسية الزائدة في البطارية لاستخدامها لاحقًا، اعتمادًا على تكوين النظام.
يمكن أن يكون هذا النهج مفيدًا لمشاريع الري ونقل المياه مع جداول تشغيل نهارية يمكن التنبؤ بها. ومع ذلك، يجب تصميم المجموعة الشمسية حول حمل المضخة، والموارد الشمسية المتاحة، وحجم الضخ المطلوب.
يمكن أن يساعد تخزين البطارية في سد الفجوات بين توليد الطاقة والطلب. وقد يدعم أيضًا متطلبات الطاقة قصيرة الأمد ويوفر مصدرًا إضافيًا للطاقة عندما ينخفض توليد الطاقة الشمسية أو تصبح طاقة الشبكة غير متوفرة.
تشير سعة طاقة البطارية، المُقاسة بالكيلووات/ساعة (kWh)، إلى مقدار الطاقة التي يمكنها تخزينها. يشير تصنيف الطاقة، الذي يتم قياسه بالكيلووات (kW)، إلى مقدار الطاقة التي يمكن أن توفرها في وقت معين.
كلتا القيمتين مهمتان. قد يظل النظام ذو سعة الطاقة الكافية غير مناسب إذا لم يتمكن العاكس أو طاقة الخرج من دعم متطلبات تشغيل المضخة وبدء تشغيلها.
تتطلب بعض محطات الضخ البعيدة تشغيلًا موثوقًا به حتى خلال فترات طويلة من انخفاض توليد الطاقة الشمسية. في هذه الحالات، يمكن لمولد الديزل أن يكون بمثابة مصدر إضافي للطاقة.
يمكن للنظام الهجين الذي يتم التحكم فيه بذكاء تنسيق شحن البطارية وتشغيل المولد بناءً على الحدود المحددة ومتطلبات التشغيل. قد يساعد هذا في تجنب التشغيل غير الفعال للمولد في ظل ظروف تحميل معينة.
يجب أن يأخذ تصميم النظام في الاعتبار توافق المولد، وسعة الشحن، وجداول المضخة، ومدة النسخ الاحتياطي المطلوبة.
يعد الحجم الصحيح للنظام أمرًا ضروريًا لتحقيق التوازن بين الاستثمار وموثوقية الطاقة وتكاليف التشغيل. يمكن أن يؤدي اختيار البطارية بناءً على سعتها فقط إلى حل صغير الحجم أو باهظ الثمن دون داع.
ابدأ بالقدرة المقدرة لكل مضخة وساعات التشغيل المتوقعة لها.
على سبيل المثال، تستهلك مضخة بقدرة 30 كيلووات تعمل لمدة ست ساعات حوالي 180 كيلووات في الساعة من الطاقة الكهربائية بموجب عملية حسابية مبسطة:
30 كيلو واط × 6 ساعات = 180 كيلو واط ساعة
وهذا تقدير توضيحي، وليس نتيجة كاملة لحجم النظام. يعتمد الاستخدام الفعلي للطاقة على كفاءة المحرك، وظروف تشغيل المضخة، وتغير الحمل، والخسائر الكهربائية.
بالنسبة للمضخات المتعددة، قم بحساب الاستهلاك المتوقع لكل وحدة وفكر فيما إذا كانت تعمل في وقت واحد أو وفقًا لجداول زمنية متناوبة.
قم بتسجيل الطاقة المقدرة لمحرك المضخة، وطريقة البدء، وتيار البدء، وتردد بدء التشغيل المتوقع. يمكن أن يؤدي التشغيل المباشر على الخط، والمشغلات الناعمة، ومحركات التردد المتغيرة إلى إنتاج متطلبات كهربائية مختلفة.
يجب أن يدعم النظام المحدد التشغيل المستمر وظروف بدء التشغيل المطلوبة. يجب التحقق من قدرتها على التحميل الزائد على المدى القصير مقابل التكوين الفعلي للمحرك والتحكم.
قم بتقدير المدة التي يجب أن تعمل فيها المضخة بدون طاقة الشبكة أو توليد الطاقة الشمسية أو دعم المولد.
إن المحطة التي تحتاج فقط إلى نسخ احتياطي قصير الأمد لها متطلبات تخزين مختلفة عن منشأة خارج الشبكة يجب أن تضخ المياه طوال الليل. جدولة المضخة، وسعة تخزين المياه، وعواقب الضخ المتقطع يمكن أن تؤثر جميعها على سعة البطارية المطلوبة.
بالنسبة للضخ بمساعدة الطاقة الشمسية، قم بتقييم منطقة التثبيت والتظليل والظروف الشمسية المحلية والتغيرات الموسمية وجدول الضخ اليومي.
إن التصميم الذي يعتمد على متوسط ضوء الشمس السنوي وحده قد لا يوفر طاقة كافية خلال الفترات الأقل ملاءمة. يجب على مخططي المشاريع تقييم الطلب الموسمي وتحديد كيفية عمل النظام عندما يكون توليد الطاقة الشمسية غير كاف.
قد تتعرض محطات الضخ البعيدة للغبار أو الرطوبة أو المطر أو درجات الحرارة المرتفعة أو البيئات المسببة للتآكل. وينبغي تضمين ترتيبات حماية المعدات والتبريد والوصول إلى التركيب والصيانة في التقييم الفني.
بالنسبة لنظام تخزين الطاقة الخارجي، تحقق من نطاق درجة حرارة التشغيل المعلن من قبل الشركة المصنعة، وحماية العلبة، والقيود البيئية مقابل ظروف الموقع الفعلية.
يمكن لمحركات المضخة أن تخلق ظروف بدء تشغيل صعبة. قم بمراجعة الإخراج المقنن، والحد الأقصى للإخراج قصير المدى، وتكوين الطور، ومدة التحميل الزائد بدلاً من مقارنة الأنظمة حسب سعة البطارية وحدها.
يجب على المورد تقييم الخصائص الكهربائية للمضخة قبل التأكد من التوافق.
قد تستخدم محطة الضخ المتصلة بالشبكة التخزين لدعم الأحمال المحددة أو تحسين المرونة أثناء انقطاع الشبكة. تحتاج المحطة خارج الشبكة إلى خطة طاقة أكثر شمولاً تراعي التوليد والتخزين والنسخ الاحتياطي والطلب طوال دورة التشغيل.
وقد يتطلب مشروع الشبكة الضعيفة كلا النهجين، اعتمادا على استقرار العرض الحالي.
يمكن أن تكون زيارة المرافق البعيدة صعبة ومكلفة بشكل متكرر. يمكن أن تساعد المراقبة عن بعد المشغلين على مراجعة حالة النظام وتحديد الإنذارات وفهم استخدام الطاقة دون التواجد فعليًا في الموقع.
عند مقارنة الموردين، اسأل عن وظائف المراقبة المتاحة، وما هي البنية التحتية للاتصالات المطلوبة، وما إذا كان التحكم عن بعد مدعومًا بالتكوين المقترح.
بعض مشاريع الضخ مؤقتة أو قد تتحرك مع تغير الاحتياجات الزراعية أو البنية التحتية. والبعض الآخر عبارة عن مرافق دائمة مع الطلب المتزايد على المياه.
ضع في اعتبارك نقل المعدات، وإعداد الموقع، ومتطلبات التشغيل، والقدرة على توسيع القدرة. يجب أن يتوافق التصميم المختار مع دورة حياة المشروع وليس مجرد أدنى سعر شراء أولي.
تعمل أنظمة تخزين الطاقة الهجينة INJET HanCang على دمج تخزين البطارية مع الإدارة المنسقة لمصدر الطاقة للتطبيقات التي قد تتطلب توليد الطاقة الشمسية أو توليد الديزل أو إدخال الشبكة أو التشغيل خارج الشبكة.
تشتمل مجموعة المنتجات على قدرات طاقة مختلفة للمشاريع ذات متطلبات الطاقة المختلفة. يجب التأكد من النموذج المناسب لمحطة ضخ المياه من خلال التقييم الهندسي لحمل المضخة وخصائص البدء ومدة التشغيل المطلوبة ومصادر الطاقة المتاحة.
ال تم وضع نظام تخزين الطاقة INJET HanCang بقدرة 261 كيلو وات في الساعة لتطبيقات الطاقة الموزعة والمواقع النائية والمرافق الأصغر خارج الشبكة.
قد يكون نهجها المتكامل في الطاقة الشمسية والتخزين وتوليد الديزل والتوزيع الذكي يستحق التقييم بالنسبة للبنية التحتية للمياه عن بعد حيث يتطلب الأمر مصدر طاقة مرن.
قبل اختيار هذا النموذج لمحطة الضخ، تأكد من أن مخرجاته المقدرة وقدرته على التحميل الزائد على المدى القصير وتكوين الشحن ومعلمات التشغيل تتوافق مع متطلبات المضخة والموقع الفعلية.
ال يوفر نظام تخزين الطاقة INJET HanCang 522kWh سعة تخزين طاقة أكبر ويدعم التشغيل المنسق للطاقة الكهروضوئية والبطارية والديزل.
بالنسبة لمرافق الضخ ذات الطلب العالي على الطاقة، أو الأحمال المتعددة، أو جداول التشغيل الأطول، فقد يكون مرشحًا للتقييم الفني. تعتمد الملاءمة على ملف تعريف الحمل الإجمالي، وإخراج الطاقة المطلوبة، وخطة إمداد الطاقة، وظروف الموقع.
لا يوجد تكوين واحد لتخزين الطاقة الهجينة يناسب كل تطبيقات ضخ المياه. يجب أن يبدأ التصميم العملي ببيانات التشغيل الفعلية للموقع وتحديد كيفية استخدام كل مصدر للطاقة.
للحصول على معلومات عامة عن المنتج، قم بزيارة مجموعة منتجات INJET أو اتصل بالفريق لمناقشة متطلبات الطاقة لمشروعك.
نعم، يمكن للنظام الهجين المصمم بشكل صحيح أن يدعم ضخ المياه خارج الشبكة من خلال تنسيق تخزين البطارية مع توليد الطاقة الشمسية المتاحة، وعند الاقتضاء، مولد احتياطي. يجب أن يتناسب حجم النظام مع استهلاك الطاقة ومتطلبات تشغيل المحرك.
تعتمد السعة المطلوبة على طاقة المضخة، وساعات التشغيل، ومدة النسخ الاحتياطي، وفقدان النظام، وتوافر مصادر الطاقة الأخرى. هناك حاجة إلى تقييم الحمل قبل اختيار سعة البطارية.
يمكن للطاقة الشمسية توفير الطاقة للمضخات الصناعية والزراعية عندما تتم مطابقة مجموعة الطاقة الشمسية والمعدات الكهربائية وجدول التشغيل بشكل صحيح. قد تكون هناك حاجة لتخزين البطارية أو مصدر طاقة آخر عندما يجب أن يستمر الضخ خارج ساعات توليد الطاقة الشمسية.
قد تتطلب المحركات الكهربائية تيارًا أعلى أثناء بدء التشغيل مقارنةً بالتشغيل العادي. إذا لم يتمكن النظام من توفير الطاقة اللازمة على المدى القصير، فقد لا تبدأ المضخة بشكل موثوق. ولذلك ينبغي التحقق من خصائص بدء تشغيل المحرك أثناء تصميم النظام.
يمكن أن يقلل من استخدام الديزل عندما يحل تخزين البطارية والجيل المتجدد محل بعض ساعات تشغيل المولد أو يسمح للمولد بالعمل بكفاءة أكبر. تعتمد المدخرات الفعلية على ظروف الموقع، وتصميم النظام، وممارسات التشغيل.
تتضمن المعلومات المفيدة الطاقة المقدرة للمضخة، وطريقة تشغيل المحرك، وساعات التشغيل اليومية، وجدول الضخ المطلوب، والاتصال بالشبكة المتاحة، وإمكانات الطاقة الشمسية، ومدة النسخ الاحتياطي المطلوبة، والظروف البيئية للموقع. تساعد هذه التفاصيل المورد على تقييم التكوين المناسب.
تعتبر الكهرباء الموثوقة ضرورية لمحطات ضخ المياه عن بعد، ولكن توسيع البنية التحتية للشبكة أو الاعتماد بالكامل على توليد الديزل قد لا يكون هو الأفضل لكل مشروع.
يمكن لنظام تخزين الطاقة الهجين لمحطات ضخ المياه أن يجمع بين تخزين البطارية، وتوليد الطاقة الشمسية، ومدخلات الشبكة، والنسخ الاحتياطي للديزل لإنشاء مصدر طاقة أكثر مرونة. لاختيار النظام المناسب، يجب على أصحاب المشاريع تقييم استهلاك طاقة المضخة، والطلب على تشغيل المحرك، ومدة النسخ الاحتياطي، والظروف البيئية، ومتطلبات التوسع المستقبلية.
توفر INJET HanCang حلولًا متكاملة لتخزين الطاقة الهجينة لتطبيقات الطاقة البعيدة والمؤقتة. إذا كنت تخطط لإنشاء محطة ضخ جديدة أو ترقية مصدر طاقة موجود، فاتصل بـ INJET لمناقشة ملف تعريف التحميل ومتطلبات المشروع.
اتصل بـ INJET New Energy
موقع إلكتروني: https://www.injetpower.com/
بريد إلكتروني: info@injet.com
الهاتف: +86- 18980902801
تخزين الطاقة الهجينة لمحطات ضخ المياه | محطة ضخ المياه عن بعد مزود الطاقة | تخزين طاقة مضخة المياه خارج الشبكة | نظام البطاريات الشمسية لمضخات المياه | حلول الطاقة لضخ المياه الصناعية | تخزين الطاقة لمحطة الضخ عن بعد | نظام الطاقة الهجين لضخ المياه