كيف تساعد أنظمة تخزين الطاقة الصناعية المصانع والمباني الكبيرة على إدارة ذروة الطلب

تستهلك المصانع والمباني الكبيرة الكهرباء بشكل متكرر على شكل طفرات مفاجئة بدلاً من أنماط منتظمة. تبدأ خطوط الإنتاج بالعمل، وتعمل دورات التبريد، والمضخات، وتتحرك المصاعد، وتستجيب أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء لمستوى الإشغال أو درجة الحرارة الخارجية. قد لا تدوم فترات الطلب المرتفع هذه طويلاً، إلا أنها قد ترفع تكاليف الكهرباء وتُرهق معدات التوزيع.

تساعد أنظمة تخزين الطاقة في قطاعي الأعمال والبنية التحتية على إدارة هذه المشكلة من خلال شحن البطارية عندما يكون الطلب منخفضًا أو عندما تتوفر الطاقة الشمسية. ثم تُفرغ البطارية عندما يصل الموقع إلى ذروة الطلب. بالنسبة لأصحاب المشاريع، لا يقتصر الهدف على شراء بطارية أكبر حجمًا فحسب، بل يهدف إلى مواءمة نظام تخزين الطاقة مع بيانات الأحمال، وقواعد التعريفة، وأولويات النسخ الاحتياطي، والخطط المستقبلية.

لماذا يُعدّ ذروة الطلب أمرًا مهمًا للمواقع التجارية والصناعية

يمثل ذروة الطلب أعلى مستوى طاقة يصل إليه موقع ما خلال فترة الفوترة أو التشغيل. بالنسبة للمصانع والمباني الكبيرة، قد تنشأ هذه الذروة من عدد قليل من الآلات أو الأنظمة التي تعمل في الوقت نفسه.

ما الذي يخلق ذروة الطلب؟

في المصانع، غالباً ما يأتي ذروة الطلب من المحركات، والضواغط، والمضخات، والناقلات، وخطوط الإنتاج، أو أنظمة الهواء المضغوط. أما في المباني الكبيرة، فقد يأتي من معدات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، والمصاعد، والإضاءة، والمطابخ، وغرف البيانات، والتبريد، أو شحن المركبات الكهربائية.

لا تقتصر المشكلة على إجمالي استهلاك الكهرباء فحسب، بل قد يتسبب موقع ذو استهلاك يومي معتدل في ذروة طلب عالية إذا بدأت أحمال متعددة التشغيل في وقت واحد. لذا، ينبغي تصميم نظام تخزين طاقة البطاريات بناءً على منحنى الحمل، وليس فقط على فاتورة الكهرباء الشهرية.

لماذا تؤثر الارتفاعات المفاجئة في الأسعار على تكاليف التشغيل؟

في بعض الأسواق، قد تجعل رسوم الطلب أو الفوترة القائمة على السعة ارتفاعات الطاقة القصيرة مكلفة. وحتى عندما تختلف قواعد التعريفة، فإن الأحمال القصوى المتكررة قد تزيد من ضغط المحولات. وقد يحد هذا الوضع أيضاً من شراء معدات جديدة.
يمكن لأنظمة تخزين الطاقة التجارية تفريغ بطارياتها خلال فترات ذروة الطلب، مما يقلل من الطاقة المسحوبة من الشبكة. وتُعدّ هذه الاستراتيجية لتخفيف ذروة الطلب مفيدةً بشكل خاص عندما يكون للموقع أنماط استهلاك متوقعة أو جدول إنتاج واضح.

كيف يقلل تخزين الطاقة من ضغط ذروة الحمل

يعمل نظام تخزين الطاقة التجارية والصناعية بكفاءة عالية عندما يتم التحكم في عمليات الشحن والتفريغ من خلال استراتيجية تشغيل واضحة. وينبغي أن يستجيب النظام لفترات التعريفة، وتوقعات الأحمال، وإنتاج الطاقة الشمسية، واحتياجات احتياطي الطاقة.

الشحن خلال فترات انخفاض الطلب أو فترات ارتفاع الطاقة الشمسية

عندما يكون استهلاك الطاقة في المبنى منخفضًا، يمكن للنظام الشحن من الشبكة الكهربائية، أو من الألواح الشمسية الكهروضوئية، أو من كليهما. وإذا كان الموقع مزودًا بألواح شمسية مثبتة على السطح أو على الأرض، فيمكن لنظام التخزين استيعاب فائض الطاقة المولدة الذي كان سيُصدّر أو يُهدر لولا ذلك.

يُعدّ هذا مفيدًا لمشاريع تخزين الطاقة الشمسية التجارية، حيث يبلغ إنتاج الطاقة الشمسية ذروته خلال النهار، بينما يرتفع الطلب على الطاقة في المباني لاحقًا. ويمكن للبطارية تخزين الطاقة الكهروضوئية لدعم الأحمال في أوقات الذروة اللاحقة.

التفريغ خلال ساعات التشغيل القصوى

عندما تتسبب المعدات الثقيلة أو أنظمة المباني في ذروة الطلب على الطاقة، يقوم نظام التخزين بتخفيف الحمل على الشبكة الكهربائية. قد يستخدم المصنع هذه الطاقة خلال فترة زيادة الإنتاج، وقد يستخدمها الفندق خلال فترات التبريد المسائية وخدمة النزلاء، وقد تستخدمها منشأة التبريد عند ارتفاع حمل التبريد.

إذا كان خرج نظام تحويل الطاقة منخفضًا جدًا، فقد لا يتمكن النظام من خفض ذروة الاستهلاك بالقدر الكافي. وإذا كانت سعة البطارية صغيرة جدًا، فقد لا تفرغ شحنتها لفترة كافية. كل من القدرة بالكيلوواط (kW) وسعة الطاقة بالكيلوواط/ساعة (kWh) مهمتان.

استخدام نظام إدارة الطاقة للتحكم في الشحن والتفريغ

يتولى نظام تحويل الطاقة (PCS) عملية تحويل الطاقة ثنائية الاتجاه. ويحمي نظام إدارة البطارية (BMS) تشغيل البطارية. ويحدد نظام إدارة الطاقة (EMS) وقت الشحن، ووقت التفريغ، ومقدار الاحتياطي المطلوب، والاستراتيجية التي يجب تطبيقها خلال فترات الذروة.

يُعدّ التحكم في نظام إدارة الطاقة (EMS) أمراً بالغ الأهمية، لأنّ تقليل ذروة الطلب، والاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية، والطاقة الاحتياطية قد تشترك في نفس البطارية. وبدون استراتيجية واضحة، قد تُضعف إحدى الوظائف الأخرى.

أين يكون تخزين ذروة الطلب هو الأنسب

تُطبق إدارة ذروة الطلب على العديد من مواقع C&I، ولكن لكل موقع سبب مختلف لاستخدام التخزين.

المصانع وورش العمل

غالباً ما تشهد مواقع التصنيع تقلبات في أحمال التشغيل. فقد تبدأ المعدات بالعمل على دفعات، وقد تشهد خطوط الإنتاج فترات قصيرة ذات استهلاك عالٍ للطاقة. يمكن أن تساعد أنظمة تخزين الطاقة الصناعية في تخفيف هذه الذروات، ولكن يجب أن يراعي التصميم تيار بدء التشغيل، وجداول الورديات، وأولويات الإنتاج، والأحمال الحرجة.

الفنادق والمكاتب والمباني التجارية

تشهد المباني التجارية الكبيرة عادةً ذروة الطلب على الطاقة من أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، والمصاعد، والإضاءة، والمطابخ، وأنماط الإشغال. ويمكن لأنظمة تخزين الطاقة التجارية أن تدعم النوافذ ذات الأحمال العالية، وأن تُحسّن الاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية عند تركيب الألواح الكهروضوئية.

التخزين البارد والمزارع والمستودعات

قد تحتاج مرافق التبريد والمزارع والمستودعات إلى طاقة مستقرة للتبريد والمضخات والتهوية والتحكم في الدخول والمراقبة. ويمكن لتخزين الطاقة أن يدعم تقليل ذروة الطلب مع المساعدة في حماية الأحمال الحيوية أثناء الانقطاعات القصيرة.

أولويات تصميم تخزين الطاقة في قطاعي الصناعة والبنية التحتية حسب الهدف التجاري

بالنسبة للمشاريع التجارية والصناعية، يعتمد اختيار النظام المناسب أولاً على الهدف التجاري. فالنظام المصمم للتحكم في ذروة الطلب لن يُحدد حجمه بنفس طريقة النظام المصمم أساساً لتوفير الطاقة الاحتياطية أو الاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية.

كيفية تحديد حجم نظام تخزين الطاقة لتلبية ذروة الطلب

ينبغي أن تبدأ عملية تحديد الحجم بقياس أو تقدير سلوك الحمل. فالتصميم الموثوق يحتاج إلى أكثر من مجرد رقم سعة مستهدفة.

تُقاس ذروة الطاقة بالكيلوواط (kW)، وهي تُشير إلى مقدار الطاقة التي يُمكن للنظام توفيرها في وقت واحد. أما سعة الطاقة فتُقاس بالكيلوواط ساعة (kWh)، وهي تُشير إلى المدة التي يُمكن فيها الحفاظ على هذه الطاقة. ولتقليل ذروة الاستهلاك، ينبغي على المشترين تحديد وقت حدوث أعلى حمل، ومدة استمراره، ومقدار التخفيض المطلوب. قد تتطلب ذروة قصيرة قدرة عالية من مُحوّل الطاقة (PCS) ولكن سعة بطارية متوسطة. بينما قد تتطلب فترة ذروة أطول طاقة مُخزّنة أكبر.

إذا كان النظام نفسه يدعم أيضًا الطاقة الاحتياطية، فينبغي الاحتفاظ بجزء من سعة البطارية. قد يؤدي استخدام كامل الطاقة المخزنة لتخفيف ذروة الطلب إلى تعريض الموقع للخطر أثناء انقطاع التيار الكهربائي. يجب أن تفصل إعدادات نظام إدارة الطاقة بين سعة تخفيف ذروة الطلب واحتياطي الطاقة الاحتياطية.

ما الذي يجب فحصه في منتج C&I ESS

ال صنواي ٥٠٠ كيلوواط ١٠٧٥ كيلوواط ساعة تخزين الطاقة صُمم هذا النظام كنظام خارجي متكامل بسعة تخزين طاقة تبلغ 1075 كيلوواط ساعة وقدرة تيار متردد تبلغ 500 كيلوواط. ويستخدم بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم، وهيكل PCS معياري، ونظام إدارة الطاقة (EMS)، ونظام إدارة البطارية (BMS)، ونظام توزيع الطاقة، ونظام التحكم البيئي، ونظام حماية مدمج من الحرائق. كما يتضمن 10 مسارات MPPT، وتيارًا أقصى للخلايا الكهروضوئية يبلغ 160 أمبير، وعزلًا للمحولات، ونظام تبريد هوائي ذكي، وغلافًا بتصنيف IP54.

غالباً ما تحتاج مواقع التحكم والبنية التحتية إلى خزائن خارجية قادرة على تحمل تغيرات درجات الحرارة والرطوبة والتعرض للغبار، بالإضافة إلى سهولة الوصول إليها للصيانة. كما يجب أن يسمح النظام بإجراء الصيانة دون التسبب في تأخيرات تشغيلية طويلة.

صنواي يعمل مع الألواح الشمسية، ومحولات الطاقة الشمسية، وبطاريات تخزين الطاقة، وأنظمة الربط بالشبكة، وأنظمة الفصل عن الشبكة، والأنظمة الهجينة، وأنظمة التركيب، وحلول تخزين الطاقة الكهروضوئية. للمشترين الذين يقارنون أنظمة تخزين الطاقة للمرافق, تساعد هذه المجموعة الأوسع من المنتجات في ربط توليد الطاقة الكهروضوئية وتخزين البطاريات وتحويل الطاقة وتكوين المشاريع.

الأخطاء الشائعة في مشاريع ذروة الطلب

الخطأ الأول هو اختيار السعة دون بيانات الحمل. قد لا تتمكن البطارية الكبيرة من تقليل ذروة الطلب إذا كان توقيت التفريغ أو خرج نظام تحويل الطاقة غير صحيح.

الخطأ الثاني هو تجاهل استراتيجية التشغيل. لا ينبغي أن يستخدم المصنع والفندق وموقع التخزين البارد نفس إعدادات نظام إدارة الطاقة.

الخطأ الثالث هو إغفال نمو الأحمال في المستقبل. قد تؤدي المعدات الجديدة، أو شواحن السيارات الكهربائية، أو ساعات التشغيل الأطول إلى تغيير نمط ذروة الطلب خلال عام أو عامين.

ينبغي على مشتري البيانات الاستعداد قبل تقديم العرض.

قبل طلب عرض نظام تخزين الطاقة للمنشآت التجارية والصناعية، قم بإعداد نوع الموقع، والاستخدام اليومي للكهرباء، وبيانات الأحمال بالساعة أو كل 15 دقيقة، وقيمة ذروة الطلب، وهيكل التعريفة، وقائمة الأحمال الحرجة، وهدف النسخ الاحتياطي، وخطة الطاقة الشمسية الكهروضوئية، وجهد الشبكة، ونوع الطور، ومساحة التركيب، ومتطلبات التبريد، ومتطلبات الحماية من الحرائق، واحتياجات المراقبة، وخطة التوسع.

تُحقق إدارة ذروة الطلب أفضل النتائج عندما يتم بناء النظام حول بيانات الموقع الحقيقية. شارك بيانات مشروعك مع فريقنا، يمكننا المساعدة في مراجعة ما إذا كان نظام تخزين الطاقة من الفئة 500 كيلوواط C&A أو أي تكوين آخر لتخزين البطاريات التجارية أكثر ملاءمة لمصنعك أو مستودعك أو فندقك أو مرفق التخزين البارد أو المبنى الكبير الخاص بك.

التعليمات

س: كيف يساهم تخزين الطاقة في قطاع الصناعات التحويلية في تقليل ذروة الطلب على الطاقة؟

ج: يتم شحنها خلال فترات انخفاض الطلب أو ارتفاع النشاط الشمسي، ويتم تفريغها عندما يصل الموقع إلى ذروة الحمل. وهذا يساعد على تقليل كمية الطاقة المسحوبة من الشبكة خلال فترات قصيرة ذات طلب مرتفع.

س: هل تخزين البطاريات التجارية مفيد فقط لتوفير الطاقة الاحتياطية؟

ج: لا. يمكن لأنظمة تخزين البطاريات التجارية دعم تقليل ذروة الطلب، والاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية، وإدارة رسوم الطلب، وتوفير الطاقة الاحتياطية الضرورية. يعتمد الاستخدام الأمثل على نمط استهلاك الموقع، وهيكل التعرفة، وجدول التشغيل.

س: ما هي البيانات المطلوبة قبل تحديد حجم نظام تخزين طاقة البطارية؟

ج: يجب على المشترين إعداد بيانات ذروة الحمل، والاستخدام اليومي للكهرباء، وساعات التشغيل، والأحمال الحرجة، وأهداف النسخ الاحتياطي، وسعة الطاقة الكهروضوئية، وجهد الشبكة، وظروف التركيب قبل اختيار سعة النظام.