هل يُعد نظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) آمنًا للاستخدامات التجارية والصناعية؟

تسعى العديد من الشركات إلى خفض تكاليف الطاقة وتوفير مصدر طاقة احتياطي، لكنها تشعر بالقلق إزاء سلامة البطاريات. فقد يؤدي التصميم غير السليم إلى خلق مخاطر. ويحل نظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) المصمم هندسيًّا بشكل جيد هذه المشكلة من خلال الجمع بين التركيب الكيميائي الآمن للبطاريات، والمراقبة الذكية، وأنظمة الحماية من الحرائق، والتركيب الاحترافي للاستخدامات التجارية والصناعية.

يمكن أن يكون نظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) آمنًا للاستخدامات التجارية والصناعية عندما يستخدم خلايا بطاريات مجربة، ونظامًا موثوقًا لإدارة البطاريات، ونظامًا للتحكم الحراري، ونظامًا لإخماد الحرائق، ومعايير أمان تم اختبارها، بالإضافة إلى التركيب الصحيح. وتعتمد السلامة على التصميم، والاعتماد، والتشغيل، والصيانة على المدى الطويل.

ما هو نظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) وكيف يعمل نظام تخزين الطاقة بالبطاريات؟

A BESS هو نظام تخزين الطاقة بالبطاريات التي تعمل على تخزين الطاقة الكهربائية وإطلاقها عند الحاجة. ويمكنها تخزين الطاقة المستمدة من الشبكة الكهربائية، أو الطاقة الشمسية، أو طاقة الرياح، أو أي مصادر أخرى للطاقة المتجددة. وفي المواقع التجارية والصناعية، تساعد أنظمة تخزين الطاقة (BESS) في إدارة استهلاك الطاقة، وتوفير الطاقة الاحتياطية، وتقليل ذروة الطلب، ودعم أهداف الطاقة النظيفة.

إن نظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) الكامل لا يقتصر على خزانة البطاريات فحسب. فهو يشمل وحدات البطاريات، ونظام إدارة البطاريات، ونظام تحويل الطاقة، ونظام إدارة الطاقة، وأنظمة السلامة، وأجهزة التحكم في الاتصالات، ومعدات التبريد، وأجهزة الحماية. وتعمل كل هذه الأجزاء معًا للحفاظ على استقرار النظام وفعاليته.

بعبارات بسيطة، تقوم البطارية بتخزين الطاقة الكيميائية. ويقوم العاكس أو نظام تحويل الطاقة بتحويل تلك الطاقة إلى طاقة كهربائية قابلة للاستخدام. أما نظام الإدارة فيتحكم في توقيت الشحن والتفريغ، وكيفية حماية المعدات. ولهذا السبب يُعد نظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) الحديث نظامًا ذكيًّا للطاقة، وليس مجرد بطارية كبيرة.

هل نظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) آمن للاستخدامات التجارية والصناعية؟

نعم، يمكن أن يكون نظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) آمنًا للاستخدامات التجارية والصناعية شريطة أن يتم تصميمه واختباره وتركيبه وتشغيله بشكل سليم. ولا يقتصر الأمر على البطارية نفسها فحسب؛ فالسلامة تنبع من النظام بأكمله: التركيب الكيميائي للبطارية، ونظام إدارة البطارية (BMS)، ونظام إدارة الطاقة (EMS)، وتصميم الغلاف، والتهوية، والتحكم الحراري، وأنظمة إخماد الحرائق، والرصد، والصيانة.

يطرح العديد من المشترين هذا السؤال لأنهم سمعوا عن حرائق البطاريات. وهذا القلق له ما يبرره. فأي معدات عالية الطاقة تتطلب تصميمًا دقيقًا. ومع ذلك، فقد تحسنت تكنولوجيا أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) الحديثة بشكل كبير. حيث يمكن للأنظمة الحالية استخدام تركيبة كيميائية أكثر أمانًا لبطاريات الليثيوم وفوسفات الحديد، وأنظمة متطورة لإدارة البطاريات، ومراقبة درجة الحرارة، وحماية متعددة المستويات.

بالنسبة للمصانع والمستودعات وأساطيل المركبات الكهربائية ومرافق وقوف السيارات والمباني التجارية، فإن النهج الأكثر أمانًا هو اختيار مورد يفهم كلاً من حلول تخزين الطاقة وتشغيل المواقع الفعلي. تقوم شركة TREASURE بتصميم وحدات BESS للمستخدمين من قطاع الأعمال الذين يهتمون بالأداء المستقر، والنشر السريع، والامتثال لمعايير السلامة، وإدارة الطاقة على المدى الطويل.

ما هي المخاوف الرئيسية المتعلقة بالسلامة في منشآت أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS)؟

تشمل المخاوف الرئيسية المتعلقة بالسلامة في منشآت أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) ارتفاع درجة الحرارة، والشحن الزائد، وقصر الدائرة الكهربائية، وتعطل خلايا البطارية، والانفلات الحراري، والدخان، وانبعاث الغازات، وانتشار الحريق. وهذه المخاطر ليست حصرية لأنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) فحسب، بل هي مخاوف شائعة في العديد من تقنيات البطاريات، لا سيما عندما تكون كثافة الطاقة عالية.

يُعد «الانفلات الحراري» أحد أخطر المخاطر. ويحدث ذلك عندما ترتفع درجة حرارة خلية البطارية بشكل مفرط، مما يؤدي إلى حدوث تفاعل تسلسلي. وإذا لم يتم السيطرة على ذلك، فقد تنتشر الحرارة من خلية إلى الخلايا المجاورة أو إلى وحدات البطارية. ولهذا السبب، يجب أن تشمل إجراءات السلامة الخاصة بأنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) أنظمة الإنذار المبكر، والعزل، والتبريد، وآليات إيقاف التشغيل، والحماية من الحرائق.

ينبغي أن يتضمن نظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) الآمن المخصص للاستخدامات التجارية والصناعية ما يلي:

• مراقبة خلايا البطارية
• الحماية من الجهد والتيار
• مستشعرات درجة الحرارة
• الحماية من الشحن الزائد
• الحماية من الدائرة القصيرة
• كشف الدخان والحرارة
• أنظمة إخماد الحرائق
• وظائف الإيقاف في حالات الطوارئ
• المراقبة عن بُعد
• إجراءات تشغيل واضحة

السلامة ليست مجرد ميزة واحدة، بل هي فلسفة تصميم شاملة.

كيف تؤثر تركيبة البطارية وفوسفات الحديد الليثيوم على سلامة أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS)؟

تؤثر تركيبة البطارية تأثيرًا كبيرًا على سلامة أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS). تستخدم العديد من مشاريع تخزين الطاقة الثابتة الحديثة بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم، والتي تُعرف غالبًا باسم بطاريات LFP. وبالمقارنة مع بعض بطاريات أيونات الليثيوم الأخرى، تتميز بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم باستقرار حراري عالٍ، وعمر دوري جيد، ومخاطر أقل في ظل ظروف التشغيل العادية.

وهذا لا يعني أن أي بطارية ليثيوم تكون آمنة تلقائيًا. فالبطارية الآمنة لا تزال تحتاج إلى خلايا بطارية جيدة، وتصميم وحدة مناسب، وحماية من نظام إدارة البطارية (BMS)، وتصميم خزانة مناسب، وتركيب احترافي. لكن اختيار التركيب الكيميائي المناسب للبطارية يمكن أن يقلل من المخاطر ويحسن الموثوقية على المدى الطويل.

فيما يتعلق بتخزين البطاريات للأغراض التجارية والصناعية، ينبغي على المشترين طرح الأسئلة التالية:

في العديد من مشاريع البطاريات الصناعية، توصي شركة TREASURE باتباع نهج متوازن: تركيبة كيميائية آمنة للبطاريات، ومكونات مجربة، ونظام مراقبة ذكي، وحماية على مستوى النظام.

ما أهمية نظام إدارة البطاريات ونظام إدارة الطاقة؟

يُعد نظام إدارة البطارية (BMS) أحد أهم عناصر السلامة في أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS). فهو يراقب الجهد الكهربائي، والتيار، ودرجة الحرارة، وحالة الشحن، وحالة البطارية. وفي حال ظهور أي سلوك غير طبيعي للبطارية، يمكن لنظام إدارة البطارية (BMS) خفض الطاقة، أو إيقاف الشحن، أو فصل النظام، أو إرسال إنذارات.

يعمل نظام إدارة الطاقة (EMS) على مستوى أعلى. فهو يدير تدفق الطاقة بين البطارية والشبكة والطاقة الشمسية وشواحن المركبات الكهربائية والأحمال الاحتياطية والمعدات الأخرى. وفي أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) التجارية والصناعية، يساعد نظام إدارة الطاقة (EMS) على تقليل استهلاك الطاقة، والتحكم في ذروة الطلب، ودعم دمج الطاقة المتجددة، وتحسين كفاءة الطاقة.

يساعد نظام إدارة البطاريات (BMS) ونظام إدارة الطاقة (EMS) الجيدان نظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) على الإجابة عن ثلاثة أسئلة مهمة:

هل البطارية آمنة في الوقت الحالي؟
هل يعمل نظام التخزين بكفاءة؟
هل يجب على النظام أن يشحن، أم يفرغ، أم ينتظر، أم يتوقف عن العمل؟

بالنسبة لمستخدمي قطاع الأعمال، هنا تكمن القيمة الحقيقية لأنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) الحديثة. فهي لا تقتصر على تخزين الطاقة فحسب، بل تتخذ قرارات أكثر ذكاءً في مجال الطاقة.

ما هي أنظمة إخماد الحرائق وإدارة الحرارة المطلوبة؟

ينبغي أن تستخدم أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) الآمنة أنظمة إدارة حرارية للتحكم في درجة حرارة البطارية. وقد يشمل ذلك التبريد الهوائي، أو التبريد السائل، أو مستشعرات الحرارة، أو تهوية الخزانة، أو آليات التحكم القائمة على درجة الحرارة. ويساعد الحفاظ على درجة حرارة البطارية ضمن النطاق المناسب على تحسين السلامة والأداء والعمر الافتراضي.

كما أن إخماد الحرائق أمر مهم أيضًا، لا سيما بالنسبة لمنشآت أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) التجارية والصناعية الكبيرة. ويعتمد النظام المحدد على حجم البطارية وموقعها واللوائح المحلية ومستوى مخاطر المشروع ومعايير السلامة. وقد تستخدم بعض المشاريع أنظمة إخماد الحرائق بالرذاذ، أو أنظمة العوامل النظيفة، أو أنظمة الحماية من الحرائق القائمة على الماء، أو خطط مكافحة الحرائق على مستوى الموقع.

الهدف لا يقتصر على إخماد الحريق فحسب. بل إن الهدف الأفضل هو منع انتشار العطل. وهذا يتطلب مزيجًا من إجراءات الكشف والعزل والإيقاف والتباعد وتصميم الخزانات والتخطيط للاستجابة في حالات الطوارئ.

يبدو نموذج طبقة الحماية البسيط كما يلي:

يُعد هذا التصميم متعدد الطبقات أحد الأسباب التي تجعل أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) الحديثة مناسبة للمواقع التجارية والصناعية ذات المتطلبات الصعبة.

ما هي فوائد تخزين الطاقة في البطاريات في مجال إدارة الطاقة الصناعية؟

تتجاوز فوائد أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات مجرد توفير الطاقة الاحتياطية. فمن شأن أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) التجارية والصناعية أن تساعد في إدارة الطلب على الطاقة، وخفض تكاليف الطاقة، وتسوية إنتاج الطاقة المتجددة، ودعم شحن المركبات الكهربائية، وتحسين قدرة المواقع على الصمود.

في مجال إدارة الطاقة الصناعية، يمكن لنظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) تخزين الكهرباء عندما يكون الطلب منخفضًا وتفريغها عندما يكون الطلب مرتفعًا. ويمكن أن يساعد ذلك في تخفيف ضغط أحمال الذروة. كما يمكن أن يساعد المصانع والمستودعات على إدارة تقلبات التيار الكهربائي، ودعم تشغيل المعدات، وتقليل تأثير الأعطال القصيرة في الشبكة.

تشمل المزايا الرئيسية لنظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) ما يلي:

• الطاقة الاحتياطية أثناء حالات انقطاع التيار الكهربائي
• تخفيف الذروة لتقليل الضغط على الطلب
• دمج الطاقة المتجددة
• استقلالية أكبر في مجال الطاقة
• تحسين جودة الطاقة
• دعم محطات شحن السيارات الكهربائية
• تقليل مخاطر التوقف عن العمل
• استخدام طاقة أنظف
• إدارة أكثر مرونة للطاقة

بالنسبة للمصنع، يمكن لتخزين الطاقة أن يحمي سير العملية الإنتاجية. أما بالنسبة للمبنى التجاري، فيمكنه دعم الأحمال الحيوية. وبالنسبة لموقف السيارات، فيمكنه المساعدة في تزويد شواحن السيارات الكهربائية بالطاقة. أما بالنسبة للشبكة الصغيرة، فيمكن لنظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) أن يصبح محور نظام الطاقة.

كيف تدعم أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) دمج الطاقة المتجددة وتوفير الطاقة الاحتياطية؟

تعد مصادر الطاقة المتجددة، مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، مفيدة، لكنها لا تنتج الطاقة دائمًا عندما يحتاجها المستخدمون. ويمكن لنظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) تخزين الطاقة عندما يكون إنتاج الطاقة المتجددة مرتفعًا، وتفريغها عندما ينخفض الإنتاج. وهذا يجعل الطاقة الشمسية وأنظمة الطاقة المتجددة الأخرى أكثر عملية للاستخدام اليومي.

تشير وزارة الطاقة الأمريكية إلى أن الطاقة المستمدة من المصادر المتقطعة، مثل الرياح والطاقة الشمسية، يجب تخزينها لاستخدامها في الأوقات التي لا تهب فيها الرياح ولا تشرق فيها الشمس. المصدر: قسم تخزين الطاقة بوزارة الطاقة الأمريكية. وهذا ما يفسر الأهمية المتزايدة لنشر أنظمة التخزين في مستقبل الطاقة.

كما تدعم تقنية BESS الطاقة الاحتياطية. ففي المباني التجارية، قد تساهم الطاقة الاحتياطية في الحفاظ على تشغيل أنظمة الإضاءة والأمن والاتصالات والأنظمة الرئيسية. أما في المواقع الصناعية، فقد تساعد في حماية معدات التصنيع أو تقليل فترات التوقف عن العمل. وفي مشاريع شحن السيارات الكهربائية، يمكن أن يدعم تخزين الطاقة في البطاريات أجهزة الشحن السريع عندما تكون سعة الشبكة محدودة.

لماذا تختار TREASURE لتخزين الطاقة باستخدام البطاريات في المجالين التجاري والصناعي؟

TREASURE هي شركة تصنيع عالمية تعمل في مجال الأعمال بين الشركات (B2B) وتتخصص في أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات التجارية والصناعية وحلول شحن المركبات الكهربائية. نقدم حلولاً متكاملة تشمل حزم البطاريات، وأنظمة التحكم BMS/EMS، وروبوتات الشحن المتنقلة، وأجهزة الشحن السريع المحمولة التي تعمل بالتيار المستمر، ووحدات الطاقة الاحتياطية المثبتة على المركبات، ومعدات الشحن من مركبة إلى مركبة (V2V).

ومن بين عملائنا مشغلو المنشآت الصناعية، ومديرو المنشآت التجارية، ومشغلو أساطيل المركبات، ومالكو مرافق وقوف السيارات، وشركات تكامل الأنظمة، ومطورو الشبكات الصغيرة، وشركاء تصنيع المعدات الأصلية. ويهتم هؤلاء المشترون بالأداء الموثوق، والامتثال لمعايير السلامة، والنشر السريع، وإدارة الأنظمة على المدى الطويل.

يدعم برنامج TREASURE ما يلي:

• تصميم أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) للأغراض التجارية والصناعية
• تكوين حزمة البطارية ووحدة البطارية
• التكامل بين نظام إدارة المباني (BMS) ونظام إدارة الطاقة (EMS)
• دمج الطاقة المتجددة
• تخطيط نظام الطاقة الاحتياطية
• شحن المركبات الكهربائية وتكامل أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS)
• حلول شحن السيارات الكهربائية المتنقلة
• معدات الشحن V2V
• تخصيص المعدات الأصلية/التصنيع حسب الطلب
• النشر والدعم الفني

نحن لا ننظر إلى نظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) على أنه مجرد خزانة واحدة، بل نعتبره منصة طاقة طويلة الأجل. ولا بد أن يتوافق نظام تخزين الطاقة بالبطاريات الآمن والقيِّم مع أنماط الطلب على الطاقة لدى العميل، وظروف الموقع، ومعايير السلامة، والأهداف التجارية.

الأسئلة المتكررة

هل نظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) آمن للاستخدام التجاري والصناعي؟

نعم. يمكن أن يكون نظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) آمنًا عندما يستخدم خلايا بطاريات معتمدة، وتركيبة كيميائية مناسبة للبطاريات، ونظام مراقبة إدارة البطاريات (BMS)، ونظام إدارة الحرارة، ونظام إخماد الحرائق، ومعايير السلامة، بالإضافة إلى التركيب الاحترافي. فالسلامة تعتمد على النظام بأكمله، وليس على البطارية وحدها.

ما هو أكبر خطر على السلامة في نظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS)؟

يُعد «الانفلات الحراري» أحد المخاطر الرئيسية، حيث تنتشر الحرارة داخل خلايا البطارية أو وحداتها. ويقلل التصميم الجيد للنظام من هذا الخطر من خلال المراقبة، والتبريد، والحماية الكهربائية، وإخماد الحرائق، وتوفير مسافات آمنة بين الوحدات عند التركيب.

هل بطاريات الليثيوم أيون آمنة للاستخدام في أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS)؟

يمكن أن تكون بطاريات الليثيوم أيون آمنة عند تصميمها وإدارتها بشكل سليم. وتستخدم العديد من منتجات أنظمة تخزين الطاقة الثابتة (BESS) الحديثة تركيبة فوسفات الحديد الليثيوم، لأنها توفر استقرارًا حراريًا جيدًا وعمرًا تشغيليًا طويلًا لتخزين الطاقة الثابتة.

ما هو دور نظام إدارة البطارية؟

يقوم نظام إدارة البطارية بمراقبة الجهد الكهربائي، والتيار، ودرجة الحرارة، وحالة الشحن، وحالة البطارية. وهو يساعد على منع الشحن الزائد، والتفريغ الزائد، وارتفاع درجة الحرارة، وغيرها من ظروف التشغيل غير الآمنة.

هل تحتاج منشآت أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) التجارية إلى أنظمة إخماد الحرائق؟

تتطلب العديد من مشاريع أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) التجارية والصناعية وضع خطط للكشف عن الحرائق أو إخمادها أو السيطرة عليها، وذلك وفقًا لحجم النظام وموقعه والقوانين المحلية ومتطلبات الجهات المختصة. ويجب أن يتوافق التصميم الدقيق مع المعايير واللوائح المحلية المعمول بها.

هل يمكن لنظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) أن يعمل مع الطاقة الشمسية وشحن السيارات الكهربائية؟

نعم. يمكن لنظام BESS تخزين الطاقة الشمسية، ودعم شحن السيارات الكهربائية، وتقليل الطلب على الشبكة في أوقات الذروة، وتوفير طاقة احتياطية. وهذا يجعله مفيدًا للمصانع والمستودعات والمباني التجارية ومواقف السيارات ومشاريع الشبكات الصغيرة.