دليل BESS للسلامة في مجال تخزين الطاقة بالبطاريات للأغراض التجارية والصناعية

ترتفع فواتير الكهرباء. ويتزايد الضغط على الشبكة. وقد يؤدي الاختيار الخاطئ لنظام تخزين الطاقة إلى مخاطر تتعلق بالسلامة، وفترات التعطل، والامتثال للمعايير. والخبر السار هو أن نظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) المصمم جيدًا يمكن أن يساعد المنشآت التجارية والصناعية على تخزين الطاقة، وإدارة الأحمال، والتشغيل بأمان، شريطة أن يتم تصميمه وتركيبه ومراقبته بشكل صحيح.

يمكن أن يكون نظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) آمنًا للاستخدامات التجارية والصناعية عندما يستخدم خلايا بطاريات معتمدة، ونظامًا موثوقًا لإدارة البطاريات، ونظامًا لإدارة الطاقة، ونظامًا للتحكم الحراري، ونظامًا لإخماد الحرائق، وحماية كهربائية مناسبة، وتصميمًا احترافيًا للنظام. ولا تعتمد السلامة بشكل كبير على مكون واحد، بل تعتمد بشكل أكبر على النظام ككل.

ما هو نظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS)؟

نظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) هو بطارية نظام تخزين الطاقة التي تعمل على التقاط الطاقة الكهربائية وتخزينها كطاقة كيميائية داخل البطاريات، ثم إعادة تزويد الشبكة بالطاقة عند الحاجة. وبعبارة بسيطة، فهي أشبه بـ«بنك طاقة» كبير وذكي مخصص للمصانع أو المستودعات أو المباني التجارية أو أساطيل السيارات الكهربائية أو الشبكات الصغيرة. تصف وزارة الطاقة الأمريكية تخزين الطاقة بأنه تقنية تمكينية لتطبيقات الطاقة على مستوى الشبكة، مع توجيهات تشمل التقنيات والمعايير وأفضل الممارسات وقضايا النشر.

بالنسبة للشركات، فإن الفائدة واضحة. يمكن لنظام تخزين الطاقة (BESS) تخزين الطاقة عندما تكون أسعار الكهرباء أرخص أو عندما تتوفر الطاقة الشمسية. ثم يمكنه تفريغ الطاقة المخزنة خلال ساعات الذروة، أو في حالات الحاجة إلى طاقة احتياطية، أو عند بلوغ الطلب ذروته. وهذا يساعد المواقع على إدارة طاقتها بمزيد من التحكم.

في TREASURE، نلاحظ أن العديد من المشترين يطرحون السؤال الأول نفسه: “هل هذا آمن؟” وهذا هو السؤال الصحيح. فنظام تخزين الطاقة بالبطاريات الحديث ليس مجرد صندوق من بطاريات الليثيوم. بل هو نظام طاقة متكامل يشتمل على وحدات بطاريات، وأجهزة استشعار، وبرامج تحكم، وأجهزة حماية، ونظام تبريد، وميزات السلامة من الحرائق، ونظام المراقبة عن بُعد.

كيف تعمل أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) في مجال استخدام الطاقة التجاري والصناعي؟

لفهم مسألة السلامة، علينا أولاً أن نفهم كيفية عمل أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS). حيث يتم شحن نظام BESS التجاري أو الصناعي عندما تكون الطاقة متوفرة أو مستقرة أو ذات تكلفة معقولة. ويقوم هذا النظام بتخزين الطاقة في خلايا البطارية. وعندما يحتاج الموقع إلى الطاقة، يقوم نظام تحويل الطاقة بتحويل التيار المستمر (DC) القادم من البطارية إلى تيار متردد (AC) صالح للاستخدام في الأنظمة الكهربائية.

تدعم هذه العملية العديد من احتياجات الأعمال. فقد يستخدم المصنع أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات لتقليل الطلب في أوقات الذروة. وقد يدمج المستودع هذه الأنظمة مع مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية. وقد تربط منشأة وقوف السيارات هذه الأنظمة بشواحن السيارات الكهربائية. وقد تستخدم الشبكة الصغيرة هذه الأنظمة لتحسين مرونة إمدادات الطاقة.

لماذا تحتاج المواقع التجارية والصناعية إلى أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات؟

تختلف المشكلات المتعلقة بالطاقة في المواقع التجارية والصناعية عن تلك التي تواجهها المنازل. فغالبًا ما تواجه هذه المواقع طلبًا كبيرًا على الطاقة، واستهلاكًا مرتفعًا للطاقة، ومتطلبات صارمة فيما يتعلق بضمان استمرارية التشغيل. وقد تؤدي أي انقطاع قصير في التيار الكهربائي إلى توقف الإنتاج، أو تأخير العمليات اللوجستية، أو انقطاع خدمات الشحن.

يمكن لمشروع تخزين الطاقة بالبطاريات التجاري أن يساعد في خفض تكاليف الطاقة من خلال تحويل استهلاك الطاقة بعيدًا عن الفترات التي تكون فيها الأسعار مرتفعة. وفي بعض الأسواق، يمكن أن يدعم هذا المشروع أيضًا «المراجحة في أسعار الطاقة»، حيث يقوم الموقع بشحن البطاريات عندما تكون الكهرباء أرخص، ويستخدم الطاقة أو يبيعها عندما ترتفع الأسعار.

وتشمل مزايا تخزين الطاقة في البطاريات أيضًا ما يلي:

1. تحسين التحكم في استخدام الطاقة
2. انخفاض ضغط ذروة الطلب
3. دعم دمج الطاقة المتجددة
4. طاقة احتياطية للأحمال الرئيسية
5. مزيد من الاستقلال في مجال الطاقة
6. دعم أفضل للطاقة لمحطات شحن السيارات الكهربائية
7. توسيع مرن لتلبية احتياجات الطاقة في المستقبل

بالنسبة للمصانع والمستودعات ومراكز البيانات ومستودعات أساطيل المركبات، يمكن لحلول تخزين الطاقة بالبطاريات أن تحول الطاقة من تكلفة ثابتة إلى أصل يمكن إدارته.

هل تتعلق سلامة أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات بشكل أساسي؟

لا. لا تقتصر سلامة أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) على البطارية وحدها. فالبطارية مهمة، لكن مستوى السلامة يتحدد بالنظام ككل. ففي أي نظام تخزين طاقة بالبطاريات عالي الجودة، يجب أن يراعي التصميم إدارة المخاطر الكهربائية، والحرارة، ومنطق البرمجيات، وسلوك الشحن، ومساحة التركيب، والاستجابة لحالات الطوارئ، والصيانة.

تستخدم العديد من الأنظمة الحديثة بطاريات الليثيوم أيون لأنها تتميز بكثافة طاقة عالية وأداء جيد. ومع ذلك، يجب إدارة أنظمة الليثيوم أيون بعناية. يقوم نظام إدارة البطارية بمراقبة الجهد والتيار وحالة الشحن ودرجة الحرارة. كما يساعد في منع الشحن الزائد والتفريغ الزائد وارتفاع درجة الحرارة والسلوك غير الطبيعي للبطارية.

ما الذي يجعل نظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) التجاري أكثر أمانًا من نظام البطاريات الأساسي؟

يكون نظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) التجاري أكثر أمانًا عندما يُصمم كمنتج متكامل بدلاً من مجموعة من الأجزاء المنفصلة. وهنا تكمن أهمية الخبرة الهندسية. فقد تقوم حزمة بطاريات بسيطة بتخزين الطاقة، لكن نظام البطاريات الكامل نظام تخزين الطاقة يجب أن يتحكم في الطاقة، ودرجة الحرارة، والاتصالات، وأجهزة الإنذار، ومنطق إيقاف التشغيل، والتفاعل مع الموقع.

في TREASURE، يشمل عملنا حزم البطاريات، وأنظمة إدارة البطاريات (BMS)، وأنظمة إدارة الطاقة (EMS)، وتكامل الخزانات، ودعم النشر. وهذا يساعدنا على تصميم حلول تخزين تلبي الاحتياجات الفعلية للمشاريع، وليس مجرد مواصفات مدرجة في الكتالوج. على سبيل المثال، قد يحتاج مصنع ما إلى تخفيف أحمال الذروة. وقد تحتاج منشأة لوقوف السيارات إلى دعم شحن السيارات الكهربائية. وقد يحتاج موقع نائي إلى طاقة احتياطية. وتؤدي كل حالة من هذه الحالات إلى تغيير التصميم.

ينبغي أن يراعي نظام تخزين الطاقة بالبطاريات التجاري الفعال ما يلي:

1. ملف تعريف الأحمال واحتياجات الطاقة
2. تركيب داخلي أو خارجي
3. التبريد والتهوية
4. توجيه الكابلات والحماية الكهربائية
5. إخماد الحرائق
6. الربط بالشبكة
7. دمج شاحن السيارات الكهربائية
8. التشغيل عن بُعد لمنشآت أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS)
9. الوصول لأغراض الصيانة
10. خطة التوسع

ولهذا السبب، يجب أن يبدأ التخطيط لنظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) بالاعتماد على بيانات الموقع. فالاعتماد على التخمين ينطوي على مخاطر. أما التصميم السليم فهو أكثر أمانًا وفائدة.

كيف تعمل أنظمة إدارة البطاريات (BMS) وأنظمة إدارة الطاقة (EMS) على تحسين إدارة الطاقة والسلامة؟

يُعد نظام إدارة البطارية بمثابة «الدماغ» المسؤول عن السلامة داخل وحدة البطارية. فهو يراقب خلايا البطارية والجهد الكهربائي والتيار ودرجة الحرارة. وإذا خرج أي من هذه العوامل عن النطاق الآمن، فيمكن للنظام تقييد التشغيل أو تفعيل آليات الحماية.

يتولى نظام إدارة الطاقة التحكم في الصورة الشاملة. فهو يحدد متى يجب أن يتم شحن نظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) أو تفريغه، أو دعم الأحمال، أو الاحتفاظ بالسعة كاحتياطي. كما يمكنه الاتصال بنظام مراقبة البطاريات، والمنصة السحابية، وشواحن المركبات الكهربائية، وأنظمة الطاقة الكهروضوئية، ومعدات الطاقة في الموقع.

تعمل أنظمة BMS وEMS معًا على تحسين إدارة الطاقة بعدة طرق:

1. فهي تساعد في منع التشغيل غير الآمن للبطارية.
2. وهي تدعم عمليات الشحن والتفريغ المستقرة.
3. فهي تُساعد على اتخاذ قرارات أفضل فيما يتعلق باستخدام الطاقة.
4. فهي تساعد الموقع على خفض تكاليف الطاقة.
5. فهي تزود المشغلين ببيانات مفيدة.
6. وهي تدعم الصيانة على المدى الطويل.

بالنسبة لعملاء TREASURE، فإن هذا الأمر مهم لأن العديد من المشترين الأجانب لا يقتصرون على شراء المعدات فحسب، بل إنهم يشترون أيضًا القدرة على التحكم على المدى الطويل. فالتصميم القوي لأنظمة إدارة المباني (BMS) وأنظمة إدارة الطاقة (EMS) يساعد المشغلين الصناعيين ومديري المرافق ومتخصصي تكامل الأنظمة وشركاء تصنيع المعدات الأصلية (OEM) على إدارة طاقتهم بثقة أكبر.

كيف يمكن لنظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) أن يدعم دمج الطاقة المتجددة؟

يساعد نظام تخزين الطاقة الشمسية (BESS) في حل إحدى المشكلات الشائعة المتعلقة بالطاقة المتجددة، ألا وهي «التوقيت». فطاقة الشمس لا تُنتج دائمًا في الأوقات التي يكون فيها المبنى أو الأسطول في أمس الحاجة إلى الطاقة. ووفقًا لوزارة الطاقة الأمريكية، فإن التخزين يساعد الطاقة الشمسية على المساهمة في إمدادات الكهرباء حتى عندما لا تكون الشمس مشرقة.

ولهذا السبب، يقوم العديد من المستخدمين التجاريين والصناعيين بدمج أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) مع أنظمة الطاقة المتجددة. حيث يمكن لنظام تخزين الطاقة بالبطاريات تخزين الطاقة المولدة من الألواح الكهروضوئية خلال النهار وتفريغها لاحقًا. كما يمكنه تسوية التقلبات في الإنتاج الناتجة عن السحب أو الأحوال الجوية أو التغيرات في أحمال الموقع.

تشمل التطبيقات النموذجية ما يلي:

1. تخزين الطاقة الشمسية للمصانع
2. حل تخزين الطاقة الكهروضوئية للمباني التجارية
3. حل محطة شحن السيارات الكهربائية بالطاقة الشمسية
4. نظام تخزين الطاقة الكهروضوئية وشحن السيارات الكهربائية
5. الشبكة الصغيرة نظام تخزين الطاقة
6. طاقة احتياطية للمواقع النائية

وبهذه الطريقة، يمكن لنظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) أن يساهم في جعل الطاقة النظيفة أكثر قابلية للتطبيق. فهو لا يحل محل الشبكة في جميع الحالات، لكنه يمنح الموقع مزيدًا من المرونة.

هل يمكن لنظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) أن يقلل من تكاليف الطاقة للشركات؟

نعم، في العديد من المشاريع، يمكن لنظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) أن يقلل من تكاليف الطاقة. وتعتمد النتيجة على أسعار الكهرباء المحلية، ورسوم الطلب، وإنتاج الطاقة الشمسية، وأنماط الحمل، وتصميم المشروع. لكن الفكرة الأساسية بسيطة: استخدام الطاقة المخزنة عندما تكون تكلفة الكهرباء من الشبكة مرتفعة أو عند بلوغ الطلب ذروته.

قد يدعم نظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) ما يلي:

1. تخفيف الأحمال في أوقات الذروة
2. تحسين الاستخدام حسب الوقت
3. الطاقة الاحتياطية
4. الاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية
5. دعم أحمال شحن المركبات الكهربائية
6. المراجحة في مجال الطاقة
7. المشاركة في خدمات الشبكة حيثما يُسمح بذلك

على سبيل المثال، قد يقوم المستودع بشحن البطارية ليلاً عندما تكون أسعار الكهرباء أقل. وخلال النهار، عندما تزيد الآلات والإضاءة وأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) وأجهزة الشحن من الحمل الكهربائي، يمكن لنظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) تفريغ الطاقة خلال أوقات ذروة الطلب. وبذلك، يمكن للموقع تحسين تخطيط الطاقة وتقليل الاستهلاك المفاجئ للطاقة بقدرة عالية.

هذا ليس مجرد قرار مالي فحسب، بل هو أيضًا قرار تشغيلي. ورغم أن انخفاض تكاليف الطاقة أمر مهم، إلا أن استقرار إمدادات الطاقة والرصد الدقيق قد يكونان بنفس القدر من الأهمية بالنسبة لمشغلي المنشآت الصناعية.

لماذا تختار TREASURE لحلول تخزين الطاقة لشحن سيارات BESS والسيارات الكهربائية (EV)؟

كنز هي شركة تصنيع عالمية تعمل في مجال الأعمال بين الشركات (B2B) وتتخصص في المنتجات التجارية والصناعية أنظمة تخزين الطاقة وحلول شحن السيارات الكهربائية. نحن ندعم المشاريع التي تتطلب السلامة، والتخصيص، والنشر السريع، وإدارة الأنظمة على المدى الطويل.

تشمل مجموعة منتجاتنا ما يلي:

1. أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) التجارية والصناعية
2. أنظمة الروبوتات المتنقلة لشحن الأجهزة
3. شواحن سريعة محمولة تعمل بالتيار المستمر، بما في ذلك خيارات بقدرة 7 كيلوواط و20 كيلوواط
4. وحدات طاقة طوارئ محمولة على مركبة
5. معدات الشحن V2V
6. حزم البطاريات
7. إدارة خدمات إدارة المباني/إدارة أنظمة إدارة المباني
8. النشر والدعم الهندسي

يُعد هذا المزيج من المنتجات مهمًا لأن العديد من العملاء يحتاجون الآن إلى أكثر من جهاز واحد. فقد يحتاج مستودع أسطول المركبات إلى نظام تخزين طاقة بالبطاريات (BESS) وشحن سريع بالتيار المستمر. وقد تحتاج منشأة وقوف السيارات إلى حل شحن متنقل للسيارات الكهربائية. وقد يحتاج مشروع الشبكة الصغيرة إلى تخزين بالطاقة بالبطاريات، ونظام إدارة الطاقة (EMS)، والتحكم في الطاقة المتجددة. وقد يحتاج شريك من مصنعي المعدات الأصلية (OEM) إلى حزم بطاريات مخصصة وتكامل الأنظمة.

هدفنا بسيط: جعل منصة BESS عملية وآمنة وأسهل في التنفيذ لعملاء B2B حول العالم.

ما هو مستقبل الطاقة في مجال أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) التجارية والصناعية؟

سيكون مستقبل الطاقة أكثر مرونة، وأكثر رقمية، وأكثر توزيعًا. ولن تقتصر دور الشركات على استهلاك الطاقة فحسب، بل ستقوم أيضًا بتخزينها وإدارتها، بل وستدعم الشبكة في بعض الأحيان. وستلعب تكنولوجيا أنظمة تخزين الطاقة (BESS) دورًا رئيسيًّا في هذا التغيير.

نتوقع أن يقوم المزيد من المستخدمين في القطاعين التجاري والصناعي بدمج:

1. أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات
2. مصادر الطاقة المتجددة
3. البنية التحتية لشحن السيارات الكهربائية
4. التحكم في الشبكات الصغيرة
5. مراقبة السحابة
6. التخزين لفترات طويلة عند الحاجة
7. الشحن الطارئ عبر الهاتف المحمول

ستسهم التطورات في تصميم البطاريات، وأنظمة التحكم المتطورة فيها، والأنظمة الحديثة في تحسين مستويات السلامة والأداء باستمرار. ولن تكون المشاريع الأكثر نجاحًا هي تلك التي تستخدم أكبر بطارية، بل ستكون تلك التي تتمتع بالتصميم المناسب، ومنطق التحكم الصحيح، والشريك المناسب.

بالنسبة لشركة TREASURE، هذا هو جوهر عملنا: مساعدة العملاء في جميع أنحاء العالم على تطوير حلول لتخزين الطاقة تكون أكثر أمانًا وذكاءً ومرونة.

الأسئلة المتكررة

هل نظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) آمن للاستخدام في المصانع والمستودعات؟

نعم، يمكن أن يكون نظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) آمنًا للمصانع والمستودعات شريطة استخدام خلايا بطارية مناسبة، ونظام مراقبة إدارة البطارية (BMS)، ونظام التحكم في إدارة الطاقة (EMS)، ونظام التبريد، ونظام إخماد الحرائق، ونظام الحماية الكهربائية، بالإضافة إلى التركيب الاحترافي. ويكمن السر في استخدام نظام هندسي متكامل، وليس مجرد تجميع عشوائي للبطاريات.

ما هو الخطر الرئيسي الذي تشكله أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) على السلامة؟

وتشمل المخاوف الرئيسية ارتفاع درجة الحرارة، والأعطال الكهربائية، وسوء التركيب، وضعف المراقبة، وخطر اشتعال البطاريات. ويقلل نظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) المصمم جيدًا من هذه المخاطر من خلال طبقات أمان النظام، مثل أجهزة الاستشعار، وأجهزة الإنذار، وآليات إيقاف التشغيل، وأنظمة التبريد، وأنظمة إخماد الحرائق.

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

نعم. يمكن لنظام تخزين الطاقة بالطاقة الشمسية (BESS) تخزين الطاقة الشمسية خلال النهار وتفريغها لاحقًا. وهذا يحسّن من دمج الطاقة المتجددة ويساعد المباني التجارية والمصانع والشبكات الصغيرة على استخدام المزيد من الطاقة النظيفة.

ما الفرق بين نظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) ونظام تخزين الطاقة بالبطاريات العادي؟

قد يقتصر دور جهاز تخزين البطاريات العادي على تخزين الطاقة فقط. أما نظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) فيشمل وحدات البطاريات، ونظام إدارة البطاريات (BMS)، ونظام إدارة الطاقة (EMS)، ووحدة التحويل (PCS)، وأنظمة التبريد والحماية والمراقبة، وغالبًا ما يشمل أنظمة السلامة من الحرائق. وهو نظام بطاريات متكامل نظام تخزين الطاقة من أجل التشغيل المتحكم فيه.

هل يمكن لنظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) أن يساعد في خفض فواتير الكهرباء؟

نعم، في كثير من الحالات. قد يساهم نظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) في خفض رسوم ذروة الطلب، وتحسين تخطيط استهلاك الطاقة حسب أوقات الاستخدام، وزيادة الاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية، ودعم أحمال شحن السيارات الكهربائية. وتعتمد الوفورات الفعلية على ملامح الحمل في الموقع وهيكل التعريفات المحلية.

لماذا ينبغي عليّ اختيار شركة مصنعة لأنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) بدلاً من شراء المكونات بشكل منفصل؟

يمكن لشركة مصنعة لأنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) أن توفر خدمات متكاملة تشمل التصميم والاختبار ومنطق التحكم وتخطيط السلامة ودعم النشر. ويؤدي ذلك إلى تقليل مشكلات التوافق ويساعد النظام على العمل كحل طاقة متكامل ومنسق.