أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS): مقدمة
التحوّل العالمي السريع نحو الطاقة المتجددة، وكهربة القطاعات الصناعية، وأهداف خفض الانبعاثات جعلت أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) حجر أساس في أنظمة الطاقة الحديثة.
يوفّر نظام BESS إمكانية تخزين الطاقة الكهربائية بشكل كيميائي لإعادة استخدامها لاحقًا في موازنة الشبكة، تحسين جودة الطاقة، تخفيض الأحمال العالية (Peak Shaving)، توفير القدرة الاحتياطية، ودمج الطاقة المتجددة.
عملاؤنا
المكوّنات الأساسية لنظام BESS
نظام إدارة البطارية (BMS):
يضمن التشغيل الآمن عبر مراقبة حالة الشحن (SoC)، حالة الصحة (SoH)، درجة الحرارة، وتوازن الجهد.
وحدات البطاريات
غالبًا تكون بطاريات ليثيوم–أيون (LFP, NMC)، أو رصاص–حمض، أو صوديوم–كبريت، أو بطاريات الحالة الصلبة الحديثة.
نظام إدارة الطاقة (EMS)
يعمل على تحسين دورات الشحن والتفريغ، والاندماج مع الشبكة والطاقة المتجددة، وتنفيذ التشغيل الاقتصادي للطاقة.
نظام تحويل الطاقة (PCS)
عاكس ثنائي الاتجاه يحوّل التيار المستمر (DC) إلى تيار متردد (AC) ويدير الربط مع الشبكة.
تطبيقات أنظمة BESS
A. تطبيقات الشبكة
- تنظيم التردد: حقن أو امتصاص سريع للطاقة (استجابة خلال أجزاء من الثانية) لاستقرار انحرافات التردد.
- دعم الجهد: حقن القدرة غير الفعّالة للحفاظ على مستويات الجهد في الشبكات الضعيفة.
- قدرة التشغيل الأسود: تمكّن من إعادة تشغيل المحطات أو الشبكات بعد الانقطاعات بدون مصدر طاقة خارجي.
- تأجيل توسعات النقل والتوزيع: يخفّف الضغط على المحطات والخطوط من خلال تقليل الأحمال العالية.
B. دمج الطاقة المتجددة
- تنعيم إنتاج الطاقة الشمسية والرياح: يقلل من التذبذب وتقلبات الإنتاج.
- تقليل الهدر (Curtailment): تخزين الطاقة المتجددة الفائضة عند زيادة الإنتاج عن الطلب.
- القدرة الثابتة: تحويل الطاقة المتجددة المتقطعة إلى طاقة قابلة للت dispatch وموثوقة.
C. تطبيقات القطاع التجاري والصناعي
- تقليل الذروة: تخفيض رسوم الأحمال العالية عبر خفض الطلب خلال فترات الذروة.
- قدرة احتياطية (وضع UPS): يوفر طاقة احتياطية فورية للمنشآت الحسّاسة.
- المشاركة في برامج الاستجابة للطلب: المساهمة في برامج الحوافز من خلال خفض أو تحويل الأحمال.
- تحسين جودة الطاقة: الحد من الهارمونيكس، الفليكر، عدم توازن الفازات، وانخفاضات الجهد القصيرة.
D. تطبيقات الميكروغريد والشبكات المنعزلة
- التشغيل المنعزل: يدعم المجتمعات الريفية والبعيدة بالطاقة المتجددة مع التخزين.
- أنظمة الطاقة الهجينة: مزيج من الديزل + الطاقة الشمسية + BESS يقلل تكاليف الوقود والانبعاثات.
- الدعم العسكري والإغاثي: نشر سريع لتوفير طاقة مستقلة وموثوقة في حالات الطوارئ.
حالات الاستخدام التقنية
الحالة 1: دمج الطاقة المتجددة في شبكات الخدمات
نظام BESS بقدرة 100 ميجاواط / 400 ميجاواط ساعة مع محطة شمسية يوفّر قدرة ثابتة وخدمات تنظيم تردد.
الحالة 2: تخفيض الأحمال العالية في المصانع
نظام BESS بسعة 10 ميجاواط ساعة في مصنع حديد يقلل رسوم الطلب الشهرية بنسبة 25% من خلال تخفيض الأحمال خلال الذروة.
الحالة 3: تعزيز موثوقية الميكروغريد
نظام BESS بسعة 5 ميجاواط ساعة يمكّن حرم جامعي من العمل بشكل منعزل أثناء انقطاع الشبكة، مما يضمن استمرار تشغيل مراكز البيانات والمختبرات الطبية.
الحالة 4: إدارة جودة الطاقة
في مصنع أشباه الموصلات، نظام BESS بسعة 2 ميجاواط ساعة مع فلتر توافقي نشط (AHF) يعالج الفليكر، الهارمونيكس، وانخفاضات الجهد القصيرة.
فوائد أنظمة BESS
Technical
استجابة سريعة، قابلية توسّع عالية، وتحسين استقرار الشبكة.
Economic
يقلل تكاليف توسعة شبكات النقل، يخفض رسوم الطلب، ويتيح تحقيق عوائد متعددة من خلال تقديم خدمات مختلفة.
الفوائد البيئية
يسهم في تبني الطاقة المتجددة، يقلل الاعتماد على الوقود الأحفوري، ويخفض انبعاثات الغازات الدفيئة.
