1. ما هو تخزين الطاقة؟ - "بنك طاقة" عملاق“
بأبسط العبارات: تخزين الطاقة يشبه "بنك طاقة" ضخم من الدرجة الصناعية. يتم شحنه عندما تكون الكهرباء رخيصة أو عندما يكون هناك فائض من الطاقة المتجددة (مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح)، ويتم تفريغه عندما تكون الكهرباء باهظة الثمن أو مطلوبة، مما يؤدي إلى جني المال أو توفير المال عن طريق "الشراء بسعر منخفض والبيع بسعر مرتفع" للكهرباء.
2. لماذا تطوير تخزين الطاقة؟ — لحل ثلاث مشكلات رئيسية
حل مشكلة "اختلال التوازن بين العرض والطلب": يجب أن يتم توليد الطاقة واستهلاكها في آن واحد. ويمكن تخزين الطاقة الزائدة لاستخدامها لاحقاً.
تشجيع استهلاك الطاقة المتجددة: يعتمد توليد الطاقة من الرياح والطاقة الشمسية على الأحوال الجوية ويتسم بعدم الاستقرار. ويمكن لتخزين الطاقة أن يقلل من تقلباتهما، "تقليل ذروة الطلب وتخفيف انخفاضه".“
الفوائد الاقتصادية: يُطلق على الربح من فرق السعر بين أوقات الذروة وخارج أوقات الذروة اسم المراجحة بين الذروة والوادي.
ثلاثة مجالات معرفية أساسية يجب عليك إتقانها
المجال 1: المسار التقني والمكونات الأساسية (فهم بنية نظام تخزين الطاقة)
نظام تخزين الطاقة (وخاصة تخزين الطاقة الكهروكيميائية) يشبه الإنسان:
الخلية -> القلب: الوحدة الأساسية التي تخزن الطاقة. حاليًا، تُعد بطارية فوسفات الحديد الليثيوم (LFP) هي الأكثر شيوعًا نظرًا لسلامتها وعمرها الطويل.
حزمة البطارية -> الهيكل: تتكون من العديد من الخلايا، بالإضافة إلى المكونات الهيكلية ومشتتات الحرارة.
BMS -> الدماغ: يراقب باستمرار صحة كل خلية (الجهد، درجة الحرارة)، ويمنع الشحن الزائد والتفريغ الزائد لضمان السلامة.
نظام إدارة الطاقة -> القائد الأعلى: مسؤول عن صياغة الاستراتيجيات الاقتصادية. فهو يعرف متى يشحن عندما تكون أسعار الكهرباء منخفضة ومتى يفرغ عندما تكون الأسعار مرتفعة، لتحقيق أقصى قدر من الأرباح.
PCS -> وحدة العضلة/المحول: مسؤول عن التحويل بين التيار المتردد (طاقة الشبكة) والتيار المستمر (طاقة البطارية)، والتحكم في الشحن والتفريغ.
المنطقة 2: سيناريوهات التطبيق الرئيسية (أين يتم استخدام تخزين الطاقة؟)
جانب الجيل:
تخزين الطاقة المتجددة: يتم تركيب أنظمة تخزين الطاقة بجانب مزارع الرياح ومحطات الطاقة الكهروضوئية.
جانب الشبكة: تقوم شركات شبكة الطاقة بإنشاء أنظمة تخزين لتقليل ذروة الطلب وتنظيم التردد، مما يحافظ على استقرار الشبكة.
جانب المستخدم – هذا هو التطبيق الأكثر شيوعًا حاليًا:
تخزين الطاقة التجارية والصناعية: تقوم المصانع ومراكز التسوق وما إلى ذلك بتركيب أنظمة تخزين الطاقة في المقام الأول لتوفير مبالغ طائلة من المال على فواتير الكهرباء من خلال الاستفادة من فروق أسعار الذروة والانخفاض.
تخزين الطاقة السكنية: بالاقتران مع أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية على أسطح المنازل، فإنه يمكّن الأسر من تحقيق الاكتفاء الذاتي في مجال الكهرباء.
المنطقة 3: السلامة – الخط الأحمر المطلق
الهروب الحراري: يُعدّ هذا الخطر الأكبر على سلامة البطاريات. ويشير إلى ظاهرة ارتفاع درجة حرارة البطارية بشكل متسارع نتيجةً لحدوث ماس كهربائي أو ارتفاع درجة الحرارة أو لأسباب أخرى، مما يؤدي في النهاية إلى نشوب حريق وانفجار.
التصميم الآمن: تعمل أنظمة تخزين الطاقة الممتازة على منع وتخفيف الهروب الحراري من خلال جوانب متعددة، بما في ذلك اختيار الخلايا (LFP أكثر أمانًا)، ومراقبة نظام إدارة المباني في الوقت الحقيقي، وأنظمة إخماد الحرائق (غازات إطفاء الحرائق مثل الهيبتافلوروبروبان)، والتصميم الهيكلي.
