تعد تكنولوجيا تخزين الطاقة أمرًا بالغ الأهمية في دفع تطوير صناعة الطاقة الجديدة. إن تخزين الطاقة المتقدمة ليس فقط أساسًا تقنيًا أساسيًا لبناء نظام طاقة جديد وتعزيز التحول إلى الطاقة الخضراء ومنخفضة الكربون، ولكنه أيضًا مفتاح لتحقيق الحياد الكربوني وذروة انبعاثات الكربون. يمكن لأنظمة تخزين الطاقة القضاء على الاختلافات بين ذروة الوادي ليلاً ونهارًا، وضمان الإخراج السلس، وتوفير حلاقة الذروة وتنظيم التردد، وتكون بمثابة قدرة احتياطية. وهذا يلبي متطلبات التكامل المستقر والآمن للطاقة المتجددة في الشبكة، مما يقلل بشكل كبير من تقليص طاقة الرياح والطاقة الشمسية.

فيما يلي بنية نموذجية لنظام تخزين الطاقة الموزعة:

ال نظام تخزين الطاقة يتكون من البطاريات والمكونات الكهربائية والدعم الميكانيكي وأنظمة الإدارة الحرارية ومحولات الطاقة ثنائية الاتجاه (PCS) وأنظمة إدارة الطاقة (EMS) وأنظمة إدارة البطاريات (BMS). يتم ترتيب البطاريات وتجميعها في وحدات البطارية، والتي يتم بعد ذلك تثبيتها في خزائن البطارية مع المكونات الأخرى. فيما يلي مقدمة للأجزاء الرئيسية لهذا النظام.

نظام البطارية

تلعب بطاريات تخزين الطاقة المتقدمة، باعتبارها إحدى الطرق التكنولوجية الرئيسية، دورًا مهمًا في زيادة معدل امتصاص الطاقة المتجددة وضمان التشغيل الآمن والمستقر لنظام الطاقة. بطاريات الليثيوم، باعتبارها مكونات حاسمة لتخزين الطاقة، تحدد التقدم المحرز في التخزين الكهروكيميائي. تنقسم بطاريات الليثيوم إلى بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد وبطاريات الليثيوم الثلاثية على أساس مادة الكاثود. يستخدم سوق تخزين الطاقة بشكل أساسي بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد. يعد التخلص من اختلافات الذروة والوادي ليلاً ونهارًا هو سيناريو التطبيق الأساسي لأنظمة تخزين الطاقة، ويؤثر عمر المنتج بشكل مباشر على عوائد المشروع.

نظام الإدارة الحرارية

إذا تم تشبيه البطارية بجسم نظام تخزين الطاقة، فإن نظام الإدارة الحرارية هو "ملابسها". تحتاج البطاريات إلى العمل في نطاق درجة حرارة مريح (23 ~ 25 درجة مئوية) لتحقيق الكفاءة المثلى. إذا تجاوزت درجة حرارة تشغيل البطارية 50 درجة مئوية، فسوف ينخفض عمرها الافتراضي بسرعة؛ أقل من -10 درجة مئوية، تدخل البطارية في وضع "الإسبات" ولا يمكنها العمل بشكل صحيح. تؤثر درجات الحرارة المرتفعة بشدة على عمر وسلامة نظام تخزين الطاقة، في حين أن درجات الحرارة المنخفضة يمكن أن تتسبب في توقف النظام عن العمل. يتمثل دور نظام الإدارة الحرارية في توفير درجة حرارة مناسبة لنظام تخزين الطاقة بناءً على درجة الحرارة المحيطة، وبالتالي إطالة عمر النظام.

نظام إدارة البطارية (BMS)

يعمل نظام إدارة البطارية (BMS) كحلقة وصل بين البطارية والمستخدم، وذلك في المقام الأول لتحسين استخدام البطارية ومنع الشحن الزائد والإفراط في التفريغ. يعد الجهد والتيار ودرجة الحرارة من العوامل الحاسمة لنظام تخزين الطاقة. باستخدام خوارزميات معقدة، يمكن استنتاج SOC (حالة الشحن) للنظام وتشغيل نظام الإدارة الحرارية واكتشاف عزل النظام وموازنة البطارية. يجب أن تعطي BMS الأولوية للسلامة في تصميمها، باتباع مبدأ "الوقاية أولاً، التحكم كضمان"، لمعالجة إدارة السلامة لنظام بطاريات تخزين الطاقة بشكل منهجي.

محول الطاقة ثنائي الاتجاه (PCS)

يشبه محول الطاقة في نظام تخزين الطاقة شاحن الهاتف، حيث يقوم بتحويل طاقة التيار المتردد إلى طاقة تيار مستمر للشحن. إن أجهزة الكمبيوتر في نظام تخزين الطاقة هي عبارة عن شاحن واسع النطاق، ولكنها ثنائية الاتجاه. إنه بمثابة جسر بين كومة البطارية والشبكة، حيث يحول طاقة التيار المتردد من الشبكة إلى طاقة تيار مستمر لكومة البطارية من ناحية، ويحول طاقة التيار المستمر من كومة البطارية إلى طاقة تيار متردد للتغذية مرة أخرى إلى الشبكة من ناحية أخرى .

نظام إدارة الطاقة (EMS)

يعد نظام إدارة الطاقة (EMS) أمرًا بالغ الأهمية في نظام تخزين الطاقة. فهو يدمج المعلومات من جميع الأنظمة الفرعية داخل نظام تخزين الطاقة، ويتحكم بشكل كامل في تشغيل النظام ويتخذ القرارات ذات الصلة لضمان التشغيل الآمن. يقوم EMS بتحميل البيانات إلى السحابة، مما يوفر أدوات تشغيلية لموظفي إدارة الواجهة الخلفية للمشغل. كما أنه يسهل التفاعل المباشر مع المستخدمين. يمكن لموظفي الصيانة استخدام EMS لمراقبة تشغيل نظام تخزين الطاقة في الوقت الفعلي، مما يحقق الإشراف في الوقت الفعلي.