جدول المحتويات
أنظمة تخزين الطاقة (ESS) وأنظمة تخزين طاقة البطاريات (BESS) مصطلحان مترابطان، لكن لكل منهما معانٍ مختلفة. فبينما يُعدّ مصطلح ESS مصطلحًا عامًا يشمل جميع تقنيات تخزين الطاقة، يشير مصطلح BESS تحديدًا إلى الأنظمة التي تستخدم البطاريات لتخزين الطاقة.
ESS: نظام تخزين الطاقة
أن نظام تخزين الطاقة (ESS) هو تصنيف عام يشمل أي تقنية مصممة لتخزين الطاقة لاستخدامها لاحقًا، سواءً كانت طاقة كهربائية أو حرارية أو ميكانيكية أو كيميائية. وهو المصطلح الشامل لجميع أشكال تخزين الطاقة، ويغطي مجموعة واسعة من التقنيات.
إي إس إس التطبيقات
- التحكيم في الطاقةيمكن استخدام نظام تخزين الطاقة (ESS) للاستفادة من فروق الأسعار في أسواق الكهرباء. فمن خلال تخزين الطاقة عند انخفاضها وتفريغها عند ارتفاعها، يُمكن لنظام تخزين الطاقة (ESS) تحسين التكاليف على مستهلكي الطاقة.
- الشبكات الصغيرة والطاقة خارج الشبكة:يمكن أن يكون نظام تخزين الطاقة المتجددة عنصرًا أساسيًا في الشبكات الصغيرة والأنظمة خارج الشبكة، حيث يوفر تخزينًا موثوقًا للطاقة للمناطق أو المجتمعات المعزولة غير المتصلة بالشبكة الرئيسية.
- تنظيم التردد:يساعد نظام ESS في الحفاظ على استقرار شبكة الطاقة من خلال توفير التوازن في الوقت الفعلي بين العرض والطلب، خاصة عندما تخلق المصادر المتجددة تقلبات في إمدادات الطاقة.
- الاستجابة للطلب:يمكن استخدام نظام ESS لتقليل الطلب على الكهرباء خلال أوقات الذروة عن طريق تفريغ الطاقة في الشبكة، مما يساعد على منع التحميل الزائد للشبكة ويقلل الحاجة إلى محطات الطاقة في أوقات الذروة.
BESS: نظام تخزين طاقة البطارية
أ نظام تخزين طاقة البطارية (BESS) هو نوع محدد من ESS يستخدم البطاريات الكهروكيميائية لتخزين الطاقة. على الرغم من أنه يندرج تحت مظلة ESS، إلا أن BESS يكتسب شعبيةً واسعةً بفضل كفاءته ومرونته وسرعة استجابته.
بيس المكونات الأساسية
إن نظام BESS هو نظام متطور ومتكامل يتضمن العديد من المكونات الأساسية:
- وحدات البطاريةهذه هي قلب النظام، حيث تُخزَّن الطاقة. تُوصَل خلايا البطاريات على التوالي وبالتوازي لتشكيل وحدات، تُدمَج لتكوين مجموعات أو رفوف أكبر.
- نظام إدارة البطارية (BMS)هذا هو "عقل" نظام BESS. فهو يضمن السلامة والأداء الأمثل من خلال مراقبة عوامل رئيسية مثل حالة شحن البطارية (SoC)، والجهد، والتيار، ودرجة الحرارة. ويساعد على منع الشحن الزائد، والتفريغ الزائد، والسخونة الزائدة، وهي عوامل أساسية لسلامة البطاريات وطول عمرها.
- نظام تحويل الطاقة (PCS):PCS هو عاكس ثنائي الاتجاه يحول البيانات المخزنة التيار المستمر (DC) الكهرباء في التيار المتردد (AC) يُوفّر هذا النظام الكهرباء للاستخدام على الشبكة، ويُحوّل التيار المتردد إلى تيار مستمر عند شحن البطاريات. تُؤثّر كفاءة نظام PCS بشكل كبير على الأداء العام للنظام.
- نظام إدارة الطاقة (EMS):نظام إدارة الطاقة (EMS) هو نظام تحكم عالي المستوى يُدير تشغيل نظام BESS بأكمله. يُحدد وقت شحن النظام أو تفريغه بناءً على عوامل مثل إشارات الشبكة، وتسعير الكهرباء، والجداول الزمنية المُحددة مسبقًا. هذا ما يُمكّن نظام BESS من أداء مهام مُحددة مثل حلاقة الذروة أو تنظيم التردد.
- نظام الإدارة الحراريةللحفاظ على درجة حرارة تشغيل مثالية للبطاريات، يُستخدم نظام إدارة حرارية، يستخدم تكييف الهواء أو التبريد السائل. يُعدّ التحكم الجيد في درجة الحرارة أمرًا بالغ الأهمية للسلامة وعمر البطارية.
بيس التطبيقات وحالات الاستخدام
تتميز تقنية BESS بتعدد استخداماتها وتطبيقاتها العملية المتعددة، وخاصة بسبب أوقات الاستجابة السريعة والكفاءة العالية.
- استقرار الشبكة وتنظيمها:يمكن لـ BESS امتصاص الطاقة أو حقنها في الشبكة بسرعة، مما يؤدي إلى استقرارها الجهد االكهربى و تكراروهذا مهم بشكل خاص لاستيعاب مصادر الطاقة المتجددة المتقطعة مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية.
- حلاقة الذروة:يستطيع نظام BESS تخزين الطاقة خلال فترات انخفاض الطلب (وانخفاض تكلفة الكهرباء) وتفريغها خلال أوقات الذروة (عندما تكون الكهرباء أكثر تكلفة). هذا يُخفّض تكاليف الكهرباء على الشركات والمستهلكين.
- تكامل الطاقة المتجددةيلعب نظام BESS دورًا محوريًا في تسهيل تقلبات مصادر الطاقة المتجددة. فهو قادر على تخزين فائض الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح عند توافرها، وإطلاقها عند قلة توافرها، مما يساهم في زيادة موثوقية الطاقة المتجددة.
- الطاقة الاحتياطيةيوفر نظام BESS طاقة احتياطية أثناء انقطاع التيار الكهربائي. ويتراوح نطاقه بين وحدات سكنية صغيرة تُغذي المنازل أثناء انقطاع التيار الكهربائي، وأنظمة واسعة النطاق تضمن استمرار تشغيل البنية التحتية الحيوية، مثل المستشفيات ومراكز البيانات، في جميع الأوقات.
- الطاقة عن بعد والشبكات الصغيرةفي المناطق النائية أو غير المتصلة بالشبكة، يوفر نظام BESS كهرباءً موثوقة. ويمكن استخدامه في الشبكات الصغيرة، مما يضمن استقلالية الطاقة ويوفر إمدادًا مستقرًا للطاقة دون الاعتماد على البنية التحتية التقليدية للشبكة.
ESS مقابل BESS
| ميزة | إي إس إس | بيس |
|---|---|---|
| تعريف | نظام تخزين الطاقة العام | تخزين الطاقة باستخدام البطاريات |
| طريقة تخزين الطاقة | متعددة (ميكانيكية، حرارية، الخ.) | البطاريات الكهروكيميائية |
| كفاءة | يختلف | عالية (خاصة بطاريات الليثيوم أيون) |
| وقت الاستجابة | الثواني إلى الساعات | ميلي ثانية |
| التطبيقات | استقرار الشبكة، وتقليص ذروة الاستهلاك، والنسخ الاحتياطي، والطاقة عن بعد | استقرار الشبكة، وتقليص الذروة، والنسخ الاحتياطي |
| يكلف | يختلف | عادة عالية |
| صيانة | يعتمد على التكنولوجيا | مطلوب استبدال البطارية |
