يوجد حاليًا هيكلين رئيسيين لمقصورات البطارية: نوع الخزانة الحاوية والتجارية. الوحدة الأساسية في نظام تخزين الطاقة هي خلية البطارية ، وتشكل خلايا البطارية المتعددة مجتمعة وحدة بطارية. يتم دمج وحدات البطارية المتعددة مع BMS الغلاف ، تتكون حزمة البطارية من تسخير الأسلاك ، تبديد الحرارة ، إلخ. واحد أو أكثر من مجموعات البطارية ، نظام إدارة الطاقة EMS ، نظام الإدارة الحرارية ، نظام السلامة من الحرائق ، وما إلى ذلك ، تشكل مقصورة بطارية تخزين الطاقة الجانبية. جنبا إلى جنب مع أجهزة الكمبيوتر ثنائية الاتجاه ، يمكن أن تشكل حجرة بطارية تخزين طاقة طاقة AC.
1 الهيكل الأساسي لحصرة البطارية
وفقًا لشكل حجرة البطارية ، يمكن تقسيمها إلى نوعين من الهيكلية: نوع الحاوية ونوع الخزانة الصناعية والتجارية. تستخدم حاويات تخزين الطاقة مجموعات بطارية متعددة متصلة بالتوازي ، مع سعة أعلى عمومًا MWH. تستخدم خزائن تخزين الطاقة الصناعية والتجارية عمومًا طريقة إدارة أجهزة الكمبيوتر الخاصة بكوليستر ، مع سعة أقل عمومًا من MWH.
1.1 نوع الحاوية
يستخدم تخزين الطاقة المحجوز ، المعروف أيضًا باسم تخزين الطاقة المركزي ، حاويات قياسية أو غير قياسية مع قذائف فولاذية عالية القوة تجمع بين مقاومة الحريق ، والعزل المائي ، ومقاومة التأثير ، مما يجعل من السهل نقله ونشره بسرعة. إنه مناسب لمحطات الطاقة على نطاق واسع لتخزين الطاقة ومشاريع الطاقة الموزعة. تخزين الطاقة نوع الحاوية هو تخزين طاقة جانبي DC بشكل عام ، مع تثبيت البطاريات داخل المربع وعدد صغير من أجهزة الكمبيوتر المثبتة. هذا النوع من السعة صغير نسبيًا ، مثل حاوية 20 قدمًا بسعة حوالي 500 كيلو وات/1000 كيلو واط في الساعة.
هناك ثلاثة أحجام شائعة الاستخدام في خزانة: 10 أقدام و 20 قدمًا و 40 قدمًا ، بالإضافة إلى 15 قدمًا و 30 قدمًا
حجم الحاوية القياسي 20 قدم هو 6058 * 2438 * 2896 مم ، وهو حاوية مملوءة بالبطاريات وتزن حوالي 32-45 طن. حجم خزانة 40 قدم القياسي هو 12192 * 2438 * 2896mm.
1.2 نمط مجلس الوزراء
يشير تخزين الطاقة من نوع الخزانة ، والمعروف أيضًا باسم تخزين الطاقة من نوع السلسلة ، وتخزين الطاقة الموزعة ، وتخزين الطاقة المعياري ، بشكل عام إلى مجموعة البطارية كخزانة مستقلة ، مع أجهزة كمبيوتر داخلية أو خارجية متصلة ، باستخدام نهج إدارة الكتلة. تُستخدم مقصورات تخزين الطاقة من نوع الخزانة بشكل أساسي في مشاريع تخزين الطاقة الصناعية والتجارية ، مع قدرات وحدة واحدة تبلغ 50 كيلو وات/100 كيلو وات ساعة ، 100 كيلو وات/215 كيلو واط ، 110 كيلو واط/233 كيلو واط ، 125 كيلو وات/250 كيلو واط ، 372 كيلو واط ساعة ونماذج أخرى.
المزايا الرئيسية لخزائن تخزين الطاقة التجارية:
كفاءة النظام العالية:إن تنفيذ مجموعة واحدة تعمل على تحسين التوازن وشحن وتفريغ كفاءة حزم البطارية.
صيانة سهلة:مجموعة واحدة التشغيل العام والصيانة ، وضع دقيق للمجموعة المفردة في حالة فشل النظام.
سلامة عالية:يتم التحكم في كل مجموعة بطارية بشكل فردي لشحن وتفريغ ، وتجنب تأثير التيارات المتداولة وتحقيق عزل الصدع. اعتماد نظام إدارة حراري فعال يعتمد على الكتلة مع توحيد جيد لدرجة الحرارة وعمر البطارية الطويل وتشغيل النظام المستقر
مرونة قوية:بفضل حجم خزانة مفردة صغيرة ، فهي مريحة للنقل والتركيب ، ومناسبة لمختلف سيناريوهات التطبيق مثل المستخدمين الصناعيين والتجاريين ، وتخزين الطاقة المشتركة ، وتوزيع وتخزين الطاقة الجديد ؛ يدعم النظام خلط البطاريات القديمة والجديدة ، ويمكن توسيعه أو إعادة شحنه بمرونة وفقًا للاحتياجات الفعلية ، مما يؤدي إلى تحسين مرونة النظام بشكل كبير.
2 المعدات الرئيسية
تتكون مقصورة البطارية عادة من عدة أجزاء ، بما في ذلك جسم المقصورة ، ونظام البطارية ، ونظام التحكم في درجة الحرارة ، ونظام الحماية من الحرائق ، والنظام الكهربائي ، وما إلى ذلك. تعتمد المقصورة تصميمًا على الحاويات ، والذي يحتوي على ختم جيد ومقاومة زلزالية ، ويمكنه حماية المعدات الداخلية بشكل فعال من التأثيرات البيئية الخارجية. نظام البطارية هو جوهر المقصورة الجاهزة ، التي تتكون من مجموعات متعددة من بطاريات الليثيوم أيون المسؤولة عن تخزين الطاقة الكهربائية وإطلاقها. يضمن نظام التحكم في درجة الحرارة أن نظام البطارية يعمل ضمن نطاق درجة حرارة مناسب من خلال تكييف الهواء وتجهيزات التهوية ، مما يمنع الركض الحراري للبطارية. تم تجهيز نظام الحماية من الحرائق بكاشفات الدخان ، وطفايات الحريق ، والأجهزة الأخرى. بمجرد حدوث حريق ، يمكن تنشيط برنامج إطفاء الحريق بسرعة للتحكم في الحريق في النطاق الأدنى. يشتمل النظام الكهربائي على أجهزة الكمبيوتر الشخصية ، BMS ، الاتصالات الكهربائية ، الاتصالات ، إلخ. المسؤولة عن توصيل كابينة مسبقة الصنع بشبكة الطاقة الخارجية وتحقيق المدخلات وإخراج الطاقة الكهربائية.
2.1 نظام البطارية
يتكون من بطاريات ليثيوم أيون (مثل فوسفات الحديد الليثيوم) أو بطاريات أيون الصوديوم في سلسلة وموازاة ، وتشكيل وحدات أو مجموعات البطارية لتوفير وظائف تخزين الطاقة الأساسية.
2.2 النظام الكهربائي
نظام إدارة البطارية (BMS). ثلاثية المستوى (مستوى الوحدة النمطية ، مستوى الكتلة ، مستوى النظام) ، والمراقبة في الوقت الفعلي للمعلمات مثل الجهد ، ودرجة الحرارة ، و SOC/SOH ، وتحسين استراتيجيات الشحن والتفريغ ، والتحذير من الأخطاء.
يحقق نظام تحويل الطاقة (PCS) تحويل ثنائي الاتجاه بين AC و DC Power. أثناء الشحن ، يقوم بتصحيح طاقة التيار المتردد في طاقة DC ويخزنها في البطارية. أثناء التفريغ ، يزداد ويخرج طاقة التيار المتردد للاستخدام بواسطة الحمل.
تضمن أشرطة Busbars وخزائن التوزيع استقرار الإرسال الحالي ؛
2.3 نظام الحماية من الحرائق
مرافق مكافحة الحرائق المستخدمة في مقصورات بطارية تخزين الطاقة هي بشكل عام على النحو التالي: أولاً ، أجهزة التهوية ؛ ثانياً ، كاشفات الغاز القابلة للاحتراق ؛ ثالثًا ، طفايات الحريق ؛ الرابع هو صندوق رمال النار. الخامس هو نظام إنذار الحريق. السادس هو نظام إطفاء الحريق التلقائي للغاز.
يتكون نظام إطفاء الحرائق التلقائي للغاز من خزائن الغاز وخطوط الأنابيب والفوهات وأجهزة تخفيف الضغط وأجهزة إنذار الحريق والمرافق الأخرى. عادةً ما تكون الخزانة موجودة في أحد طرفي المقصورة وتوصيلها بجميع فوهات الغاز المثبتة على الجزء العلوي من المقصورة من خلال شبكة أنابيب ، مما يشكل نظام إطفاء حريق الغاز التلقائي. في الوقت نفسه ، تغير Heptafluoropropane من السائل إلى الغاز بعد الحقن ، وزاد الضغط داخل المقصورة بسرعة. عندما تحدث أي حريق كهربائي في مقصورة البطارية المسبقة ، سيتم تنشيط نظام إطفاء حريق الغاز أولاً ، وستقوم جميع فوهات الغاز برش عوامل إطفاء الحريق لإطفاء الحريق الأولي من خلال تطبيق مغمورة بالكامل.
2.4 نظام الإدارة الحرارية
يتكون نظام الإدارة الحرارية لحجرة تخزين الطاقة بشكل أساسي من نظام تكييف الهواء ، ونظام تبريد سائل ، ونظام التحكم في درجة حرارة BMS.
الغرض من الإدارة الحرارية هو التأكد من أن البطاريات عالية الطاقة تعمل ضمن نطاق درجة حرارة مناسبة ولها توزيع درجة حرارة موحدة نسبيًا ، وبالتالي تحسين كفاءة البطارية وعمرها ، مع التفكير أيضًا في السلامة ومنع التدفئة غير الطبيعية للبطارية من حرائق الأمان. لذلك ، فإن الخطوة الأولى في الإدارة الحرارية هي تصميم نظام تكييف الهواء والتهوية المصمم جيدًا ، بالإضافة إلى نظام تبريد سائل خلية البطارية. استنادًا إلى التصميم داخل حجرة البطارية ، تم تصميم مؤسسة تدفق الهواء الفعالة باستخدام برنامج المحاكاة الحرارية لضمان التشغيل الآمن والمستقر للبطارية.
تتبنى مقصورة البطارية عمومًا نظام تكييف الهواء ، والذي يتم استخدامه عادةً لضمان أن تكون درجة الحرارة المحيطة لحجرة البطارية حول درجة حرارة الغرفة. تبادل وحدة التبريد السائل حرارة بين الهواء والماء لإزالة الحرارة من خلايا البطارية ، مما يضمن أنه يمكن أيضًا التحكم في فرق درجة الحرارة بين البطاريات في غضون 5 درجات.
3 دور أساسي
3.1 ذروة الحلاقة ومواد وادي
الشحن خلال فترات التحميل المنخفضة والتفريغ خلال فترات الذروة لشبكة الطاقة ، وموازنة إمدادات الطاقة والطلب ، وتقليل تكاليف الكهرباء.
3.2 اتصال شبكة الطاقة المتجددة
تثبيت تقلبات الطاقة الكهروضوئية/الرياح ، وزيادة نسبة استهلاك الطاقة النظيفة ، والمساعدة في تحقيق أهداف حيادية الكربون.
3.3 إمدادات طاقة الطوارئ
كمصدر للطاقة الاحتياطية للمواقع الحرجة مثل المستشفيات ومراكز البيانات ، فإنه يضمن استمرارية الطاقة في حالة انقطاع التيار الكهربائي المفاجئ.
3.4 حلاقة ذروة الشبكة ، تنظيم التردد ، البدء الأسود ، إلخ
الاستجابة بسرعة لتقلبات التردد ، وتحسين استقرار تشغيل شبكة الطاقة ، وتقليل ضغط تنظيم التردد لوحدات الطاقة الحرارية التقليدية.