يتكوّن نظام تخزين الطاقة بشكل أساسي من نظام البطاريات، ونظام محول PCS، ونظام المحول الصندوقي (إن وجد)، ونظام محول المحطة (إن وجد)، ونظام إدارة الطاقة ونظام المراقبة (نظام SCADA)، والكابلات الأولية والثانوية، وغيرها.
1. نظام البطاريات في نظام تخزين الطاقة
نعلم أن طرق تخزين الطاقة الحالية تنقسم أساسًا إلى ثلاث فئات: تخزين الطاقة الفيزيائي (تخزين الطاقة بالضخ المائي، وتخزين الطاقة بالهواء المضغوط، وتخزين الطاقة بدولاب الموازنة، وغيرها)، وتخزين الطاقة الكيميائي (بطاريات الرصاص الحمضية، وبطاريات التدفق بالأكسدة والاختزال، وبطاريات الصوديوم والكبريت، وبطاريات أيون الليثيوم)، وتخزين الطاقة الكهرومغناطيسي. وبسبب العوامل الاقتصادية وسيناريوهات التطبيق، يُعد تخزين الطاقة الكيميائي الأكثر استخدامًا، باستثناء تخزين الطاقة بالضخ. ومن منظور الأسواق الدولية والمحلية، تُستخدم تطبيقات أيون الليثيوم في تخزين الطاقة الكيميائي على نطاق أوسع.
2. نظام محول PCS في نظام تخزين الطاقة
يُشار إلى المحول ثنائي الاتجاه لتخزين الطاقة باسم PCS. يستطيع محول تخزين الطاقة تحقيق التحويل بين التيار المتردد والتيار المستمر AC/DC بين البطارية وشبكة الكهرباء، وإتمام تدفق الطاقة ثنائي الاتجاه بينهما. ومن خلال استراتيجية التحكم، يمكن تحقيق إدارة شحن وتفريغ نظام البطاريات، وتتبع قدرة حمل قياس الشبكة، والتحكم في قدرة الشحن والتفريغ لنظام تخزين طاقة البطاريات، والتحكم في جهد قياس الشبكة في أوضاع التشغيل العادية ووضع الجزر؛
ويتميّز بكفاءة تحويل عالية، ونطاق واسع لجهد الإدخال، وسرعة في التبديل عند الاتصال بالشبكة، وسهولة في الصيانة، وغيرها. وفي الوقت نفسه، يحتوي على وظائف حماية متكاملة، مثل حماية الجزر، وحماية الجهد الزائد للتيار المستمر، والعبور عند انخفاض الجهد (اختياري)، وغيرها، بما يلبّي متطلبات تكامل النظام والتشغيل خارج الشبكة.
3. نظام المحول الصندوقي في نظام تخزين الطاقة (إن وجد)
إذا استُخدم نظام متصل بالشبكة عالي الجهد (6kV، 10kV، 20kV، 35kV، وغيرها)، فيجب استخدام محول من النوع الصندوقي لإتمام مهمة رفع الجهد. ولتقليل التداخل الكهرومغناطيسي بين الفرعين وتأثير التيار الدوّار إلى أدنى حد، يعتمد نظام المحول الصندوقي على محول مزدوج الانقسام. أما المعلمات الأخرى فلا تختلف كثيرًا عن طاقة الرياح والخلايا الكهروضوئية.
4. نظام المحولات في نظام تخزين الطاقة (إن وجد)
يوفر طاقة تيار متردد للمعدات في المحطات الفرعية، مثل الإضاءة، وأنظمة HVAC، والصيانة، ولوحات الحماية، ومحركات تخزين الطاقة في خزائن المفاتيح عالية الجهد، وتخزين طاقة المفاتيح، ومصدر الطاقة لمرافق المعيشة والعمل، وغيرها، وهي جميعها تحتاج إلى تشغيل مصدر الطاقة. وإذا شكّل النظام محطة طاقة تكاملية متعددة المصادر مع طاقة الرياح والخلايا الكهروضوئية، فيمكنه مشاركة مجموعة من أنظمة محولات المحطة مع طاقة الرياح أو الخلايا الكهروضوئية. وفي الوقت نفسه، يتم اختيار السعة المناسبة لمحولات المحطة وفقًا لحمل الكهرباء.
5. كابلات أنظمة تخزين الطاقة (الأولية والثانوية)
يتميّز كابل الطاقة AC ZR-YJV22 أو ZR-YJV23 المعزول بـ XLPE والمثبط للهب بقوة ميكانيكية عالية، ومقاومة جيدة لإجهادات البيئة، وأداء كهربائي ممتاز، ومقاومة للتآكل الكيميائي، ووزن خفيف، وبنية بسيطة، وسهولة في الاستخدام. هذا المنتج مناسب لخطوط النقل والتوزيع ذات جهد تيار متردد مقنن يبلغ 35kV وما دون.
كابل التحكم ZR-RWP هو كابل مثبط للهب، خالٍ من الهالوجين ومنخفض الدخان، ويتميّز بأن الكابل لا يمتلك خصائص مقاومة اللهب فحسب، بل يتمتع أيضًا بانخفاض الدخان وعدم الضرر (سمّية وتآكل أقل). وهو مناسب للأماكن ذات المتطلبات الخاصة لمؤشر الكثافة والسمّية.
6. نظام إدارة البطارية BMS ونظام إدارة الطاقة EMS في نظام تخزين الطاقة
يدير نظام إدارة البطارية BMS بشكل أساسي حماية شحن وتفريغ حزمة البطاريات. وعند الشحن الكامل، يمكنه ضمان أن يكون فرق الجهد بين الخلايا المفردة أقل من القيمة المحددة، وتحقيق الشحن المتساوي للخلايا المفردة في حزمة البطاريات، وتحسين تأثير الشحن بفعالية في وضع الشحن على التوالي. وفي الوقت نفسه، يكتشف حالة الجهد الزائد، وانخفاض الجهد، وزيادة التيار، والقصر الكهربائي، وارتفاع درجة الحرارة لكل خلية مفردة في حزمة البطاريات، وذلك لحماية البطارية وإطالة عمرها.
تُورَّد أنظمة BMS كاملة مع بطاريات أيون الليثيوم. ويراقب نظام إدارة الطاقة EMS بشكل أساسي معلومات حالة التشغيل الفعلية لمحطة الطاقة في الوقت الحقيقي، بما في ذلك منحنى قدرة النظام، ومعلومات جهد البطارية ودرجة حرارتها، ومعلومات الطاقة المعالجة المتراكمة، وغيرها من معلومات المراقبة المتفق عليها. ويمكن إنشاء برنامج مراقبة عن بُعد في الخادم، مما يتيح التحكم عن بُعد وتنزيل البيانات، كما يمكنه إصدار إنذار في الوقت الحقيقي وإرساله إلى الهاتف المحمول المحدد. ومع اشتداد المنافسة في سوق تخزين الطاقة الأوروبية وتزايد تجانس المعدات، سيعتمد العائد النهائي على الاستثمار (ROI) للمشروعات أكثر فأكثر على كفاءتها التشغيلية، وهي كفاءة تحددها مباشرة قدرة نظام EMS. وفي المستقبل، ستكون منصات EMS ذات دقة الخوارزميات الأعلى، وسرعات الاستجابة الأسرع، والاستراتيجيات الأكثر مرونة وتنوعًا، عاملًا رئيسيًا لتميّز مالكي الأصول في السوق الشديدة المنافسة.