مكونات نظام تخزين الطاقة الأساسية موضحة

قد تبدو أنظمة تخزين الطاقة (ESS) معقدة، لكنها أصبحت جزءًا من الحياة اليومية. فهي تستخدم الطاقة للحفاظ على الإضاءة أثناء انقطاع التيار الكهربائي، أو يمكنها تخزين الطاقة المولدة بواسطة الألواح الشمسية لاستخدامها لاحقًا. يتكون هذا النظام من عدد من المكونات المهمة، لكل منها غرض مميز، ومعرفة كيفية تفاعلها يمكن أن تعطيك فكرة عن طريقة عمل هذا النظام وكيفية اختيار التوليفة المناسبة لتلبية احتياجاتك الخاصة من الطاقة.

• ما المكوّنات التي تشكل نظام تخزين الطاقة: البطاريات، العاكسات، وما بعدهما

نظام تخزين الطاقة (ESS) هو حل شامل يحوّل الكهرباء المخزنة إلى طاقة قابلة للاستخدام بشكل آمن. ويتكون حزمة البطارية عادةً من سلسلة من الوحدات والخلايا التي تحتفظ بالطاقة لاستخدامها لاحقًا. يمكن للمنزل الذي يعمل بالطاقة الشمسية والمجهز بألواح شمسية أن يخزن الطاقة في البطارية خلال النهار ويستخدمها في الليل. ويقوم العاكس (الإنفرتر) بتحويل التيار المستمر من البطارية إلى تيار متناوب لتغذية الأحمال المنزلية أو الصناعية، ويمكن للعاكسات الهجينة التعامل مع كل من إدخال الطاقة الشمسية وتشغيل البطارية. ويحمي نظام إدارة البطارية (BMS) البطارية من الشحن الزائد، والتفريغ العميق، والارتفاع الشديد في درجة الحرارة، في حين توفر وحدة التحكم وظائف الرصد وإدارة الشحن والتوصيل بالأنظمة الذكية. وتُشكل هذه المكونات معًا معًا نظامًا متكاملًا يجعل الطاقة المخزنة موثوقة وفعالة ومتاحة عند الطلب.

• تقنيات البطاريات في أنظمة تخزين الطاقة: الليثيوم أيون مقابل الرصاص-حمض مقابل الخيارات الناشئة

ليست جميع البطاريات في نظام تخزين الطاقة (ESS) متماثلة، وتعتمد أداء النظام وتكلفته وصيانته على نوع البطارية التي تختارها. الأنواع الشائعة هي بطاريات الليثيوم أيون وبطاريات الرصاص الحمضية، بالإضافة إلى أنواع أحدث مثل بطاريات الصوديوم أيون أو البطاريات الحالة الصلبة. بطاريات الليثيوم أيون صغيرة الحجم، وفعّالة وطويلة العمر (أكثر من 10 سنوات)، ولكنها باهظة الثمن. البطاريات الرصاصية الحمضية أقل تكلفة، ومناسبة للاستخدام كنسخة احتياطية، لكنها كبيرة الحجم، وذات عمر افتراضي أقل، وتتطلب صيانة مكثفة. تملك التقنيات الناشئة إمكانية أن تكون أرخص، وأكثر كثافة للطاقة، وأكثر أمانًا، ولكنها لم تُختبر بعد على نطاق واسع. عند اختيار البطارية، فكّر في مدى تكرار استخدامك لها، ومقدار المال المتاح لك، والمساحة المتوفرة، لتحديد التوازن المناسب بين التكلفة والأداء والموثوقية.

• لماذا تعد أنظمة إدارة الحرارة والسلامة ضرورية في تصميم أنظمة تخزين الطاقة (ESS)

تُعدّ عملية تخزين نظام تخزين الطاقة (ESS) مسألة لا تعتمد فقط على نوع البطارية المستخدمة، بل أيضًا على التحكم في الحرارة والوقاية من الأعطال. فهناك نطاق حراري معين تكون فيه البطاريات في أفضل حالاتها، فإذا تجاوزت درجة الحرارة المسموح بها فقد تتعرض للتلف أو تشتعل فيها النيران، أما إذا كانت درجة الحرارة منخفضة جدًا فقد ينخفض كفاءة البطارية. وتستخدم الأنظمة الصغيرة مراوح بينما تعتمد الأنظمة الأكبر مثل أنظمة الطاقة الشمسية على التبريد السائل في المناخات الحارة. ويتم حماية النظام من خلال ميزات أمان مثل نظام إدارة البطارية (BMS)، والصمامات، ونظام إخماد الحرائق. وعلى سبيل المثال، وبعد وقوع العديد من الحوادث الخطيرة المتعلقة باشتعال بطاريات في عام 2019، قام المصنعون بتحسين أنظمة التبريد وميزات السلامة. وبفضل التصميم السليم والصيانة الدقيقة، أصبحت وحدات أنظمة تخزين الطاقة الحديثة آمنة وفعالة وموثوقة.