🕌 🤵🏾 ☪️ M5BAT - نهج جديد لتخزين الطاقة الصناعية 🤚🏽 🕜 🚣🏿

يوفر تطور صناعة الطاقة الكهربائية اليوم إدخالًا متزايدًا لمصادر الطاقة المتجددة. التطورات مستمرة أيضًا في مجال تحسين جودة وموثوقية إمدادات الطاقة.
كأحد الخيارات لحل هذه المشاكل ، يتم استخدام فكرة إنشاء محطات فرعية ذات بطاريات ذات سعة كبيرة بالقرب من المستهلكين. تقدم هذه المقالة أحد الحلول المجدولة للتشغيل في عام 2016 في ألمانيا.

القليل من التاريخ

بدأ تطوير مثل هذه المشاريع في الثمانينيات. في ذلك الوقت ، كان لبرلين الغربية نظام إمداد طاقة مستقل تمامًا ، ومن أجل الحفاظ على التردد ، تم بناء Batterie-Speicherkraftwerk Berlin-Steglitz في عام 1986 ، وهو ما يعني "محطة تعمل بالبطارية". تم إغلاق هذه المحطة في عام 1994 ، بعد اندماج أنظمة الطاقة.

تتميز المحطة بالخصائص التالية:

طاقة الذروة	17 ميغاواط
ذروة انتاج الطاقة	20 دقيقة
الطاقة المخزنة القصوى	14.4 ميغاواط ساعة

تألفت المحطة من 7080 بطارية رصاصية في 12 فرعاً متوازية لكل منها 590 بطارية.

التكنولوجيا الحالية

اليوم ، يتم استخدام بطاريات الرصاص الحمضية المذكورة أعلاه أو بطاريات أيونات الليثيوم على نطاق واسع في السوق لمثل هذه الحلول. من هذه الأخيرة ، يمكن للمرء أن يتذكر مثل هذه القرارات في ألمانيا:

. Samsung 5 5 . 25600 --. 20 [2]
LG Chem 2 / 2,7 . JH2. LG , - (pouch bag cells). 10 [3]
(10 , 6,5 ) . 3360 , LG Chem [4]

ولكن كما هو الحال مع أي تقنية ، هناك دائمًا عيوب. بالنسبة لجميع تقنيات التخزين ، فإن ما يلي صحيح: إما أن نحصل على الكثير من الطاقة وكمية صغيرة من الطاقة المخزنة ، أو العكس. هذا صحيح عند مقارنة التقنيات المختلفة ، وفي وسط مجموعة واحدة من نفس المبدأ الكيميائي (على الرغم من أن الفرق هنا ليس كبيرًا في كثير من الأحيان). التسعير وتكاليف التشغيل مهمة أيضًا.

لذلك ، نشأت الأفكار وتستمر في الظهور على مزيج من أنواع مختلفة من البطاريات. على سبيل المثال ، في Braderup ، تم تشغيل تركيب هجين لبطاريات الليثيوم أيون (2 ميغاواط ، الطاقة الموفرة 2 ميغاواط ساعة) وبطارية الفاناديوم الأكسدة (الفاناديوم ، الأكسدة ، التدفق ، البطاريات ، 330 كيلووات و 1 ميغاواط). تم إنشاء بطارية ليثيوم أيون من قبل سوني ، الفاناديوم - فاناديس باور ، نظام التصميم والتحكم - Bosch [5].

الغرض من هذه المقالة هو وصف أحد هذه المشاريع الهجينة ، وهو مزيج من بطاريات ليثيوم أيون وبطاريات حمض الرصاص.

دافع المشروع

بالنسبة للتركيبات الثابتة ، فإن الوزن والحجم ليسا العامل الأكثر أهمية ، لأن ميزة بطاريات أيونات الليثيوم هنا لا تلعب دورًا كبيرًا. في الوقت نفسه ، تكون التيارات التي يمكن من خلالها شحن وتفريغ هذه البطاريات أعلى من تلك التي تنطبق على بطاريات حمض الرصاص ذات السعة نفسها. العيب الرئيسي هو تكلفة التثبيت وتكاليف التشغيل.

من المهم أن نتذكر هنا أننا نتحدث عن الطاقة ، حيث لا تكون حوالي 5-6 سنوات ، ولكن حوالي 10 سنوات وما فوق ، حتى 30 سنة لشبكات الجهد المتوسط (حيث يتم استخدام تركيبات مماثلة اليوم). في هذه الحالة ، يتم تعويض فوائد بطارية ليثيوم أيون بحقيقة الصيانة الأقل تكلفة (وإن كانت أكثر تكرارًا) لبطاريات الرصاص. ألاحظ أن الخدمة ليست بديلا. في الواقع ، في مثل هذه الأنظمة ، تستمر بطارية حمض الرصاص بدون استبدال حتى 9 سنوات على الأقل في ظروف معاكسة للغاية (درجات حرارة منخفضة في جبال الألب) ، والتي يمكن مقارنتها بالفعل بعمر الخدمة لبطاريات ليثيوم أيون.

لذلك ، تقرر تنفيذ تركيب هجين لتغطية كل من القفزات غير المخطط لها وتلك المخطط لها لتخفيف جدول الاستهلاك.

الخصائص

يتم تضمين خصائص التثبيت في اسمه - M5BAT. من المخطط أن تكون سعة الذروة 5 ميجاوات ، والحد الأقصى لمقدار الطاقة المخزنة هو 5 ميجاوات. يستخدم الرقم 5 أيضًا للاختصار الاسم التالي: Modularer multi-Megawatt multi-Technologie Mittelspannungsbatteriespeicher - نظام تخزين طاقة متوسط الجهد متعدد الميغاوات يستخدم العديد من التقنيات (الإصدار الإنجليزي جيد أيضًا من حيث خمسة M في صف واحد - وحدات Multimegawatt ، Multitechnology بطارية متوسطة الجهد لتخزين البطارية النظام).
الهدف التقني هو تطوير نهج لإنشاء أنظمة معيارية.

هنا سأقوم أيضًا بعمل تذكير صغير للحفر. كلما نفذت البطارية بشكل أسرع ، كلما قل استهلاكك للطاقة. هذا ينطبق على جميع أنواع البطاريات الكيميائية. على الإنترنت هناك الكثير من الصور التي تظهر هذا الاعتماد. فيما يلي أحدها:

الهدف الثاني ، الذي لا يقل أهمية ، الاقتصادي - لإنشاء نظام مثالي ، أرخص من أيونات الليثيوم النقي ، ولكن ليس أقل من الكفاءة في العمل الحقيقي في الشبكة الكهربائية.

المكونات المستخدمة

بطاريات أيون الليثيوم

كانت الشركة المصنعة Beta-motion. الشركة مطور أنظمة ، ولكنها ليست شركة مصنعة. لسوء الحظ ، لم يكن من الممكن العثور على معلومات موثوقة حول نوع الخلايا ، باستثناء المعلومات حول استخدام فاصل خزفي.

بطاريات حمض الرصاص

تم استخدام نماذج إنتاج Exide التالية:

العنوان	16 OCSM 2320 LA	602 1960 سي سولار
التكنولوجيا	CSM (معدن مطاطي نحاسي)	جل VRLA
عدد الدورات	n.d.	2400
عمر الخدمة	عشرين سنة	n.d.
السعة الاسمية ، 1 جهاز كمبيوتر.	4180 واط	3670 واط

يمكن العثور على المزيد من المواصفات الكاملة هنا: 16 OCSM 2320 LA و 602 1960C Solar .
الصورة

يسار 16 OCSM 2320 LA ، يمين 602 1960C Solar

العاكس

مصنع SMA ، عاكسان 630 كيلو فولت أمبير لكل منهما. تم تصميمها بميزات أكثر من المعيار. لكن الخصائص الأساسية ككل لم يكن يجب أن تتغير. نظرًا لتعذر التحقق من هذه المعلومات ، أقدم بيانات تفصيلية حول النماذج القياسية حسب المرجع .

مستقبل المشروع

بعد التكليف ، يتم التخطيط للعمل لمدة عام. سيتم تنفيذ كل من اختبار الجزء الفني ، على وجه الخصوص ، الموثوقية والقدرة الشاملة على العمل في الوضع المطلوب لتنعيم القمم ، والعمل في سوق الطاقة. بناءً على البحث ، سيتم اتخاذ قرار بشأن مصير المشروع.
بناء على المشروع ، سيتم تطوير نهج لنظام معياري للاستخدام في الشبكات الكهربائية.

المشاركون في المشروع

المصممون

معهد توليد الطاقة وأنظمة التخزين RWTH Aachen University - معهد توليد الطاقة وأنظمة التخزين في جامعة راين - ويستفاليان التقنية في آخن.
Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft RWTH Aachen - معهد الأنظمة الكهربائية والطاقة في جامعة راين - ويستفاليان التقنية في آخن.

شركاء الصناعة

E.On هي واحدة من أكبر مشغلي الشبكات الأساسية في الاتحاد الأوروبي.
تعتبر شركة Exide Technologies شركة مُصنِّعة لجيل VRLA وبطاريات Kupferstreckmetalltechnologie (توسيع تكنولوجيا النحاس).
SMA Solar Technology AG هي مورد العاكسون.
بيتا موشن هي شركة تصنيع بطاريات الليثيوم أيون. غير مدرج في قائمة الشركاء على الموقع الرئيسي.

المصادر

1. الموقع الرسمي لمشروع M5BAT
2. محطة طاقة البطارية 5 ميغاواط في شفيرين
3. محطة طاقة البطارية 2 ميغاواط في دريسدن
4. محطة الطاقة التنظيمية الإقليمية فيلدهايم ، 6.5 ميغاواط ساعة
5. بطارية LiIon-RedOx الهجينة في Braderup

M5BAT - نهج جديد لتخزين الطاقة الصناعية