الهيكل العام لنظام تخزين طاقة البطارية

توفر منصة التثبيت الخاصة بـ BESS الحماية المادية ومساحة ثابتة لمختلف معدات BESS الداخلية، مما يلبي متطلبات المعايير البيئية للموقع. كما أنها تمتلك نظام إمداد الطاقة المستقل الخاص بها، ونظام التحكم في درجة الحرارة، ونظام العزل الحراري، ونظام مثبطات اللهب، ونظام إنذار الحريق، ونظام التشابك الكهربائي، ونظام التشابك الميكانيكي، ونظام الهروب الآمن، ونظام الطوارئ، ونظام الحماية من الحرائق، من بين أنظمة التحكم الديناميكي الأخرى وضمان السلامة.

 

واستنادًا إلى طرق البناء والتركيب، يتم تقسيمها عمومًا إلى مباني ثابتة (بما في ذلك المباني الجاهزة) ووحدات مسبقة الصنع، حيث تشير الأخيرة بشكل أساسي إلى الحاويات والوحدات الجاهزة.أنواع الخزانات الخارجية، كما هو موضح في الشكل.

في السنوات الأخيرة، ومع تزايد الطلب على تطبيقات تخزين الطاقة والتوسع المستمر في الوظائف الذكية مثل الأنظمة الكهربائية وأنظمة التحكم، تم فرض متطلبات متزايدة على تكلفة دورة الحياة-وملاءمة منصات التركيب. أصبحت عيوب المباني الثابتة، مثل البصمة الكبيرة، وفترة البناء الطويلة، وعدم القدرة على الحركة، والإزعاج في التوسع اللاحق، بارزة بشكل متزايد، في حين يتم استخدام منصات تركيب الحاويات الجاهزة، التي تمثلها الهياكل المعبأة في حاويات، على نطاق أوسع.

كبائن جاهزة للحاويات

لقد أحدثت الوحدات الجاهزة المعبأة في حاويات تحولًا في تخطيط النظام الكهربائي، والتصميم المعماري، ووضع البناء لنظام BESS (نظام سلامة المباني)، مما يتيح البناء السريع لمشاريع BESS الكبيرة أو المتوسطة الحجم-من خلال مرحلتين رئيسيتين: التصنيع المسبق في المصنع والتركيب في-الموقع. إن تصميمها الموحد، وتركيبتها المعيارية، والإنتاج الصناعي، والبناء المكثف لا يؤدي فقط إلى تقصير دورات بناء المشروع وتقليل التلوث البيئي، بل يسهل أيضًا التشغيل والصيانة اللاحقة والتوسع بشكل كبير.

حاوية خارجية

 

إلى جانب الحاويات المعبأة في حاويات، هناك شكل رئيسي آخر للتخزين الجاهز وهو الحاوية الخارجية. بالمعنى الدقيق للكلمة، تعد الحاويات الخارجية من الناحية النظرية أكثر مرونة وتخصصًا، مما يسمح بتصميم مخصص من حيث القوة الهيكلية ومقاومة التآكل والمظهر، بناءً على السعة وطرق التوصيل الكهربائي وموقع التطبيق ووظائف BESS (نظام تخزين الجسم).

ولكن بعد التكيف مع التغيرات في القوة ومقاومة التآكل والأبعاد، تحولت الحاويات من حاويات بضائع بسيطة إلى منصات متكاملة للمعدات الكهربائية التي تتوافق مع اللوائح والمعايير ذات الصلة. علاوة على ذلك، ونظرًا لتوافرها وتوافقها اللوجستي العالمي، فإنها لا تزال تشغل نسبة كبيرة في مشاريع تخزين الطاقة، وخاصة-المشاريع الكبيرة الحجم. من منظور جوانب التصميم الرئيسية مثل مقاومة التآكل الهيكلي، والتحكم في درجة الحرارة، والسلامة من الحرائق، تشترك أنظمة التخزين الجاهزة بالحاويات والخارجية في درجة عالية من التشابه ويمكن أن تتعلم من بعضها البعض. كما أن عمليات تركيب المعدات الداخلية الخاصة بهم متسقة إلى حد كبير.

منصات التثبيت المعيارية الجاهزة لها أيضًا عيوب معينة، مثل:

1) ضعف المتانة على المدى الطويل-: إذا كانت عملية التصميم لا تأخذ في الاعتبار بشكل مناسب الظروف المناخية والعوامل البيئية، خاصة الرياح والعواصف الرملية ورذاذ الملح والبرد الشديد ومستويات التلوث العالية، فإن المواد المستخدمة في الوحدات الجاهزة، مع تلبية متطلبات فحص الجودة الخاصة بالمؤسسة أو شركة التكامل، قد تظل تعاني من التآكل وعدم كفاية المتانة في ظل الظروف القاسية؛

2) بعض مخاطر السلامة: نظرًا لتركيب المعدات بشكل مدمج ضمن الوحدات الجاهزة، يتم ترتيبها بشكل عام وفقًا لأقصر مسافات الأمان الكهربائية المحددة في المعايير والمواصفات. قد يؤدي التعامل غير السليم إلى مخاطر تتعلق بالسلامة مثل التسرب الكهربائي والدوائر القصيرة.

لذلك، من الضروري مواصلة تعزيز البحث وتطبيق المواد الجديدة وطرق وعمليات التصنيع والحماية من الحرائق وتقنيات المراقبة للحاويات الجاهزة. بالنسبة للحاويات الجاهزة المعبأة في حاويات، مع الاعتماد على الخبرة الغنية في تصنيع ونقل واستخدام الحاويات القياسية، ينبغي بذل الجهود لتحقيق المرونة والسرعة والكفاءة والسلامة والذكاء بشكل مستمر.

يمكن اختيار وحدات الحاويات الجاهزة المستخدمة في BESS (والتي يمكن تسميتها بحاويات BESS أو صناديق تخزين الطاقة الحاوية) وفقًا لمواصفات قياسية مختلفة اعتمادًا على سعة BESS. ومع ذلك، من أجل تحقيق ضغط النظام والتصنيع المسبق، غالبًا لا يتم استبعاد أبعاد التصميم الأخرى، بشرط ضمان سهولة النقل وأقل تكلفة إجمالية.

تصنع الحاويات عمومًا من ثلاث مواد: سبائك الألومنيوم والفولاذ والألياف الزجاجية. تتميز الحاويات الفولاذية بالقوة، والقوة الهيكلية، وتتمتع بقابلية لحام جيدة ومقاومة للماء، كما أنها غير مكلفة نسبيًا؛ ومع ذلك، فهي تتطلب فولاذًا عالي المقاومة للطقس-ومعالجة ضد تآكل السطح-لتحسين قدرتها على التكيف مع البيئة على المدى الطويل-، كما أنها ثقيلة جدًا. حاويات الألياف الزجاجية شائعة أيضًا. تشمل مزاياها القوة العالية، الوزن الخفيف، سهولة التشكيل، العزل الحراري، تثبيط اللهب، مقاومة التآكل، والمقاومة الكيميائية. كما أنها تتمتع بعمر خدمة طويل وتكلفة إجمالية منخفضة، مما يجعلها مادة حاوية مثالية نسبيًا. ومع ذلك، قد تنخفض قوتها عند بعض نقاط ربط البراغي أو المفاصل الهيكلية.

 

حاوية الشحن الفولاذية القياسية عبارة عن مكعب من ستة-جوانب، يتكون من سقف وجدران الجملون وجدران جانبية وأبواب وأرضية وإطار وتركيبات زاوية وملحقات أخرى، كما هو موضح في الرسم التخطيطي.

تستخدم حاويات BESS الفولاذ في المقام الأول، مع قناة فولاذية للعوارض السفلية وألواح فولاذية مموجة عالية الجودة-للجسم والسقف، بسمك فعال لا يقل عن 2.0 مم.

تم تصميم حاويات BESS لتدوم لمدة 25 عامًا وتستخدم "مقاومة عالية للطقس وتقنية الحماية من التآكل". تتبع هذه العملية المعايير ذات الصلة: CECS343-2013 "المواصفات الفنية للطلاء الواقي من التآكل للهياكل الفولاذية" وGB/T30790.2-2014 "الحماية من التآكل للهياكل الفولاذية بواسطة أنظمة الطلاء الواقي من الطلاء والورنيش الجزء 2: التصنيف البيئي." يجب أن يخضع سطح جسم الحاوية والأجزاء المعدنية ذات الصلة أولاً لإزالة الصدأ والزيت، والطحن الموضعي، والسفع الرملي الشامل لتعزيز التصاق طلاء المسحوق.

يستخدم الطلاء تطبيق طلاء مضاد للتآكل-ثلاثي الطبقات:

الطبقة الأولى عبارة عن طبقة تمهيدية غنية بالإيبوكسي والزنك- بطبقة جافة بسمك لا يقل عن 40 ميكرومتر. يوفر هذا التمهيدي أداءً فائقًا ضد-التآكل، والتصاقًا قويًا، ومحتوى عاليًا من مسحوق الزنك، مما يوفر حماية كاثودية ومقاومة ممتازة للماء.

الطبقة الثانية عبارة عن طبقة وسيطة من أكسيد الحديد الميكاسي الإيبوكسي بسماكة فيلم جاف لا تقل عن 50 ميكرومتر. غني بمسحوق الزنك، الحماية الكهروكيميائية التي يوفرها مسحوق الزنك تمنح الطلاء حماية ممتازة من الصدأ، صلابة عالية للفيلم، التصاق قوي، وخصائص ميكانيكية جيدة.

الطبقة الثالثة عبارة عن طبقة نهائية من مادة البولي يوريثين الأليفاتية المضادة للتآكل-بسمك طبقة جافة لا يقل عن 50 ميكرومتر، مما يظهر مقاومة ممتازة للطقس ومتانة. طبقة الطلاء ممتلئة، وجذابة من الناحية الجمالية، ولامعة، وتقدم خصائص زخرفية جيدة. الطلاء قوي، ذو التصاق قوي، ويوفر مقاومة جيدة للصدمات والتآكل، بالإضافة إلى مقاومة ممتازة للمواد الكيميائية والماء والزيت.

يخضع الجزء السفلي من حاوية تخزين الطاقة BESS لعملية السفع الرملي ورش الزنك، متبوعة بمعالجة -طلاء أسفلت مضاد للتآكل- للخدمة الشاقة. يجب أن يفي بمعيار الفئة [المستوى] المحدد في GB1720-1979 "طريقة اختبار التصاق الطلاء" أو معيار اختبار الطريقة A في GB 1726-1979 "طريقة اختبار قوة إخفاء الطلاء".

يجب أن تكون الحاوية مقاومة للماء من جميع الجوانب، مع عدم تراكم الماء في الأعلى وعدم تسرب الماء في الأسفل. يجب أن تكون مداخل ومخارج الهواء الداخلية والخارجية للحاوية مزودة بمرشحات تهوية قياسية قابلة للاستبدال بسهولة لمنع دخول الغبار إلى الحاوية أثناء الرياح القوية والعواصف الرملية. يجب أن تمتلك الحاوية قوة ميكانيكية كافية لضمان عدم تشوهها ومعداتها الداخلية أو تعطلها في ظل ظروف النقل والزلازل. يجب أن تكون محمية من الأشعة فوق البنفسجية لضمان عدم تدهور خصائص المواد الداخلية والخارجية للحاوية أو ارتفاع درجة حرارتها بسبب التعرض للأشعة فوق البنفسجية. يجب ألا يقل تصنيف حماية الحاوية عن IP54.

يجب أن تكون حاوية BESS مجهزة بإشارات التحذير وطرق الهروب ذات الصلة وفقًا لـ GB 2894-2008 "علامات السلامة وإرشادات استخدامها"، كما هو موضح في الشكل.

بالإضافة إلى الباب ذي الحجم الكافي المخصص للوصول إلى المعدات الكهربائية، يجب أن تحتوي حاويات BESS أيضًا على بابين للركاب بمصراع واحد-في الطرف الطويل للفصل بين الركاب والبضائع. أبواب الركاب هذه تعمل أيضًا كأبواب هروب في حالات الطوارئ، بعرض لا يقل عن 900 مم. إنهم يستخدمون-أقفال هروب آمنة من نوع قضيب الدفع، ومجهزون بغالقات الأبواب وقضبان الحد، مما يضمن إمكانية فتح الأبواب من الداخل في أي حالة طوارئ وتبقى مفتوحة أثناء البناء. يتم تثبيت شرائط مطاطية مانعة للتسرب حول إطار الباب وجسم الباب لضمان إحكام إغلاق الحاوية؛ يتم تثبيت قناة توجيه المياه فوق لوحة الباب لمنع دخول مياه الأمطار. يمكن ملء مادة العزل بالصوف الصخري في منتصف جسم الباب، مما يوفر خصائص مقاومة للحريق والعزل الحراري.