نظام تخزين الطاقة الذكي مع إدارة الطاقة بالذكاء الاصطناعي: التصميم الفني، التحكم في الأحمال ومطابقة النظام

يجب أن يفعل نظام تخزين الطاقة الذكي أكثر من مجرد تخزين فائض الطاقة الشمسية. في التطبيقات العملية خارج الشبكة والنسخ الاحتياطي، يجب على النظام تنسيق التوليد الكهروضوئي، حالة شحن البطارية (SOC)، الطلب على الأحمال، توفر الشبكة، ومدخلات المولدات بشكل مستمر.

هنا تصبح إدارة الطاقة المدعومة بالذكاء الاصطناعي ذات صلة. بدلا من التعامل مع العاكس والبطارية ومصفوفة الطاقة الشمسية والأحمال كمكونات معزولة، يستخدم نظام تخزين الطاقة الذكي بيانات التشغيل ومنطق التحكم القابل للتكوين لإدارة تدفق الطاقة بالكامل.

بالنسبة ل SANDISOLAR، ينعكس هذا النهج في وظائف مثل مدخلات MPPT واسعة النطاق، مدخلات التيار المتردد المزدوج، مخرجات التيار المتردد المزدوج، النقل السريع، المراقبة عن بعد، شحن البطارية/تيار التفريغ العالي، والتوسع المتوازي.

لماذا لا تضمن سعة التخزين وحدها طاقة موثوقة

العديد من الأنظمة ذات التكوين السيء لديها سعة كافية من الطاقة الكهروضوئية والبطارية المثبتة لكنها لا تزال تعاني من:

• نفاد البطارية قبل شروق الشمس

• قص الطاقة الشمسية أو ضعف استخدام الطاقة الشمسية

• فشل بدء تشغيل الضاغط

• تشغيل المولد غير الضروري

• الأحمال غير الحرجة التي تستهلك سعة النسخ الاحتياطي

• إعادة تشغيل المعدات أثناء فشل الشبكة

السبب هو أنه يجب مطابقة أربعة معلمات منفصلة:

استراتيجية التحكم في اندفاع الطاقة المستمر للطاقة

البطارية الكبيرة تحل مشكلة مدة الطاقة، لكنها لا تحل تلقائيا مشاكل الحمل الذروي أو بدء تشغيل المحرك.

كيف تغير إدارة الطاقة بالذكاء الاصطناعي تشغيل النظام

يمكن تمثيل مسار الطاقة الأساسي لنظام تخزين الطاقة الذكي كما يلي:

البطارية → البطارية →→ الشبكة / المولد

يحدد نظام التحكم كيفية استخدام المصادر المتاحة وفقا لظروف التشغيل.

قرارات الطاقة المهمة

قد تتضمن استراتيجية إدارة الطاقة العملية ما يلي:

• إعطاء الأولوية للطاقة الكهروضوئية عندما تتوفر توليد الطاقة الشمسية

• شحن البطاريات من إنتاج فائض من الطاقة الشمسية

• الحفاظ على احتياطي SOC محدد للبطارية

• التحول إلى مدخل الشبكة أو المولد عندما تصل طاقة البطارية إلى حدود الإعداد

• فصل الأحمال الأساسية والمرنة

• تسجيل بيانات التشغيل والإنذارات للتحليل عن بعد

ومع ذلك، لا ينبغي وصف مراقبة الواي فاي تلقائيا بأنها تحكم بالذكاء الاصطناعي. تعرض المراقبة معلومات التشغيل؛ تشمل إدارة الطاقة الذكية استخدام تلك المعلومات لدعم أو تنفيذ قرارات إدارة الطاقة.

مقارنة بنى أنظمة تخزين الطاقة الذكية

يجب اختيار بنية النظام وفقا لظروف الشبكة، وملف الحمل، ومتطلبات النسخ الاحتياطي.

بنية النظام	أفضل تطبيق	الاعتبار الرئيسي للتصميم
بطارية PV	المنازل التي تعمل بالكامل خارج الشبكة	يجب أن يغطي التخزين فترات منخفضة الشمس
شبكة بطاريات الكهروضوئية	المناطق ذات الشبكة غير المستقرة	يمكن للشبكة أن تدعم شحن البطارية
مولد بطارية كهموسولة	مزارع نائية، مزارع، محطات عمل	دمج المولدات واستراتيجية التشغيل/الإيقاف
نظام العاكس المتوازي	الأحمال الأعلى أو المتوسعة	الاتصال، التزامن وتصميم البطاريات

منصة العاكس خارج الشبكة من SANDISOLARيدعم مدخلات مستقلة للشبكة/المولدات والاتصال المتوازي لما يصل إلى تسع وحدات، مما يوفر أساسا قابلا للتوسع للتطبيقات التي يجب فيها النظر في نمو الحمل المستقبلي.

ومع ذلك، يجب التعامل مع التشغيل المتوازي كمسألة هندسة نظام بدلا من مجرد مضاعفة طاقة العاكس. يجب على المركبين أيضا تأكيد تكوين الطور، والاتصال، والتيار الجانبي للبطارية، وأجهزة الحماية، والطوبولوجيا المتوازية المسموح بها.

مطابقة الطاقة الكهروضوئية: يجب فحص الطاقة والجهد والتيار معا

بالنسبة لمنصة SANDISOLAR المشار إليها، تشمل المواصفات الرئيسية على جانب الPV:

معامل PV	المواصفات	المعنى الهندسي
أقصى طاقة دخول كهروسية	9000W	الحد الأقصى المدعوم لمصفوفات PV
أقصى جهد كهروضوئي	550 فولت	حد جهد التيار المستمر الأعلى
جهد بدء التشغيل	120 فولت	الحد الأدنى للجهد المطلوب لبدء التشغيل
نطاق MPPT	90–500 فولت	نافذة جهد التتبع الفعالة
أقصى تيار لكل MPPT	27A	حد التيار التشغيلي للكهروضوئية
أقصى تيار في الدائرة القصيرة	32A	حد تصميم ال ISC الكهروضوئية

لا يمكن تقييم هذه القيم بشكل منفصل.

لماذا مدى جهد MPPT مهم

يجب أن يبقى Vmp في وتر الكهرومغناطيسية ضمن نطاق تشغيل MPPT من 90 إلى 500 فولت في الظروف العادية.

وفي الوقت نفسه، يجب على المركبين التأكد من أن Voc السلسلة المصححة بدرجة الحرارة تبقى تحت الحد الأقصى لجهد الإدخال الكهروضوئي 550 فولت، خاصة في الطقس البارد.

لماذا يهم تيار الإدخال الكهروضوئي 27A

غالبا ما تعمل وحدات الطاقة العالية الحديثة عند تيار أعلى. يمكن لمصفوفة الطاقة الكهروضوئية البقاء تحت حد الطاقة 9000 واط مع تجاوز حدود التيار المدخل والتيار في MPPT.

لذا يجب أن يتحقق تصميم الطاقة الشمسية الكهربائية:

• Voc وVmp في الوحدة

• وحدة Imp و ISC

•عدد الوحدات المتسلسلة

•عدد الأوتار المتوازية

•Voc منخفض الحرارة

• حد تيار MPPT

من المهم أن مدخل الطاقة الكهروضوئية 9000 واط لا يعني 9000 واط تيار متردد. سعة جانب الكهروضوئية ومخرج التيار المتردد العاكس هما مواصفات مختلفة.

يجب أن يأخذ حجم البطارية في الاعتبار كل من كيلوواط ساعة وتيار

يجب اختيار بطارية نظام تخزين الطاقة الذكي بناء على متطلبين مختلفين:

•kWh يحدد مدة النسخ الاحتياطي.

•قدرة الكيلوواط / التيار تحدد ما إذا كان يمكن تزويد الأحمال العالية.

تحدد SANDISOLAR تيار شحن يصل إلى 120 أمبير وتيار تفريغ 137 أمبير على المنصة المشار إليها.

يجب أن تظل هذه القيم متوافقة مع:

•حدود نظام BMS للبطارية

•كيمياء الخلايا

• معدل C الموصى به

•كابلات البطاريات

•أشرطة التوصيل

•أجهزة حماية التيار المستمر

التيار الأعلى للشحن مفيد فقط عندما تصمم البطارية لتقبله بأمان.

تشغيل مكيفات الهواء والضواغط

الأجهزة التي تعمل بمحرك هي أحمال مشكلة شائعة لأن الطلب الابتدائي قد يكون أعلى بكثير من قوة التشغيل.

تسلسل التصميم الصحيح هو:

تشغيل الطاقة → بدء زيادة البطارية → تفريغ البطارية → قدرة تحميل زائد العاكس

تحدد SANDISOLAR قدرة تيار فوري تصل إلى 2× للأحمال الحثية. بالنسبة لحجم المشروع الفعلي، يجب على المشترين التحقق من مدة الاندفاع وظروف التشغيل بدلا من افتراض إمكانية الحفاظ على طاقة مصنفة 2× بشكل مستمر.

المخرجات المزدوجة تحسن إدارة الأحمال الحرجة

واحدة من أكثر الوظائف فائدة في نظام تخزين الطاقة الذكي هي فصل الأحمال حسب الأولوية.

الأحمال الحرجة

•ثلاجة

•الإضاءة

•معدات الاتصالات

•نظام الأمان

•الإلكترونيات الأساسية

الأحمال المرنة

• مكيف الهواء

•سخان الماء

•معدات الورشة

•أجهزة أخرى ذات استهلاك عالي

مع مخرجي التيار المتردد المزدوجين، يمكن إدارة الأحمال المرنة بشكل مستقل عندما يصبح SOC البطارية منخفضا. يمكن أن يطيل هذا وقت النسخ الاحتياطي العملي دون مجرد إضافة سعة بطارية إضافية.

النقل السريع وموثوقية النسخ الاحتياطي

تحدد SANDISOLAR التبديل بسرعة 4 مللي ثانية لنقل أسرع على الشبكة/خارجها.

التبديل السريع مفيد ل:

•الحواسيب

•أجهزة التوجيه

•أنظمة التحكم

•أجهزة الاتصال

•الإلكترونيات المنزلية الحساسة

ومع ذلك، فإن وقت النقل وحده لا يمكن أن يضمن التشغيل المستمر لكل جهاز. يجب أيضا أخذ وقت توقف مزود الطاقة وخصائص الحمل في الاعتبار أيضا.

قائمة التحقق للتركيب والمراقبة

يجب أن يتحقق نظام تخزين الطاقة الذكي الذي تم تشغيله بشكل صحيح ما يلي:

• جهد وتيار الوتر الكهرومغناطيسي

•الاتصال بين البطارية/نظام إدارة الطائرات

•حدود تيار الشحن والتفريغ

• دوائر الحمل الحرجة/غير الحرجة

• إعدادات إدخال الشبكة والمولد

•عتبات SOC

• حجم الكابل والقواطع

•التأريض والحماية

• اتصال المراقبة عن بعد

• تاريخ الإنذارات وأحداث التحميل الزائد

تدمج SANDISOLAR واجهة لمس بحجم 4.3 بوصة 800 × 480 ومراقبة واي فاي مدمجة عبر تطبيق HaiPower، مما يسمح بالرؤية المحلية والبعيدة لتشغيل النظام.

لذا يجب اختيار نظام تخزين الطاقة الذكي المناسب من ملف الحمل الكامل وليس فقط من خلال واط العاكس. بالنسبة للمنازل خارج الشبكة، والمزارع، والمواقع النائية، ومشاريع الطاقة الاحتياطية، يمكن ل SANDISOLAR استخدام بيانات الحمل، وتكوين الطاقة الكهروضوئية، ومتطلبات البطاريات، وظروف الشبكة/المولدات كأساس تقني لمطابقة بنية تخزين الطاقة الأكثر ملاءمة.

الأسئلة الشائعة

س1. ما هو نظام تخزين الطاقة الذكي؟

يتكون نظام التخزين الذكي من تخزين البطاريات، والتحكم في العاكس، وإدارة الأحمال، ومدخلات الطاقة الشمسية، وشبكة أو مولد اختياري. بدلا من اعتبار العاكس والبطارية عنصرين مختلفين، يهدف النظام إلى دمج مصادر طاقة متغيرة متعددة.

س2. كيف تعمل إدارة الطاقة بالذكاء الاصطناعي في نظام تخزين الطاقة الذكي SANDISOLAR المتخصص؟

تقدم إدارة الطاقة بالذكاء الاصطناعي مجموعة متنوعة من وظائف الإدارة التي تقدم للمستخدمين بيانات تتعلق بالنظام، وتساعدهم على فهم البيانات، وتساعد المستخدمين على أتمتة التحكم بناء على البيانات، وتساعد المستخدمين في تحديد تشخيص مشاكل النظام. يجب على المستخدمين تأكيد الوظائف الدقيقة للذكاء الاصطناعي المتاحة مع التكوين المختار.

س3. هل يمكن لأنظمة تخزين الطاقة الذكية SANDISOLAR العمل مع كل من الشبكة والمولد؟

هذا ممكن. يمكن لمنصة العاكس خارج الشبكة الخاصة ب SANDISOLAR أن تعمل مع كل من الشبكة والمولد، لذا يمكن لنظام تخزين الطاقة الذكي استخدام مصادر تيار متردد بديلة عندما تكون طاقة البطاريات أو توليد الطاقة الشمسية غير كافية.

س4. هل يمكن إدارة الأحمال الحرجة وغير الحرجة بشكل منفصل؟

نعم، هذا ممكن. باستخدام مخرجين تيار مستمر، يمكن إدارة الأحمال المرنة والأحمال الحرجة. عندما يكون SOC البطارية منخفضا، يمكن لنظام تخزين الطاقة الذكي تشغيل وإعطاء الأولوية لتحميل التبريد، والإضاءة، وأنظمة الاتصالات، ومعدات الأمان.

س5. ما هي مصفوفة الطاقة الشمسية التي يمكن توصيلها بنظام سانديسولر؟

الحد الأعلى للمنصة هو 9000 واط. كما يدعم تيار 550 فولت PV، وMPPT بجهد 90V-500V، وتيار أقصى 27 أمبير عبر MPPT. يجب أن يأخذ تصميم الأوتار في الاعتبار Voc، Vmp، Imp، Isc، ودرجة حرارة التشغيل في الوحدات.