حدد حجم نظام الطاقة الشمسية والبطاريات لمستشفى في جنوب أفريقيا انطلاقاً من الدوائر التي يجب حمايتها، والانقطاع الذي تتحمله كل دائرة، والقدرة اللازمة خلال أسوأ حدث، والطاقة المتاحة إلى أن يستعيد مصدر آخر عمله.
إعلان Eskom في يوليو 2026 عن مستشفى مافيكينغ الإقليمي تصف 200 kW من PV الشمسية وBESS بسعة 400 kWh ووحدة تحكم مركزية للشبكة المصغرة تدعم أقساماً تشمل العناية المركزة وغرف العمليات والطوارئ. ولا تنشر رقم حمل حرج قدره 170 kW ولا تصنيف PCS ولا سعة AC قابلة للاستخدام ولا أساس تصنيف AC/DC لـ PV.
لذلك يستخدم هذا الدليل 170 kW كمثال مستقل افتراضي للحمل المحمي. والحسابات أدناه افتراضات تعليمية، وليست أداءً مقيساً لمافيكينغ أو ضماناً من MegSolid لمستشفى.
استخدم تسلسل التصميم هذا، مع اعتماد فرق الخدمات السريرية والمرافق والكهرباء المعيَّنة لكل حدّ:
تصنيف الحمولة الطبية → الطاقة الكهربائية المترددة المتزامنة → الطاقة الكهربائية المترددة القابلة للاستخدام المضمونة → مدة التشغيل الاحتياطي → إعادة الشحن بالطاقة الشمسية → التنسيق مع المولدات
الـ محفظة MegSolid لتخزين الطاقة الهجينة ذات الحالة الصلبة يمكنها دعم الأعمال الهندسية المتعلقة بالبطاريات وأنظمة توزيع الطاقة (PCS) والشبكات الصغيرة الخاصة بالمشروع بعد تحديد متطلبات التشغيل هذه.
ابدأ بتصنيف الأحمال الطبية
بالنسبة للحمل التوضيحي 170 kW، حدد المغذيات الفعلية قبل تقرير أيها يجب أن يبقى مغذّى طوال الانقطاع. ولا يكفي اسم القسم وحده لتحديد التصنيف الطبي أو تحمل التحويل لكل دائرة متصلة.
ينبغي أن تقسم خطط الطاقة الكفاءة (EPC) الخاصة بالمستشفيات جدول الأحمال الحرجة وفقًا للآثار السريرية وقدرة تحمل الانقطاع.
| فئة الحمولة الطبية | الدوائر النموذجية | قرار تصميمي مطلوب |
|---|---|---|
| الأحمال السريرية التي لا تنقطع | مجموعة مختارة من معدات وحدات العناية المركزة، ودوائر غرف العمليات، وأجهزة التحكم الطبية، والإضاءة في حالات الطوارئ، وتكنولوجيا المعلومات السريرية | هل يمكن قبول أي انقطاع في عملية النقل؟ |
| الأحمال الداعمة الأساسية | أنظمة التهوية المختارة، والمختبرات، والتبريد الصيدلاني، والمياه، والاتصالات | ما مدى السرعة التي يجب أن تستعيد بها الدائرة عافيتها؟ |
| الأحمال القابلة للإزالة الخاضعة للرقابة | دوائر الدعم غير الفوري التي وافق عليها المستشفى | في أي مستوى من مستويات حالة التشغيل (SOC) يجوز لنظام إدارة الطاقة (EMS) فصلها؟ |
يجب أن يتم اعتماد التصنيف الدقيق من قِبل الفرق السريرية والكهربائية وفرق المرافق في المستشفى.
لا ينبغي تحديد نسبة مئوية موحدة لكل فئة دون إجراء قياسات التغذية.
IEC 60364-7-710 يتناول التركيبات الكهربائية في المواقع الطبية. ويجب على مهندس المشروع تحديد المعايير الجنوب أفريقية المنطبقة والإصدارات المعتمدة والتصنيفات السريرية ومتطلبات السلطة المحلية؛ ولا ينبغي لمورد البطاريات أن يحدد حدوداً طبية للتحويل من مقال مبيعات عام.
الحجم | القطع | الطاقة قبل الشحن | سعة البطارية
لا يمكن لبطارية سعة 400 كيلوواط/ساعة أن توفر الطاقة اللازمة لمستشفى ما إذا كان نظام تابعية التيار (PCS) غير قادر على تحمل الحمل الحيوي في آن واحد.
إذا كان يجب تغذية 170 kW في وقت واحد، فإن PCS الذي يقل خرجه المستمر المتاح عن 170 kW لا يستطيع حمل الحمل المحمي وحده. ويفترض المثال أيضاً 3 kW من المساعدات: وإذا استخدمت خرج PCS نفسه، يصبح واجب القدرة الفعلية 173 kW على الأقل قبل الهوامش الأخرى. تحقق من الخرج المتاح في الوضع المطلوب وعند درجة حرارة الموقع.
ويجب على لجنة التخطيط التنفيذي (EPC) بعد ذلك إضافة إجراءات تدقيق خاصة بالمشروع تتعلق بما يلي:
- القدرة الظاهرية بالكيلو فولت أمبير (kVA)
- معامل القدرة المقاس
- الطلب على الطاقة التفاعلية
- اختلال التوازن ثلاثي الأطوار
- التهوية وتشغيل المضخة
- تشغيل المحول
- الأحمال التوافقية
- استجابة الحمل المتدرج
- متطلبات التكرار
- التشغيل بعد تعطل أحد كتل PCS
عند معامل قدرة توضيحي للحمل المحمي 0.90، يكون 170 ÷ 0.90 = 188.9 kVA للحمل المحمي فقط. احسب الطلب التفاعلي الفعلي للمساعدات بشكل منفصل عند تحديد kVA الإجمالي لـ PCS؛ ولا تنسب إليها معامل القدرة نفسه بصمت. وتبقى أحداث البدء وعدم الاتزان وهوامش التصميم فحوصاً منفصلة.
يمكن فحص انقطاع توضيحي مدته ساعتان على النحو التالي. جميع عوامل الهوامش افتراضات يجب استبدالها ببيانات المشروع والمورد:
| مدخل أو نتيجة توضيحية | الحساب | المعنى |
|---|---|---|
| الحمل المحمي والمدة | 170 kW × 2 h = 340 kWh AC | الطاقة المسلَّمة إلى الأحمال المحمية |
| معامل القدرة المفترض | 170 ÷ 0.90 = 188.9 kVA | kVA للحمل المحمي فقط؛ أضف الطلب التفاعلي الفعلي للمساعدات وتحقق من واجب البدء |
| المساعدات المفترضة للنظام | 3 kW × 2 h = 6 kWh | تُضاف بشكل منفصل لأن كفاءة المسار لا تشمل المساعدات؛ وإذا غذّاها خرج PCS نفسه، يصبح واجب القدرة الفعلية 173 kW على الأقل قبل الهوامش الأخرى |
| SOC القابل للاستخدام / السعة المحتفظ بها / كفاءة المسار المفترضة | 0.80 / 0.80 / 0.92 | افتراضات تعليمية، وليست قيماً مضمونة للمنتج |
| سعة البطارية الاسمية الإرشادية عند نقطة الضمان المفترضة | (340 + 6) ÷ (0.80 × 0.80 × 0.92) = 587.6 kWh | فحص أولي للسعة؛ تحقق من قيود القدرة ودرجة الحرارة وإعادة الشحن |
| فحص بداية العمر باستخدام المدخلات الأخرى نفسها | 346 ÷ (0.80 × 1.00 × 0.92) = 470.1 kWh | يوضح لماذا يؤثر عمر الضمان على التزام الشراء |
في هذا المثال، تُعد نافذة SOC لطراز 80%، والسعة المحتفظ بها لطراز 80%، وكفاءة مسار التحويل لطراز 92% مدخلات تعليمية مستقلة. يستبعد عامل الكفاءة الحمل المساعد البالغ 3 كيلوواط الذي يتم حسابه بشكل منفصل؛ ولا تحسب الطاقة المساعدة مرة أخرى إذا كانت ضمانات التيار المتردد القابل للاستخدام المقدمة من المورد قد خصمتها بالفعل.
قد يُدرج نظام توزيع الطاقة (PCS) من فئة 250 كيلوواط في قائمة المرشحين الأولية، لكن القيمة المحددة على اللوحة الاسمية وحدها لا تثبت تلبية المتطلبات المتعلقة بالكيلو فولت أمبير (kVA)، أو الاستجابة للتحميل المتدرج، أو مساهمة الأعطال، أو التشغيل المنفصل، أو أداء النقل، أو التكرار.
يجب على شركة EPC التحقق من الاحتياجات الفعلية من kVA، ومن منحنى الحمل الزائد، وسلوك الدائرة القصيرة، وتنسيق الحماية، وفلسفة التكرار.
راجع مجموعة MegSolid PCS ومقارنة ورقة البيانات الحالية للطراز المحدد مع هذه المتطلبات قبل تثبيت جهاز SLD في المستشفى. يجب الحفاظ على جهد التيار المستمر للبطارية وحدود الطاقة وأنظمة الحماية ضمن نطاق التكوين المعتمد.
حساب وقت التشغيل في لوحة التوزيع ذات التحميل المحمي
بالنسبة للحمل الافتراضي البالغ 170 كيلوواط وبطارية ذات سعة اسمية تبلغ 400 كيلوواط/ساعة، فإن النسبة البسيطة هي:
400 كيلوواط·ساعة ÷ 170 كيلوواط = 2.35 ساعة
هذه مجرد نسبة اسمية بين الطاقة والحمل.
هذا لا يثبت أن المستشفى سيتلقى 170 كيلوواط لمدة 2.35 ساعة عند لوحة التوزيع الخاصة بالحمل الحرج.
يجب حساب وقت التشغيل الفعلي على النحو التالي:
مدة تشغيل نظام الطاقة الاحتياطية = الطاقة الكهربائية المتاحة المضمونة عند نقطة التسليم المتفق عليها ÷ الحمل المدعوم
لتحديد الطاقة المضمونة القابلة للاستخدام من التيار المتردد، يجب أن يحدد عرض الأسعار ما يلي:
- الفترة الزمنية المعتمدة لتشغيل نظام SOC
- الاستهلاك الإضافي من جانب البطارية
- استهلاك أنظمة التبريد والتحكم
- خسائر تحويل نظام PCS
- خسائر المحولات والكابلات
- الحد الأدنى للاحتياطي الطارئ
- تخفيض السعة حسب درجة الحرارة
- القدرة في مرحلة الطفولة المبكرة
- السعة المضمونة حتى نهاية العمر التشغيلي
- نقطة القياس لاختبار السعة
لا يكشف إعلان شركة «إسكوم» عن العوامل اللازمة لتحويل السعة الاسمية لبطارياتها البالغة 400 كيلوواط/ساعة إلى طاقة مضمونة للأحمال المستشفى المحمية. لا ينبغي تطبيق الافتراضات التوضيحية المذكورة أعلاه على ذلك النظام المركب كما لو كانت حقائق مقاسة.
وباستخدام هذه الافتراضات على بطارية افتراضية منفصلة بسعة 400 كيلوواط/ساعة، نحصل على 400 × 0.80 × 0.80 × 0.92 = 235.52 كيلوواط/ساعة عند خرج التحويل. وبقسمة هذا الناتج على 173 كيلوواط، بما في ذلك 3 كيلوواط من الطاقة المساعدة المفترضة، نحصل على 1.36 ساعة في حالة نهاية العمر الافتراضي المفترضة. وفي بداية العمر الافتراضي، مع تعيين معامل السعة المتبقية على 1.00، نحصل على 1.70 ساعة. ولا تعتبر أي من هاتين النتيجتين ضمانًا للمنتج.
الـ دليل هندسة تخزين الطاقة C&I يوضح السبب في ضرورة ذكر السعة الاسمية للتيار المستمر والطاقة المُقدَّمة بالتيار المتردد بشكل منفصل.
استخدام تقنية «تخفيف الأحمال» للحفاظ على وقت التشغيل السريري
يتيح تصنيف الأحمال الطبية لخدمات الطوارئ الطبية (EMS) تغيير الأحمال التي يتم دعمها مع استمرار انقطاع التيار الكهربائي.
قد يكون التسلسل العملي كما يلي:
- الحفاظ على جميع الدوائر الحيوية المعتمدة فور انقطاع التيار الكهربائي.
- التحقق من مستوى شحن البطارية (SOC)، وتوافر الطاقة الكهروضوئية، وحالة المولد.
- افصل الدوائر الكهربائية القابلة للفصل والمعتمدة في حالة فشل المولد في التشغيل.
- قم بتخفيض أحمال الدعم الأساسية المحددة إذا وصل مستوى حالة التشغيل (SOC) إلى العتبة التالية.
- حماية احتياطي الطاقة النهائي للبطارية من أجل ضمان استمرار عمل الدوائر الطبية دون انقطاع.
احسب وقت التشغيل لكل فئة من فئات الأحمال استنادًا إلى قياسات خطوط التغذية والتسلسل المعتمد. إذا تغير الطلب أثناء انقطاع التيار، فقم بدمج الحمل المتغير زمنيًّا والمعدات المساعدة بدلاً من قسمة قيمة السعة الواحدة على ذروة استهلاك المستشفى بالكيلوواط.
على سبيل المثال، كل 10 كيلوواط من تخفيض الحمل المعتمد الذي يتم الحفاظ عليه لمدة ساعة واحدة يؤدي إلى تجنب 10 كيلوواط/ساعة من الطلب على الحمل المحمي. ويجب أن يوافق الفريق الطبي على الدوائر المتأثرة وشروط التشغيل؛ حيث لا تسمح حسابات الطاقة بإيقاف تشغيل المعدات الطبية.
ينبغي أن يشترط عقد EPC الخاص بالمستشفى أن يتضمن الوصف الوظيفي لنظام إدارة الطاقة (EMS) ما يلي:
- أي مغذي ينتمي إلى كل فئة؟
- من الذي يوافق على إخلاء وحدة التغذية؟
- عتبة SOC لكل إجراء
- الفترة الزمنية قبل قطع الخدمة
- تسلسل إعادة التوصيل
- التجاوز اليدوي السريري
- السلوك بعد انقطاع الاتصال
الـ دليل بنية الاتصالات بين نظام إدارة البطارية (BMS) ونظام إدارة الطاقة (EMS) يوفر إطار العمل للتحكم في نظام التشغيل (SOC) ودرجة الحرارة والإنذارات وأوامر الطاقة.
حساب إعادة الشحن بالطاقة الشمسية من الفائض الكهروضوئي
يبلغ إنتاج النظام الكهروضوئي لمشروع مافيكينغ العام 200 كيلوواط، لكن الإعلان لم يورد تفاصيل عن سلسلة الإنتاج أو الأحمال. ولإجراء حساب توضيحي منفصل، لنفترض أن النظام الكهروضوئي يولد 200 كيلوواط من التيار المتردد في لحظة ما، بينما يبلغ الطلب المحمي 170 كيلوواط.
قبل احتساب الحدود والعمليات المساعدة والخسائر، سيكون الفائض في تلك اللحظة كما يلي:
200 كيلوواط − 170 كيلوواط = 30 كيلوواط
وهذا لا يعني أن البطارية تشحن باستمرار بقدرة 30 كيلوواط.
يتغير إنتاج الطاقة الكهروضوئية على مدار اليوم، وقد يتغير الحمل الكهربائي للمستشفى أيضًا.
الحساب الصحيح هو:
بالنسبة لكل فترة زمنية، تُحدد قدرة الشحن بقيمة «الحد الأقصى من (الناتج الكهروضوئي − الحمل المُزوَّد في الوقت نفسه، 0)»، وقدرة الشحن للبطارية/نظام تخزين الطاقة (PCS)، والهامش المتاح في مستوى شحن البطارية (SOC)، وحالة الشبكة المسموح بها. يُحسب مجموع قدرة الشحن المقبولة مضروبة في مدة الفترة الزمنية، ثم تُطبق حدود الشحن المحددة والخسائر.
ينبغي أن يتضمن النموذج الشمسي للمستشفى ما يلي:
- الطلب على خدمات المستشفيات بالساعة أو بأجزاء من الساعة
- محاكاة الأداء الكهروضوئي الموسمي
- اتجاه المصفوفة وتظليلها
- اقتطاع التيار المتردد
- فقدان الحرارة
- توافر الطاقة الكهروضوئية
- الحد الأدنى المطلوب من SOC في الفترة المسائية
- الانقطاع التالي المتوقع
- إذن الشحن عبر الشبكة
- قواعد الشحن بمساعدة المولد
وكمثال قابل للتكرار، فإن خمس قراءات للطاقة الكهروضوئية المترددة (AC) مدة كل منها ساعة واحدة، بقيم 120 و180 و200 و180 و120 كيلوواط، مقابل حمل ثابت يبلغ 170 كيلوواط، تنتج فرص شحن إجمالية تبلغ 0 و10 و30 و10 و0 كيلوواط/ساعة: إجمالي 50 كيلوواط ساعة قبل خسائر الشحن. وهذا لا يكفي لإعادة شحن بطارية زودت الأحمال بـ 340 كيلوواط ساعة خلال انقطاع التيار لمدة ساعتين.
الـ دليل بنية التخزين الهجينة للطاقة الشمسية يشرح كيفية التنسيق بين الطاقة الكهروضوئية والبطاريات والشبكة والمولدات الكهربائية.
ما الذي تظهره نتائج MegSolid بعد المراجعة الأولية؟
بعد استلام بيانات الحمولة والبيانات الكهربائية، يمكن لـ MegSolid إعداد:
- القيم الأولية للقدرة الكهربائية (PCS) واتجاه الكيفا (kVA)
- الاتجاه الاسمي لطاقة البطارية
- تعريف الطاقة القابلة للاستخدام من التيار المتردد المطلوبة
- مصفوفة أولويات الحمولة الطبية
- تقييم إعادة الشحن بالطاقة الشمسية
- استراتيجية الحد الأدنى للاحتياطي - SOC
- الاتجاه المتبع في هندسة البطاريات وأنظمة تخزين الطاقة (PCS)
- سجل البيانات المفقودة
- قائمة سيناريوهات اختبار الأداء الوظيفي (FAT) الخاصة بالمستشفى
تنسيق عمل أنظمة الإمداد غير المنقطع (UPS) وأنظمة تخزين الطاقة (BESS) ومولدات الديزل
لا ينبغي أن يحل نظام BESS في المستشفى محل وحدة الإمداد بالطاقة غير المنقطعة (UPS) أو المولد الديزل الحالي بشكل تلقائي.
لكل نظام مسؤولية مختلفة.
UPS أو مسار الطاقة غير المنقطع
يحمي نظام الإمداد غير المنقطع (UPS) المعدات التي لا تتحمل تسلسل الانتقال بين الشبكة الكهربائية ونظام تخزين الطاقة (BESS) والمولد.
وينبغي أن تستمد متطلبات التشغيل وأداء النقل من الأجهزة الطبية المتصلة والمواصفات الكهربائية للمستشفى.
نظام تخزين الطاقة بالبطاريات
يمكن لنظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) المُهيأ بشكل مناسب أن يدعم الشبكة الصغيرة للمستشفى ويوفر الطاقة على مدى فترات تتراوح بين الدقائق والساعات. ويجب تحديد وقت التحويل، والقدرة على تشكيل الشبكة، وسلوك النظام بعد حدوث عطل في وحدة التحكم أو نظام التحكم في الأداء (PCS) من أجل التهيئة الدقيقة للنظام.
كما يمكنه تجاوز تسلسل تشغيل المولد وتقليل عمليات التشغيل غير الضرورية أثناء الانقطاعات القصيرة.
مولد ديزل
يوفر المولد طاقة لفترات طويلة عندما يتجاوز انقطاع التيار الكهربائي احتياطي البطارية أو عندما يكون إنتاج الطاقة الشمسية غير كافٍ.
يجب أن يحدد التصميم ما يلي:
- حالة شحن البطارية عند بدء تشغيل المولد
- تأخير البدء
- الحد الأدنى لوقت التشغيل
- القدرة القصوى لشحن البطارية
- حدود التحميل على المولدات
- طريقة التزامن
- الحماية من عكس اتجاه التيار
- التعامل مع حالات الفشل في بدء التشغيل
- إنذارات الوقود وانخفاض مستوى الوقود
- تسلسل إعادة التغذية إلى الشبكة
إن شراء وحدة الإمداد بالطاقة غير المنقطعة (UPS) ونظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) والمولد كأنظمة منفصلة ينقل مخاطر التنسيق إلى مشغل المستشفى.
ما هي الأدلة المتعلقة بالبطاريات التي ينبغي أن يطلبها فريق EPC في المستشفى؟
لا ينبغي أن يعتمد اختيار البطاريات المستخدمة في المستشفيات على التسمية الكيميائية وحدها.
ينبغي أن تطلب لجنة تقييم الأداء (EPC) أدلة تثبت النموذج المقترح بالضبط وحدود النظام.
تشمل المستندات المطلوبة ما يلي:
- كيمياء الخلايا والبطاريات
- تكوين الوحدات والحاملات
- نطاق جهد التشغيل
- الحدود القصوى للشحن والتفريغ
- بنية إدارة الحرارة
- الكشف عن الحرائق وإخمادها
- الإغلاق الطارئ
- منطق الحماية في نظام إدارة البطارية (BMS)
- وثائق النقل المعمول بها
- تقارير اختبارات الخلايا والبطاريات والأنظمة ذات الصلة
- شروط دورة التشغيل في الضمان
- الالتزام المتعلق بالقدرة على إنهاء الحياة
يجب أن تكون الأوصاف الكيميائية خاصة بكل نموذج على حدة. فبطارية الحالة الصلبة الهجينة المخصصة للاستخدام المنزلي، وخزانة LFP المخصصة للاستخدام الخارجي، ونظام C&I المبرد بالسائل، لا تشترك في شهادة عامة واحدة، ولا في رقم عمر الدورة، ولا في نطاق التشغيل.
يجب ترجمة متطلبات الطاقة التي تبلغ حوالي 400 كيلوواط/ساعة، أو السعة الاسمية الأكبر المحسوبة لفترة التشغيل التوضيحية التي تبلغ ساعتين، إلى ترتيب محدد للبطارية/نظام إمداد الطاقة المستمر (PCS). لا تفترض وجود منتج قياسي معتمد للاستخدام في المستشفيات بسعة 400 كيلوواط/ساعة بناءً على طلب السعة وحده.
يجب أن يحدد العرض المقدم الخلية/قائمة المواد (BOM)، وعدد الحوامل، والطاقة الاسمية والطاقة القابلة للاستخدام المضمونة للتيار المتردد، ونطاق الجهد والتيار، ونطاق أنظمة التبريد/الأنظمة المساعدة، وتسلسل التشغيل المدعوم.
الـ ملف تعريف التصنيع الهجين ذي الحالة الصلبة من MegSolid توفر التكنولوجيا والخلفية الصناعية اللازمة لإجراء هذا التقييم.
تحويل الحساب إلى جدول قبول الموردين
قارن بين البنى المرشحة باستخدام نفس مهمة التحميل المحمي ونفس حدود التسليم. يوضح الجدول التالي الفصل بين المتطلبات وأسماء المنتجات:
| المتطلبات | مدخلات المشتري / الرسوم التوضيحية | أدلة المورد |
|---|---|---|
| الطاقة عند نقطة التوصيل المحمية | حمل محمي بقيمة 170 كيلوواط عند معامل القدرة (PF) 0.90 على سبيل المثال؛ يُضاف 3 كيلوواط إذا كانت الأجهزة المساعدة المفترضة تستخدم نفس خرج نظام الحماية من الانقطاع (PCS) | القدرة المتاحة بالكيلوواط/كيلو فولت أمبير، ومنحنيات الحمل الزائد والحرارة في الوضع المطلوب |
| طاقة التيار المتردد القابلة للاستخدام | 340 كيلوواط/ساعة للأحمال المحمية على مدار ساعتين | الضمان الصافي بعد خصم الخسائر المتفق عليها/الأجزاء المساعدة، وفقًا لدرجة الحرارة وفترة الضمان |
| الدوائر التي لا تنقطع والدوائر الأساسية | جدول التغذية المعتمد طبياً | تسلسل UPS/التحويل والحماية والاستعادة |
| إعادة الشحن | السلاسل الزمنية للطاقة الكهروضوئية، والحمل، وتراخيص الشبكة/المولدات | قدرة الشحن المسموح بها، ومسار نسبة الشحن (SOC)، والجاهزية للانقطاع التالي للتيار الكهربائي |
| التكرار | المهمة المعتمدة عقب حدوث عطل محدد | تقييم أنماط الفشل والنقاط المشتركة؛ لا يوجد ادعاء عام بنظام N−1 |
| الارتباط المحلي والموافقة | الجهة الخدمية/البلدية الفعلية، وموقع SLD، وأنماط التشغيل | عملية التسجيل/الربط المنطبقة واعتماد الحماية والتركيب |
| القبول | سيناريوهات تشغيل FAT/SAT المعتمدة | الاستجابة المقيسة والطاقة القابلة للاستخدام وسجل النجاح/الفشل والانحرافات غير المحسومة |
لا توفر خزانتان تلقائياً تكراراً احتياطياً. فإذا لم يستطع PCS المتبقي أو كتلة البطارية أو طاقة التحكم أو لوحة التوزيع أو المحوّل حمل الواجب المعتمد سريرياً بعد عطل، فلم يستوفِ النظام متطلب N−1.
للسعة أو عناصر التحكم غير القياسية، اطلب تقييم OEM/ODM خاصاً بالطراز فقط بعد تأكيد نطاق الخدمة الفعلي ومسار المنتج الحالي مع MegSolid. ويجب أن يميز عرض المورد بين التوريد ومسؤوليات EPC والسلطات.
المستندات التي يجب على فريق كفاءة الطاقة في المستشفى (EPC) تقديمها
ينبغي أن يشمل التحقيق الأولي ما يلي:
- بيانات الأحمال على فترات زمنية لمدة اثني عشر شهرًا
- رسم تخطيطي أحادي الخط للحمل الحرج
- جدول تغذية لا ينقطع، وأساسي، وقابل للتخفيف
- الحد الأقصى بالكيلوواط (kW) والكيلو فولت أمبير (kVA)
- قياسات معامل القدرة
- قياسات التوافقيات
- بيانات تشغيل المحرك والضاغط
- القيم التصنيفية الحالية لأجهزة UPS
- القيم الاسمية للمولدات الحالية
- واجهات التحكم في المولدات الكهربائية
- تصميم أنظمة الطاقة الكهروضوئية أو محاكاة الإنتاج
- معلومات عن المحولات ولوحات التوزيع الكهربائية
- المدة المطلوبة لكل فئة من فئات الحمولة الطبية
- درجة الحرارة والارتفاع في الموقع
- مكان التركيب: داخلي أو خارجي
- عملية الاختبار والموافقة المطلوبة
- الموعد المستهدف لبدء التشغيل
قدّم بيانات الفترات المتاحة التي تشمل الطلب الموسمي وأحداث الانقطاع/البدء التمثيلية؛ وتفيد اثنا عشر شهراً حيث تتوفر، لكن غياب سنة كاملة ينبغي أن يطلق خطة لسد فجوة البيانات بدلاً من اختراع منحنى حمل. ولا ترسّخ أرقام 170 kW/400 kWh وحدها التزاماً بزمن التشغيل.
تحديد سيناريوهات FAT وSAT الخاصة بالمستشفيات
يجب أن يوافق المستشفى على سيناريوهات التشغيل قبل إنتاج المعدات.
ينبغي أن يشمل برنامج FAT وSAT ما يلي:
- انقطاع التيار الكهربائي عند الحد الأقصى للحمل الحرج
- انقطاع التيار الكهربائي مع توقف إنتاج الطاقة الشمسية
- انقطاع التيار الكهربائي أثناء ارتفاع إنتاج الطاقة الشمسية
- تأخير تشغيل المولد
- فشل تشغيل المولد
- القطع التلقائي للتيار الكهربائي
- التجاوز اليدوي السريري
- حماية احتياطي عند انخفاض مستوى SOC
- فشل في الاتصال بنظام إدارة البطارية (BMS)
- انقطاع الاتصال بنظام إدارة الطاقة (EMS)
- التشغيل من الصفر
- استعادة الدائرة الخاضعة للتحكم
- إعادة ربط الشبكة
- تسجيل الإنذارات والأحداث
- قياس الطاقة القابلة للاستخدام من التيار المتردد
لكل سيناريو، حدد الشروط المسبقة والشاهد السريري/التشغيلي والاستجابة المتوقعة والقنوات المقيسة وحدود النجاح/الفشل وإجراء التراجع الآمن. وتتطلب اختبارات المستشفى تحت الجهد خطة الانقطاع وسلامة المرضى المعتمدة للموقع.
استخدم دليل اختبار القبول في المصنع لنظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) من MegSolid لتحويل تسلسل عمليات المستشفى إلى معايير قبول قابلة للقياس.
القرار النهائي بشأن الحجم
يُظهر مرجع مافيكينغ الموثَّق شبكة مصغرة منشورة لمستشفى تجمع PV وتخزين. وتبيّن أرقامه العامة 200 kW PV وبطارية 400 kWh البنية، لا زمن تشغيل المثال المستقل 170 kW في هذا الدليل.
بالنسبة لهذا الواجب الافتراضي 170 kW، تبلغ النسبة الاسمية 2.35 ساعة؛ ويبيّن جدول التحجيم لمدة ساعتين لماذا قد تتطلب الطاقة المضمونة والمساعدات وافتراضات عمر الضمان سعة اسمية أكبر بكثير.
ولا يزال يتعين على لجنة التخطيط التنفيذي (EPC) تحديد ما يلي:
- ما هي الدوائر التي لا يمكن إيقافها؟
- ما هي الدوائر التي يمكنها تحمل حدوث قصر في الدائرة؟
- ما هي الدوائر التي يمكن الاستغناء عنها؟
- ما مقدار الطاقة القابلة للاستخدام من التيار المتردد التي يجب أن تصل إلى لوحة التوزيع الكهربائية بالمستشفى؟
- هل يمكن للطاقة الشمسية استعادة مستوى الشحن المطلوب؟
- ماذا يحدث في حالة تعطل المولد؟
إن الناتج الصحيح لعملية الشراء لا يقتصر على مجرد “بطارية واحدة بسعة 400 كيلوواط/ساعة”.”
إنها مواصفات منسقة لشبكة كهربائية مصغرة خاصة بالمستشفيات، تشمل البطارية، ونظام التحكم في الطاقة (PCS)، ونظام الإمداد غير المنقطع (UPS)، والنظام الشمسي، والمولد الكهربائي، ونظام إدارة الطاقة (EMS)، والمعدات الكهربائية التوزيعية، واختبارات القبول.
الأسئلة الشائعة
إلى متى يمكن لـ 400 كيلوواط/ساعة أن تغطي استهلاك مستشفى بقدرة 170 كيلوواط؟
تبلغ النسبة الاسمية حوالي 2.35 ساعة. ويتطلب وقت التشغيل الفعلي المضمون توفر طاقة التيار المتردد القابلة للاستخدام في نقطة التسليم المتفق عليها.
ما الافتراضات التي ينبغي إدراجها في حساب BESS لمستشفى؟
حدد الحمل والمدة ونافذة SOC وحدّ الطاقة القابلة للاستخدام ومعالجة التحويل والمساعدات ودرجة الحرارة وعمر الضمان والسعة المحتفظ بها. وأبقِ كل عامل مفترض منفصلاً بوضوح عن ضمان المورد الموقّع.
هل نظام PCS بقدرة 150 كيلوواط كافٍ لتغطية الحمل الحيوي البالغ 170 كيلوواط؟
لا، ليس عندما يتعين على وحدة PCS تلك توفير الطاقة الكاملة البالغة 170 كيلوواط في آن واحد. فالمطلوب هنا بنية ذات قدرة أعلى.
هل يُعد نظام MegSolid 250kW PCS مناسبًا تلقائيًّا؟
لا. إنها مجرد توجيهات أولية للفحص. وتتطلب الموافقة النهائية التحقق من قيم kVA، والحمل الزائد، والجهد، وأنظمة الحماية، والتوافقيات، والتكرار.
هل يحتاج المستشفى إلى كل من نظام الإمداد بالطاقة غير المنقطع (UPS) ونظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS)؟
غالبًا ما يكون الأمر كذلك. حيث يعمل نظام الإمداد غير المنقطع (UPS) على حماية المعدات الطبية التي لا تتحمل انقطاع التيار، بينما يوفر نظام تخزين الطاقة (BESS) طاقة لفترات أطول وينسق بين تشغيل الطاقة الشمسية والمولدات.
هل يمكن لطاقة شمسية بقدرة 200 كيلوواط أن تشحن البطارية بشكل مستمر بمعدل 30 كيلوواط؟
لا. إن الفائض البالغ 30 kW لا يحدث إلا في لحظة واحدة مع PV بقدرة AC 200 kW وحمل مخدوم متزامن 170 kW، قبل القيود الأخرى. استخدم السلاسل الزمنية للتوليد والحمل وSOC وحدود الشحن لحساب طاقة الشحن اليومية المقبولة.
هل يمكن لشركة MegSolid توريد خزانة هجينة قياسية من نوع الحالة الصلبة بسعة 400 كيلوواط/ساعة؟
لا تحدد السعة وحدها نظاماً قابلاً للطلب لمستشفى. اطلب تكوين بطارية/PCS دقيقاً وورقة بيانات خاضعة للرقابة حالية وأدلة على مستوى الطراز وطاقة AC قابلة للاستخدام مضمونة ونطاق التحويل واختبار القبول الخاص بالموقع.
لماذا يتم تصنيف الأحمال في المستشفيات؟
يضمن تصنيف الأحمال الحفاظ على الطاقة المخزنة للدوائر ذات الأهمية السريرية الأكبر خلال فترات انقطاع التيار الطويلة.
ما الذي يحدد مدة التشغيل المضمونة في المستشفى؟
حدد طاقة AC القابلة للاستخدام المضمونة عند لوحة توزيع الأحمال المحمية وملف الحمل المدعوم وسياسة الاحتياطي ومعالجة المساعدات ودرجة الحرارة وحالة عمر الضمان. فزمن التشغيل التزام عند الحدّ المتفق عليه، وليس نسبة تقوم على السعة الاسمية للبطارية وحدها.
ما الذي يجب اختباره قبل بدء تشغيل المستشفى؟
فقدان شبكة الاختبار، تعطل المولد، قطع التيار عن الأحمال، الحماية من انخفاض مستوى الشحن (SOC)، انقطاع الاتصالات، التشغيل من الصفر، إعادة التشغيل، والطاقة المترددة القابلة للاستخدام المقاسة.
كيف ينبغي لمستشفى في جنوب أفريقيا أن يحدد حجم نظام الطاقة الشمسية ونظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS)؟
تصنيف الأحمال الطبية، وتحديد قدرة وحدات التغذية الكهربائية (PCS) استنادًا إلى الحد الأقصى للأحداث المتزامنة، وتحديد الطاقة المضمونة القابلة للاستخدام من التيار المتردد، ومحاكاة عملية إعادة الشحن بالطاقة الكهروضوئية باستخدام بيانات السلاسل الزمنية.
هل يمكن لنظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) بسعة 400 كيلوواط/ساعة أن يدعم حملًا كهربائيًّا لمستشفى يبلغ 170 كيلوواط؟
توفر بطارية بسعة اسمية 400 kWh نسبة طاقة/حمل اسمية قدرها 2.35 ساعة عند 170 kW. وتعتمد المدة الفعلية على طاقة AC المتاحة وحدود التشغيل والمساعدات وحالة الضمان؛ ويجب أن يحمل PCS القدرة المطلوبة أيضاً.
ما الذي يجب على المستشفى إرساله إلى MegSolid لتحديد حجم جهاز BESS؟
إرسال بيانات فترات الحمل، وتصنيفات الأحمال الطبية، والرسم التخطيطي أحادي الخط، ومعلومات عن أنظمة إمداد الطاقة غير المنقطعة (UPS) والمولدات، ومحاكاة أنظمة الطاقة الكهروضوئية، وبيانات المحولات، ومدة الدعم الاحتياطي المطلوبة.