تحميل ملف المواصفات التقنية (PDF)

محول طاقة البطارية الحالة الصلبة: لماذا يفشل تكامل نظام تحويل الطاقة ونظام إدارة البطارية

لماذا أصبحت محولات تخزين الطاقة أكثر أهمية من أي وقت مضى في عصر البطاريات الصلبة

مع استمرار تسارع الطلب العالمي على الطاقة المتجددة وتخزين الطاقة، تبرز البطاريات الصلبة والبطاريات الهجينة الصلبة كواحدة من أكثر التقنيات الواعدة للاستخدامات السكنية والتجارية وعلى نطاق مرافق الطاقة أنظمة تخزين الطاقة.

بالمقارنة مع بطاريات الليثيوم أيون التقليدية،, بطاريات هجينة ذات الحالة الصلبة العرض:

ومع ذلك، فإن أداء البطارية وحده لا يحدد نجاح مشروع تخزين الطاقة.

المحول — أو بتعبير أدق، محول تخزين الطاقة (PCS) — هو الجسر الأساسي الذي يربط بين البطاريات، والأنظمة الكهروضوئية، وشبكة الكهرباء العامة، والأحمال الكهربائية.

فبدون محول ذكي وعالي الكفاءة، لا يمكن حتى لأحدث بطاريات الحالة الصلبة أن تحقق كامل إمكاناتها من حيث الأداء.

ولهذا السبب، أصبحت تكنولوجيا العاكس محور اهتمام رئيسي لشركات تصنيع البطاريات ذات الحالة الصلبة، وشركات تكامل أنظمة تخزين الطاقة، وموردي معدات تصنيع البطاريات في جميع أنحاء العالم.

ما هو محول البطارية ذو الحالة الصلبة؟

على الرغم من أن هذا القطاع غالبًا ما يستخدم مصطلح "محول الحالة الصلبة"، إلا أن التعريف الأكثر دقة هو:

وتتمثل وظيفتها الأساسية في تحويل التيار المستمر المخزن داخل البطاريات إلى تيار متردد قابل للاستخدام، مع القيام في الوقت نفسه بإدارة:

تعتمد محولات تخزين الطاقة الحديثة على إلكترونيات الطاقة المتطورة مثل:

تضمن هذه التقنيات استقرار الجهد، وانخفاض التشويه التوافقي، والاستجابة السريعة أثناء تغير ظروف الحمل.

تحديات التوافق: لماذا تحتاج بطاريات الحالة الصلبة إلى محولات متطورة

مع تطور تكنولوجيا البطاريات، تزداد متطلبات المحولات تعقيدًا.

نطاق جهد البطارية الأوسع

على عكس أنظمة بطاريات الرصاص الحمضية التقليدية، تعمل البطاريات الهجينة الحديثة ذات الحالة الصلبة في نطاقات جهد كهربائي أوسع.

على سبيل المثال،, ميغ صوليد'تدعم أنظمة العاكس الهجينة بقدرات 8 كيلوواط و10 كيلوواط ما يلي:

تتيح هذه المرونة لشركات تكامل الأنظمة استخدام نفس بنية العاكس في العديد من تطبيقات تخزين الطاقة.

شحن وتفريغ أسرع

تتميز البطاريات الهجينة ذات الحالة الصلبة بقدرة أكبر على توليد الطاقة.

تدعم منصة العواكس السكنية من MegSolid ما يلي:

للاستفادة الكاملة من هذه الإمكانات، يجب أن يتواصل العاكس بشكل مستمر مع نظام إدارة البطارية (BMS) عبر بروتوكولي CAN وRS485.

يؤدي هذا التنسيق إلى تحسين حماية البطارية، وإطالة عمر الدورات، وتحقيق أقصى استفادة من الطاقة.

كفاءة أعلى للنظام

كل نقطة مئوية في كفاءة العاكس تؤثر بشكل مباشر على ربحية المشروع.

يحقق العاكس المنزلي MG-ESS-500W-230 من MegSolid الخاص بنظام تخزين الطاقة (ESS) ما يلي:

بالنسبة للأنظمة الأكبر حجمًا، توفر محولات تخزين الطاقة التجارية من MegSolid من طرازات R30KH3 وR40KH3 وR50KH3 ما يلي:

تعد هذه المواصفات أساسية للحفاظ على استقرار التشغيل في بيئات الطاقة الحرجة.

اختبار قابلية التكيف للخلايا الكهروضوئية

قائمة مراجعة تكامل نظام PCS مع نظام BMS

قبل توصيل محول تخزين الطاقة بنظام البطاريات، يجب على المهندسين التحقق من المعلمات التالية:

تحقق
ما الذي يجب التحقق منه
نطاق الجهد المستمر
يجب أن يغطي جهد التشغيل لنظام PCS الحد الأدنى والحد الأقصى لجهد حزمة البطارية.
تيار الشحن/التفريغ
يجب أن تظل القيم الحالية لتيار نظام التحكم في الأداء (PCS) ضمن الحدود المسموح بها للبطارية ونظام إدارة البطارية (BMS).
بروتوكول الاتصال
تأكد من بروتوكول CAN أو RS485، ومعدل الباود، وتنسيق الرسالة، وتكرار التحديث.
بيانات SOC وSOH
تأكد من أن جهاز PCS يتلقى قيمًا صحيحة لـ SOC وSOH والجهد والتيار ودرجة الحرارة.
أوامر الحماية
اختبار استجابات الجهاز في حالات الجهد الزائد والجهد المنخفض والتيار الزائد وارتفاع درجة الحرارة والإغلاق في حالات الطوارئ.
أوضاع التشغيل
تأكد من أوضاع التشغيل المرتبط بالشبكة، وغير المرتبط بالشبكة، والتشغيل التلقائي، والتشغيل الاحتياطي، حيثما ينطبق ذلك.
معالجة الأعطال
حدد كيفية استجابة نظام PCS عند انقطاع الاتصال أو عند فقدان صحة بيانات البطارية.
مسؤولية الضمان
تحديد المورد المسؤول عن التوافق بين نظام PCS ونظام BMS، وكذلك عن تحديثات البرامج الثابتة.

يجب التحقق من التوافق باستخدام البطارية نفسها، وبرنامج BMS الثابت، وطراز PCS المخصص للمشروع. ولا تضمن واجهة الاتصال المشتركة وحدها توافق النظام.

كيفية مطابقة طاقة العاكس مع سعة البطارية

كفاءة أعلى للنظام

تصف سعة البطارية وقوة المحول جزأين مختلفين من نظام تخزين الطاقة. وتحدد سعة البطارية، التي تُقاس بالكيلوواط/ساعة، مقدار الطاقة التي يمكن للنظام تخزينها. أما قوة المحول، التي تُقاس بالكيلوواط، فتحدد السرعة التي يمكن للنظام بها شحن أو تفريغ تلك الطاقة.

لا تتطلب البطارية التي تبلغ سعتها 215 كيلوواط/ساعة استخدام محول تيار ثابت الحجم. ويعتمد التصنيف الصحيح لنظام تحويل الطاقة (PCS) على الحمل في الموقع، ومدة التفريغ، وفترة الشحن، وحد تيار البطارية، وظروف التشغيل.

ابدأ بقوة التفريغ المطلوبة

استخدم بيانات الحمل المقاسة لحساب الطاقة التي يجب أن توفرها البطارية. بالنسبة لمشروع تخفيف أحمال الذروة، اطرح الطلب المسموح به على الشبكة من ذروة الاستهلاك المقاسة في الموقع:

طاقة التفريغ المطلوبة = ذروة الطلب في الموقع − الطلب المستهدف على الشبكة

يحتاج مصنع تبلغ طاقته القصوى 250 كيلوواط ويستهدف استهلاكًا من الشبكة يبلغ 150 كيلوواط إلى طاقة تفريغ من البطارية تبلغ حوالي 100 كيلوواط. كما يجب على المهندسين التحقق من تيار بدء تشغيل المحرك، وخطوات التحميل، ومعدل الحمل الزائد لنظام توزيع الطاقة (PCS). وقد تتجاوز هذه الأحداث قصيرة الأمد متطلبات الطاقة المستمرة.

بالنسبة لتطبيقات النسخ الاحتياطي، قم بحساب الطاقة الإجمالية للأحمال الحيوية التي يجب أن تظل متصلة بالتيار الكهربائي أثناء انقطاع التيار عن الشبكة. لا تحدد سعة وحدة التحكم في الطاقة (PCS) بناءً على إجمالي الحمل المتصل إذا كان نظام النسخ الاحتياطي سيقوم بتزويد الطاقة لمعدات محددة فقط.

تحقق من الحد الأقصى لطاقة البطارية

تحدد البطارية ونظام إدارة البطارية (BMS) الحد الأقصى للطاقة التي يمكن لوحدة التحكم في الطاقة (PCS) سحبها. تأكد من تيار الشحن المستمر المسموح به، وتيار التفريغ المستمر، وتيار الذروة قصير الأمد.

يستخدم الفحص المحافظ لإمداد التيار المستمر ما يلي:

حد طاقة التيار المستمر للبطارية = الجهد الأدنى للتشغيل × التيار المستمر الأقصى ÷ 1,000

يمكنك أيضًا تقدير الحد الأقصى لطاقة البطارية استنادًا إلى معدل الشحن «C» الخاص بها:

حد طاقة البطارية = سعة البطارية × معدل الشحن C المسموح به

على سبيل المثال، توفر بطارية بسعة 215 كيلوواط/ساعة تعمل بمعدل 0.5C طاقة تبلغ حوالي 107.5 كيلوواط قبل بلوغ حدود الجهد والتيار ودرجة الحرارة ونظام إدارة البطارية (BMS). استخدم ورقة البيانات الخاصة بالطراز وإعدادات نظام إدارة البطارية (BMS) لإجراء الحساب النهائي.

احسب طاقة الشحن المطلوبة

قد تتطلب فترة الشحن المتاحة استخدام وحدة تخزين طاقة (PCS) ذات سعة أكبر. قسّم الطاقة التي يجب تعويضها على مدة الشحن المتاحة:

طاقة الشحن المطلوبة = الطاقة المطلوب إعادة شحنها ÷ وقت الشحن

يحتاج النظام الذي يتعين عليه إعادة توليد 180 كيلوواط/ساعة في غضون ثلاث ساعات إلى طاقة شحن لا تقل عن 60 كيلوواط، وذلك قبل احتساب خسائر التحويل والاستهلاك الإضافي. وقد تؤدي الطاقة الكهروضوئية المتاحة، وسعة المحول، وحدود الاستيراد من الشبكة إلى خفض معدل الشحن المسموح به.

تطبيق تخفيض السعة المحددة للموقع

تؤثر درجة الحرارة المحيطة والارتفاع ودرجة حرارة العلبة والتهوية على الأداء المستمر لنظام PCS. يرجى مراجعة منحنيات تخفيض السعة الصادرة عن الشركة المصنعة بدلاً من الاعتماد على القيم المحددة في اللوحة التعريفية وحدها.

تساوي الطاقة النهائية القابلة للاستخدام في النظام الحد الأدنى الذي يفرضه كل من نظام التحكم في الطاقة (PCS) والبطارية ونظام إدارة البطارية (BMS) والمحول ووصلة الشبكة. يجب على المهندسين التحقق من هذه الحدود أثناء تصميم النظام والتأكد منها خلال اختباري القبول في المصنع (FAT) واختبار القبول في الموقع (SAT).

للاطلاع على نطاقات الجهد الكهربائي والقيم الاسمية للطاقة وخيارات الاتصال الخاصة بكل طراز، يرجى مراجعة مجموعة محولات تخزين الطاقة من MegSolid.

التحليل الفني لحلول محولات تخزين الطاقة من شركة MegSolid

صُمم جهاز MG-ESS-500W-230 لاستخدامات الطاقة خارج الشبكة والطاقة الاحتياطية، ويجمع بين وظائف العاكس وتخزين الطاقة في البطاريات وإمداد الطاقة في حالات الطوارئ في حل مدمج.

المعلمة
القيمة
القدرة الناتجة المُصنَّفة
500 واط
جهد الخرج للتيار المتردد
230 فولت تيار متردد
سعة البطارية
314 أمبير/ساعة
طاقة البطارية
1004.8 واط·ساعة
تركيب البطارية الكيميائي
ليثيوم أيون
وقت التبديل في نظام UPS
≤20 مللي ثانية
أقصى كفاءة
88%
درجة حرارة التشغيل
من -10 درجة مئوية إلى 50 درجة مئوية
درجة حرارة التخزين
من -15 درجة مئوية إلى 60 درجة مئوية

التطبيقات المثالية:

تعمل بنية البطارية المدمجة على تبسيط عملية التركيب مع تقليل الحجم الذي يشغله النظام.

للصور الأكبر حجمًا سكني وبالنسبة للمشاريع التجارية الصغيرة، توفر منصة العاكس الهجين من MegSolid مرونة معززة.

المعلمة
الطراز 8 كيلوواط
طراز 10 كيلوواط
جهد البطارية
48 فولت
48 فولت
قدرة الشحن/التفريغ
8 كيلوواط
10 كيلوواط
التيار الأقصى للشحن
160 أمبير
200 أمبير
التيار الأقصى للتفريغ
160 أمبير
200 أمبير
نطاق جهد الشبكة
176–270 فولت
176–270 فولت
التواصل
RS485/CAN
RS485/CAN
مستوى الحماية
IP65
IP65

فوائد المشروع:

محول هجين ثلاثي الأطوار | نظام «MegSolid Hybrid» لتخزين الطاقة الهجين ذو الحالة الصلبة

كما أنظمة تخزين الطاقة التجارية والصناعية مع استمرار توسع نطاق المشاريع، تزداد الحاجة إلى طاقة أعلى وموثوقية أكبر.

صُممت سلسلة RKH3 من MegSolid خصيصًا للمصانع والشبكات الصغيرة ومراكز البيانات ومشاريع الطاقة الشمسية المقترنة بالتخزين على نطاق واسع.

المعلمة
R30KH3
R40KH3
R50KH3
القدرة المقدرة
30 كيلوواط
40 كيلوواط
50 كيلوواط
القدرة الكهروضوئية القصوى
45 كيلوواط
60 كيلوواط
75 كيلوواط
الجهد الكهربائي الأقصى للنظام الكهروضوئي
1000 فولت
1000 فولت
1000 فولت
نطاق جهد MPPT
150–850 فولت
150–850 فولت
150–850 فولت
أجهزة تتبع MPPT
4
4
4
معامل القدرة
>0.99
>0.99
>0.99
مستوى الحماية
IP65
IP65
IP65
درجة حرارة التشغيل
من -35 درجة مئوية إلى 60 درجة مئوية
من -35 درجة مئوية إلى 60 درجة مئوية
من -35 درجة مئوية إلى 60 درجة مئوية

التطبيقات النموذجية:

بفضل 4 أجهزة تتبع MPPT وسعة إدخال طاقة كهروضوئية تصل إلى 75 كيلوواط، يمكن للنظام تحقيق أقصى استفادة من الطاقة الشمسية مع الحفاظ على استقرار تشغيل نظام تخزين الطاقة.

كيفية التحقق من صحة تكامل نظام PCS مع نظام إدارة الطاقة (BMS) قبل بدء التشغيل

يجب التحقق من توافق نظام PCS مع نظام BMS خلال اختبار القبول في المصنع (FAT) وتأكيده مرة أخرى خلال اختبار القبول في الموقع (SAT).

تشمل الفحوصات الموصى بها ما يلي:

تعتمد أوقات الاستجابة الفعلية وحدود التشغيل على نظام التحكم في الأداء (PCS) ونظام إدارة البطارية (BMS) وتكوين البطارية ومتطلبات المشروع. وينبغي أن تكون مدعومة بسجلات اختبار خاصة بكل طراز بدلاً من الافتراضات العامة.

التطبيقات العملية لمحولات طاقة البطاريات ذات الحالة الصلبة

أنظمة الطاقة الشمسية + التخزين السكنية

يتزايد سعي أصحاب المنازل إلى تحقيق الاستقلال في مجال الطاقة والحصول على مصدر طاقة احتياطي موثوق.

بطارية الحالة الصلبة للاستخدام الاحتياطي المنزلي أصبحت الأنظمة حلاً أساسياً لضمان مرونة إمدادات الطاقة في القطاع السكني:

تخفيف أحمال الذروة التجارية

تواجه المصانع والمنشآت التجارية ارتفاع تكاليف الكهرباء في جميع أنحاء العالم.

من خلال الجمع بين:

يمكن للشركات أن تقلل بشكل كبير من رسوم الاستهلاك مع تحسين مرونة إمدادات الطاقة.

الشبكات الصغيرة الصناعية

غالبًا ما يحتاج المستخدمون الصناعيون إلى إمداد طاقة غير منقطع من أجل العمليات الحيوية.

توفر أنظمة المحولات عالية الطاقة من MegSolid ما يلي:

وهذا يجعلها خيارًا مثاليًّا للمجمعات الصناعية ومواقع التعدين ومشاريع البنية التحتية في المناطق النائية.

G2S-C: محول تخزين الطاقة أحادي الطور

كيف تعمل MegSolid على تحسين تكامل البطاريات ذات الحالة الصلبة والمحولات

بصفتها شركة متخصصة في تصنيع البطاريات الهجينة ذات الحالة الصلبة، لا تقتصر أنشطة MegSolid على خلايا البطاريات فحسب.

تضم الشركة:

لتشكيل نظام بيئي موحد لتخزين الطاقة.

من خلال التنسيق بين أداء البطارية واستراتيجيات التحكم في العاكس، تساعد MegSolid العملاء على تحقيق ما يلي:

بالنسبة لمقاولي EPC والموزعين ومتخصصي تكامل الأنظمة، يقلل هذا النهج المتكامل من تعقيدات النشر مع تحسين أداء المشاريع على المدى الطويل.

مستقبل محولات تخزين الطاقة

لم يعد مستقبل تخزين الطاقة يتحدد فقط بتركيبة البطاريات الكيميائية.

ويعتمد ذلك بشكل متزايد على مدى فعالية التفاعل بين البطاريات والمحولات ومنصات إدارة الطاقة (EMS) وأصول توليد الطاقة المتجددة.

مع اقتراب البطاريات الهجينة ذات الحالة الصلبة من الانتشار على نطاق واسع، ستتميز محولات التيار من الجيل التالي بما يلي:

وستكون الشركات القادرة على تقديم حلول متكاملة تضم البطاريات والمحولات في وضع أفضل لدعم التحول العالمي نحو أنظمة طاقة أنظف وأكثر أمانًا ومرونة.

الأسئلة الشائعة

محول البطارية ذو الحالة الصلبة هو محول لتخزين الطاقة مصمم للعمل مع أنظمة البطاريات ذات الحالة الصلبة أو الهجينة ذات الحالة الصلبة. وهو يقوم بتحويل التيار المستمر المخزن في البطاريات إلى كهرباء تيار متردد قابلة للاستخدام، مع إدارة عمليات شحن البطاريات وتفريغها، والتفاعل مع الشبكة، والتواصل مع نظام إدارة البطاريات (BMS).

ليس دائمًا، ولكن يُوصى باستخدام محولات تخزين الطاقة المتطورة. غالبًا ما تعمل البطاريات الهجينة ذات الحالة الصلبة بنطاقات جهد كهربائي أوسع، وكثافة طاقة أعلى، ومعدلات شحن/تفريغ أسرع، مما يتطلب تحكمًا ذكيًّا في المحول لضمان الأداء الأمثل والسلامة.

يكمن الاختلاف الرئيسي في توافق النظام وقدرة التحكم. عادةً ما توفر المحولات المصممة لتطبيقات البطاريات ذات الحالة الصلبة اتصالاً أسرع بنظام إدارة البطارية (BMS)، وإدارة محسّنة للطاقة، وقدرة أكبر على التكيف مع نطاقات الجهد، ودعمًا أفضل لأنظمة تخزين الطاقة عالية الأداء.

تؤثر كفاءة العاكس بشكل مباشر على كمية الطاقة القابلة للاستخدام التي يتم توصيلها إلى الأحمال. فالعاكس ذو الكفاءة الأعلى يقلل من خسائر الطاقة أثناء التحويل، ويحسن الأداء العام للنظام، ويخفض التكلفة طويلة الأجل لتشغيل نظام تخزين الطاقة.

نعم. عادةً ما يتم دمج البطاريات الهجينة ذات الحالة الصلبة مع الأنظمة الكهروضوئية (PV). وعند دمجها مع محول تخزين طاقة متوافق، يمكنها تخزين الطاقة الشمسية الفائضة خلال النهار وتوفير الكهرباء خلال الليل أو في حالات انقطاع التيار الكهربائي.

تُستخدم أنظمة محولات الطاقة التي تعمل ببطاريات الحالة الصلبة على نطاق واسع في:
تخزين الطاقة الشمسية للأغراض السكنية
الطاقة التجارية والصناعية (C&I)
التخزين
الشبكات الصغيرة
طاقة احتياطية لشبكات الاتصالات
مراكز البيانات
محطات شحن السيارات الكهربائية
مشاريع الطاقة المتجددة على نطاق المرافق العامة

يجب أن تدعم محولات تخزين الطاقة الحديثة بروتوكولات الاتصال القياسية في الصناعة، مثل CAN وRS485. تتيح هذه البروتوكولات الاتصال في الوقت الفعلي مع نظام إدارة البطارية (BMS) ونظام إدارة الطاقة (EMS)، مما يحسّن حماية البطارية ومراقبتها وكفاءة النظام بشكل عام.

تجمع البطاريات الهجينة ذات الحالة الصلبة بين مزايا السلامة التي تتمتع بها الإلكتروليتات الصلبة ومزايا الأداء التي توفرها تقنية بطاريات الليثيوم التقليدية. وعادةً ما تتميز هذه البطاريات باستقرار حراري أعلى، وعمر دوري أطول، وسلامة محسّنة، وكثافة طاقة أعلى مقارنةً ببطاريات الليثيوم-أيون التقليدية.

ومن بين العوامل الرئيسية ما يلي:
القدرة الناتجة المقدرة
السعة الاستيعابية للطاقة الكهروضوئية
عدد أجهزة التتبع MPPT
كفاءة التحويل
تصنيف حماية IP
التوافق مع الشبكة
الاتصال بين نظام إدارة البطارية (BMS) ونظام إدارة الطاقة (EMS)
سرعة التبديل الاحتياطي
نطاق درجة حرارة التشغيل
يُعد اختيار العاكس المناسب أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق أقصى قدر من الموثوقية والعائد على الاستثمار في المشروع.

تقدم شركة MegSolid حلولاً متكاملة لتخزين الطاقة تجمع بين البطاريات الهجينة ذات الحالة الصلبة، ومحولات تخزين الطاقة، وأنظمة إدارة البطاريات (BMS)، وأنظمة إدارة الطاقة (EMS). ويساعد هذا النهج المتكامل العملاء على تحقيق كفاءة أعلى، وسلامة محسّنة، وعمر افتراضي أطول للبطاريات، وتكاليف إجمالية أقل للنظام في مختلف التطبيقات السكنية والتجارية والصناعية.

ميغ صوليد (هونغ كونغ المحدودة تركز على البحث والتطوير والتصميم وتوريد أنظمة تخزين الطاقة عالية الأداء. مع عشر سنوات من تراكم الخبرة التقنية، نقدم حلول تخزين الطاقة الخارجية المخصصة، والمحولات السكنية، وحلول الطاقة المحمولة للعملاء العالميين.
واتساب/ويتشات: +852 59811073

احصل على حل تخزين الطاقة MegSolid الخاص بك خلال 24 ساعة

مباشرةً من شركة مصنعة لبطاريات الحالة الصلبة. احصل على عرض مخصص لنظام تخزين الطاقة (ESS)، وتحليل العائد على الاستثمار، وتوصيات بشأن النظام من فريقنا الهندسي.

ما ستحصل عليه

موثوق بها في جميع أنحاء العالم:

UL، IEC، UN38.3، جمعية تصنيف السفن الصينية (CCS)، GB36276-2023، RoHS

عارضات أزياء مثيرات:

التطبيقات:

مصانع · مزارع شمسية · تعدين · جزر · مراكز بيانات

أخبرنا عن مشروعك لنقوم بتصميم النظام لك.