ما هو نظام تحويل الطاقة (PCS)؟

في أنظمة تخزين الطاقة الحديثة، بالإضافة إلى البطارية نفسها، هناك مكون أساسي آخر يلعب دورًا محوريًا، وهو نظام تحويل الطاقة (PCS). وبصفتها شركة مصنعة تُركز على حلول تخزين الطاقة المنزلية والتجارية، تُدرك GreenMore جيدًا الدور المهم لنظام تحويل الطاقة (PCS) في الأداء العام للنظام وكفاءته وسلامته.

ستُحلل هذه المقالة بالتفصيل من منظور احترافي: ما هو مُحوّل تخزين الطاقة؟ ما دوره في نظام تخزين الطاقة؟ بالإضافة إلى توقعات سوق أنظمة تخزين الطاقة، تتميز منتجات أنظمة تخزين الطاقة المعيارية من GreenMore بما يلي:

1. مبدأ عمل PCS

يُعدّ مُحوّل الطاقة (PCS) جهازًا أساسيًا في نظام تخزين الطاقة، وهو المسؤول الرئيسي عن تحويل الطاقة الكهربائية من شكل إلى آخر لتلبية متطلبات التطبيقات المختلفة. في نظام تخزين الطاقة، عادةً ما يكون مُحوّل الطاقة (PCS) مسؤولًا عن تحويل التيار المتردد (AC) في الشبكة إلى تيار مستمر (DC) لشحن بطارية تخزين الطاقة؛ وفي الوقت نفسه، عند الحاجة إلى تفريغها، يُحوّل التيار المستمر إلى تيار متردد لتزويد الشبكة أو المستخدمين.

يعتمد مبدأ عمل نظام PCS على تقنية إلكترونيات الطاقة واستراتيجية التحكم. تشمل مكوناته الأساسية مُقوِّم التيار، والعاكس، ونظام التحكم. يُحوّل المُقوِّم التيار المتردد إلى تيار مستمر، بينما يُحوّل العاكس التيار المستمر إلى تيار متردد. أما نظام التحكم، فيُراقب حالة تشغيل النظام بأكمله، ويُعدّل كفاءة تحويل الطاقة الكهربائية حسب الطلب.

يتكون نظام PCS عادةً من الأجزاء الأساسية التالية:

• وحدة العاكس: مسؤولة عن تحويل الطاقة المستمرة (من البطاريات أو الخلايا الكهروضوئية) إلى طاقة مترددة؛
• وحدة المقوم: تقوم بتحويل طاقة التيار المتردد إلى طاقة تيار مستمر لشحن البطارية؛
• وحدة التحكم: تحقيق التحكم الذكي في استراتيجيات الشحن والتفريغ، والمعلمات المتصلة بالشبكة، وآليات الحماية؛
• جهاز الترشيح والعزل: التأكد من أن جودة الطاقة الناتجة تلبي معايير الشبكة.

ومن خلال العمل التعاوني لهذه الوحدات، يمكن لـ PCS التحكم بشكل مرن في سلوك الشحن والتفريغ لنظام تخزين الطاقة استنادًا إلى عوامل مثل الطلب على الكهرباء لدى المستخدم، وفترة سعر الكهرباء، وحالة الشبكة.

2. الوظائف الأساسية لمحول تخزين الطاقة

• تحويل الطاقة ثنائي الاتجاه

يدعم الشحن والتفريغ الفعال للبطاريات، ويمكّن من تدفق الطاقة بحرية بين شبكة الطاقة والخلايا الكهروضوئية والأحمال.

• التبديل المتصل بالشبكة وخارج الشبكة

يعمل في وضع متصل بالشبكة عندما تكون شبكة الطاقة طبيعية، ويتحول تلقائيًا إلى وضع خارج الشبكة في حالة انقطاع التيار الكهربائي أو فشله، مما يضمن إمدادًا مستمرًا بالطاقة للأحمال الحرجة.

• تنظيم الطاقة واستقرار التردد

وهو مناسب للمستخدمين الصناعيين والتجاريين للمشاركة في تنظيم تردد الشبكة، وتقليص الذروة وملء الوديان، وتحسين كفاءة استخدام الطاقة.

• دعم أوضاع التشغيل المتعددة

مثل التوليد الذاتي والاستخدام الذاتي، وتحكيم الذروة والوادي، والنسخ الاحتياطي في حالات الطوارئ، وتشغيل الشبكة الصغيرة، وما إلى ذلك، لتلبية سيناريوهات التطبيق المتنوعة.

3. تطبيق محول تخزين الطاقة في نظام تخزين الطاقة

يتم استخدام PCS على نطاق واسع في أنظمة تخزين الطاقة، وتتضمن وظائفها الأساسية الجوانب التالية:

• إخراج سلس: يمكن لنظام تخزين الطاقة الاستجابة بسرعة لتغيرات الحمل في شبكة الطاقة من خلال PCS، وتنعيم تقلبات إنتاج توليد الطاقة المتجددة، وتحسين استقرار نظام الطاقة.
• تخفيض الذروة: أثناء ذروة استهلاك الكهرباء، يقوم نظام تخزين الطاقة بتفريغ الطاقة من خلال وحدة تخزين الطاقة لتقليل ضغط إمداد الطاقة لشبكة الطاقة وتجنب التحميل الزائد لشبكة الطاقة.
• تعديل التردد والطور: يمكن لمحولات تخزين الطاقة ضبط تردد وطور الطاقة الكهربائية في الوقت الفعلي، وتحسين جودة الطاقة الكهربائية، وتلبية احتياجات إمدادات الطاقة للأحمال الحساسة.
• إدارة الطاقة: تعمل PCS مع بطاريات تخزين الطاقة لتخزين وإطلاق الطاقة الكهربائية وتحسين كفاءة الطاقة.

4. نظرة على سوق محولات تخزين الطاقة

مع تحول هيكل الطاقة العالمي والتطور الواسع للطاقة المتجددة، تُتيح تكنولوجيا تخزين الطاقة، باعتبارها وسيلةً أساسيةً لدعم ربط شبكات الطاقة المتجددة وتحسين استقرار نظام الطاقة، فرصًا تطويريةً هائلة. وباعتبارها المُعدة الأساسية لنظام تخزين الطاقة، تتمتع محولات تخزين الطاقة بآفاق سوقية واسعة.

أولاً، سيعزز التطوير القائم على السياسات نمو سوق محولات تخزين الطاقة. وقد وضعت العديد من الدول والمناطق سياسات لتشجيع ودعم البحث والتطوير وتطبيق تقنيات تخزين الطاقة، مما سيوفر طلباً كبيراً على سوق محولات تخزين الطاقة.

ثانيًا، سيعزز التقدم التكنولوجي تحسين أداء مُحوّلات تخزين الطاقة وخفض تكلفتها. ومع التطور المستمر في تكنولوجيا إلكترونيات الطاقة، ستتحسن كفاءة تحويل مُحوّلات تخزين الطاقة بشكل أكبر، وستُخفض تكلفتها تدريجيًا، مما يُسهم في ترويجها وتطبيقها على نطاق أوسع.

وأخيرًا، سيُسهم تطوير مركبات الطاقة الجديدة والطاقة الموزعة في تعزيز نمو سوق محولات تخزين الطاقة. وستُعزز شعبية مركبات الطاقة الجديدة استخدام محولات تخزين الطاقة في مجال تخزين الطاقة على متن المركبات؛ بينما سيُعزز تطوير الطاقة الموزعة استخدام محولات تخزين الطاقة في الشبكات الكهربائية الصغيرة والمنازل الذكية وغيرها من المجالات.

باختصار، بصفتها المُعدة الأساسية لأنظمة تخزين الطاقة، تتمتع محولات تخزين الطاقة بآفاق تطبيقية واسعة في مجالات الطاقة المتجددة والشبكات الذكية. ومع تطور التكنولوجيا ودعم السياسات، سيشهد سوق محولات تخزين الطاقة تطورًا أوسع.

5. وحدات GreenMore Modular PCS (60 كيلو واط/100 كيلو واط/125 كيلو واط)

التصميم المعياري يجعل أنظمة PCS أكثر مرونةً وقابليةً للتكيف، ويسهل التركيب والصيانة. كما يُحسّن قابلية توسع المنتج، ويمكن تخصيصه وفقًا لاحتياجات المستخدمين المختلفين والوضع الفعلي لنظام الطاقة. هيكل الطوبولوجيا ثلاثي المستويات، وكثافة الطاقة العالية، والكفاءة القصوى التي تصل إلى 99.0%، تُعزز استقرار النظام وموثوقيته، وتُقلل الخسائر، وتُحسّن الكفاءة الإجمالية.

تتميز وحدة PCS المعيارية بتقنية تحكم رقمية متطورة مدمجة، مما يُحسّن وظيفة التحكم ويجعلها مناسبة لمختلف ظروف شحن وتفريغ البطاريات. كما تُوازن حمل الشبكة، وتُحسّن كفاءة الطاقة، وتُساعد على تحقيق أهداف انبعاثات الكربون الصفرية. تتميز بثلاث مراحل وأربع أسلاك، مع قدرة تحمل 100% غير متوازنة، وقدرة تحمل قوية ضد الصدمات.

سمات:

• يدعم أنواعًا متعددة من البطاريات، ويتمتع بوظائف حماية كاملة، كما أنه قابل للتكيف بدرجة كبيرة مع البيئة
• تصميم نطاق جهد الإدخال الواسع للتيار المستمر
• دمج وظائف خدمات الطوارئ الطبية المحلية والمراقبة في الوقت الفعلي والسلامة والأمان
• ثلاث مراحل وأربع أسلاك بسعة تحميل غير متوازنة بنسبة 100%، وقدرة قوية على مقاومة الصدمات
• التحكم الرقمي الذكي DSP، ودقة معالجة البيانات العالية والسرعة الأكبر
• تصميم معياري، التوصيل والتشغيل، تركيب وصيانة أكثر ملاءمة، دعم التوسع
• اعتماد طوبولوجيا ثلاثية المستويات، وكثافة طاقة عالية، وكفاءة قصوى تصل إلى 99.0%، وجودة طاقة أفضل
• قبول إرسال الشبكة لتنفيذ تعويضات الطاقة النشطة والتفاعلية
• دعم وظيفة منع التدفق العكسي (اختياري)
• يمكن تحقيق التبديل السلس بين الشبكة وخارج الشبكة (اختياري)

إذا كنت بحاجة إلى نصيحة بشأن اختيار PCS أو تصميم نظام تخزين PV، يرجى زيارة الموقع الرسمي لشركة GreenMore www.gmsolarkit.com للتواصل مع فريقنا الفني.