طلبت إحدى المستشفيات في جنوب أفريقيا إقامة حفل في الهواء الطلق نظام تخزين الطاقة التجاري والصناعي التي يمكن أن تعمل مع المصفوفة الكهروضوئية ومعدات التوزيع الموجودة لديه. وقد تم تخطيط عملية الشراء المقترحة على مراحل بشكل متعمد: تركيب 261 كيلوواط/ساعة أولاً، ثم توسيع الموقع إلى حوالي 1 ميجاواط/ساعة. كما يطلب العميل نظامًا متكاملًا لتحويل الطاقة، وبطاريات LiFePO4، وعرض أسعار على أساس «تسليم المصنع» (EXW)، وشروط ضمان محددة للبطاريات ووحدة تحويل الطاقة (PCS).
هذا ليس مجرد طلب للحصول على بطارية ذات سعة أكبر. إنه مشروع لدمج شبكة كهربائية مصغرة، حيث يجب أن يخضع كل من توليد الطاقة الشمسية، وتخزين الطاقة في البطاريات، والشبكة الكهربائية، والمولد الديزل الحالي، وأولويات استهلاك الطاقة في المستشفى، لفلسفة واحدة معتمدة في مجال التحكم والحماية.
بالنسبة لهذا التطبيق، فإن منتجات شركة KRL Power KRL-B261L 125 كيلوواط / 261 كيلوواط/ساعة وهي الوحدة الأساسية المقترحة. فهي تجمع بين بطارية LiFePO4، ووحدة التوصيل الكهربائي ثنائية الاتجاه (PCS) بقدرة 125 كيلوواط، ووحدة MPPT للطاقة الكهروضوئية بقدرة 120 كيلوواط، ووظائف نظام إدارة الطاقة (EMS) ونظام إدارة البطارية (BMS)، وواجهة المولد، كل ذلك في خزانة خارجية واحدة. وتلغي هذه البنية المتكاملة الحاجة إلى تحديد نظام توزيع طاقة (PCS) خارجي منفصل أو محول طاقة كهروضوئية (PV inverter) من أجل التوصيل المباشر للطاقة الكهروضوئية بالتيار المستمر المقترح، رهناً بتأكيد بيانات السلاسل الكهروضوئية الحالية.
وقد تُرجمت نتائج الدراسة إلى قرارات هندسية
يمكن تحويل متطلبات المشتري إلى قائمة مراجعة واضحة للتصميم وعرض الأسعار.
لماذا يُعد الطراز KRL-B261L نظامًا متكاملًا يجمع بين الطاقة الشمسية وتخزين الطاقة والديزل
لا يُعد الطراز KRL-B261L خزانة بطاريات تعتمد على محول يتم اختياره بشكل منفصل. فمواصفات الطراز المتاحة للجمهور تدمج الوظائف اللازمة لتكوين وحدة أساسية مدمجة لشبكة صغيرة في قطاعي التجارة والصناعة.
| المادة المنشورة | قيمة KRL-B261L | صلة هذا الأمر بالمشروع |
|---|---|---|
| تركيب البطارية الكيميائي | LiFePO4 | تقنية كيميائية راسخة لتخزين الطاقة الثابتة في القطاعين التجاري والصناعي |
| الطاقة المقدرة | 261 كيلوواط/ساعة | يتطابق مع المرحلة الأولى المطلوبة من عملية الشراء |
| الطاقة الكهربائية المترددة المرتبطة بالشبكة / غير المرتبطة بالشبكة | 125 كيلوواط / 125 كيلوواط | يحدد قدرة الخزانة، بمعزل عن سعتها في مجال الطاقة |
| مدخلات الطاقة الكهروضوئية المدمجة | ما يصل إلى 120 كيلوواط | يسمح للسلاسل الكهروضوئية المتوافقة بتزويد وحدة MPPT الخاصة بالخزانة بالطاقة مباشرةً |
| نطاق MPPT | 250-850 فولت تيار مستمر | يجب مراجعته مقارنةً بتصميم سلسلة الخلايا الكهروضوئية الحالية |
| الجهد الكهروضوئي الأقصى | 950 فولت تيار مستمر | حد تصميم صارم يتطلب مراجعة Voc في الظروف الباردة |
| منفذ مولد الديزل | نعم | يدعم التشغيل المنسق بين الطاقة الشمسية وتخزين الطاقة والديزل |
| وقت التبديل | أقل من 10 مللي ثانية، القيمة المنشورة | يجب التحقق من صحتها عبر واجهة المشروع؛ فهي ليست ضمانًا طبيًّا شاملاً من شركة UPS |
| علبة البطارية | IP65 | ينطبق على التركيب في الهواء الطلق، رهناً بتصميم الموقع بالكامل |
| تبريد البطارية | التبريد السائل | الوصف الصحيح لنظام التبريد في هذا الطراز |
| الكمية العامة المتوازية | ما يصل إلى 10 وحدات | لا يزال التوسع المكون من أربع وحدات رهنًا بموافقة القسم الهندسي على المشروع |
وبالتالي، فإن البنية المقترحة تربط سلاسل الألواح الكهروضوئية المتوافقة بوحدة MPPT المدمجة في الخزانة، وتربط وحدة PCS ثنائية الاتجاه الموجودة في الخزانة بشبكة التيار المتردد بالمستشفى، وتنسق عمل المولد الديزل من خلال واجهة المولد المخصصة. ثم تقوم أنظمة إدارة الطاقة (EMS) وإدارة البطاريات (BMS) بإدارة تدفقات الطاقة وفقًا للأولويات المعتمدة.
يجب أن يحدد المخطط أحادي الخط النهائي القاطعات، وعوازل الدائرة، والتأريض، وأجهزة القياس، وأنظمة منع التشغيل المنفصل، ومنطق التبديل، وأجهزة التحكم في المولدات، وقدرات الكابلات، ومستويات الأعطال، وتنسيق الحماية. إذا كانت المنشأة الشمسية الحالية تستخدم بالفعل محولات طاقة كهروضوئية تعمل بالتيار المتردد (AC)، فيجب على مهندس المشروع أن يقرر ما إذا كانت تلك المحولات ستبقى على ناقل التيار المتردد (AC bus) أم سيتم نقل سلاسل الألواح الكهروضوئية المحددة إلى جهاز KRL-B261L MPPT. ولا ينبغي إعادة توصيل الأجهزة الحالية حتى يتم مراجعة توافقها الكهربائي وتأثيرات ذلك على الضمان.
المرحلة الأولى: تركيب خزانة واحدة بقدرة 125 كيلوواط / 261 كيلوواط ساعة
تستخدم المرحلة الأولى من عملية الشراء وحدة واحدة من طراز KRL-B261L. وتبلغ قيمتها الاسمية 125 كيلوواط من الطاقة المترددة و261 كيلوواط/ساعة من طاقة البطارية. وتجيب هاتان القيمتان على سؤالين مختلفين:
- 125 كيلوواط هي الطاقة الكهربائية المستمرة المقننة للتيار المتردد (AC) للخزانة، سواء كانت متصلة بالشبكة أو غير متصلة بها، والمُعلن عنها لهذا الطراز.
- 261 كيلوواط/ساعة هي طاقتها الاسمية المخزنة.
- مدة النسخ الاحتياطي يعتمد ذلك على الحمولة المحمية، ونطاق حالة الشحن القابل للاستخدام، وخسائر التحويل، والاستهلاك الإضافي، ودرجة الحرارة، وهامش التدهور، والاحتياطي المطلوب.
إحدى الصيغ الأولية للتخطيط هي:
على سبيل المثال، فإن قسمة الطاقة الاسمية على الحمل من شأنه أن يؤدي إلى المبالغة في النتيجة التعاقدية، لأن الطاقة الاسمية للبطارية تختلف عن الطاقة المترددة القابلة للاستخدام والمضمونة عند نقطة التوزيع الرئيسية بالمستشفى. وينبغي أن تتلقى شركة KRL Power منحنى الحمل الحرج قبل ذكر أي مدة تشغيل في العرض المقدم.
كما يجب على المستشفى فصل الأحمال وفقًا لمتطلبات الاستمرارية. ويجب أن تظل أجهزة UPS الطبية الحالية مسؤولة عن الأحمال التي لا تتحمل أي انقطاع، ما لم يغير التصميم الكهربائي المعتمد هذه المسؤولية صراحةً. ويمكن لنظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) دعم ناقل الأحمال الأساسية، والاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية، والتنسيق مع المولدات، والنسخ الاحتياطي الخاضع للتحكم؛ لكن وقت التحويل المعلن وحده لا يضمن دعم كل الحمل الطبي المتصل.
المرحلة الثانية: التوسع إلى حوالي 1 ميغاواط/ساعة
وقد أكد العميل الآن أن الهدف النهائي هو 1 ميغاواط/ساعة من الطاقة, ، وليس 1 ميغاواط من الطاقة. وبالنسبة لنفس طراز الخزانة، يبلغ الإجمالي الاسمي الفعلي أربع خزانات:
- أربعة خزانات × 261 كيلوواط/ساعة = 1,044 كيلوواط/ساعة، أو 1.044 ميجاواط/ساعة من الطاقة الاسمية.
- أربعة خزانات × 125 كيلوواط = طاقة تيار متردد اسمية تبلغ 500 كيلوواط.
- يشمل العدد النهائي للخزائن الأربع الخزانة الأولى، لذا فإن المرحلة الثانية تضيف ثلاث خزائن.
يجب وضع تصميم التوسعة خلال المرحلة الأولى. ويجب تحديد المسارات الاحتياطية للوحات التوزيع، ومسارات الكابلات، وعناوين شبكات الاتصالات، ومساحات تركيب المعدات، ومسافات الوصول، وحواجز العزل ضد الحرائق، وسعة نظام إدارة الطوارئ (EMS) قبل تركيب الخزانة الأولى. وهذا يمنع التعامل مع الخزانات الثلاث اللاحقة على أنها إضافات مرتجلة.
قد تكون الطاقة الإجمالية للأربعة خزانات، البالغة 500 كيلوواط، أعلى أو أقل من الطلب الفعلي المحمي للمستشفى. ولا يمثل ذلك مشكلة تلقائيًا، ولكن يجب التحقق من ذلك مقارنةً بملف الحمل، والمحول، ومعدات التوزيع الكهربائي، والمولد، وحدود التصدير، واتفاقية التوصيل بالشبكة. يجب أن تظهر كل من السعة الطاقية وسعة الطاقة في قائمة التوزيع المعتمدة (SLD) وجدول المشتريات.
دمج أنظمة الطاقة الكهروضوئية الحالية: التحقق من سلاسل الألواح قبل التوصيل
يُعد نظام MPPT المدمج بقدرة 120 كيلوواط أحد الأسباب الرئيسية لاستخدام وحدة KRL-B261L كوحدة متكاملة تجمع بين الطاقة الشمسية والتخزين والديزل. فهو يقلل من عدد الوصلات ويبسط البنية المقترحة التي تعمل بالتيار المستمر المباشر. ومع ذلك، فإن عبارة “الأنظمة الكهروضوئية الحالية” لا تُعد معلومة كافية لتصميم التوصيلات النهائي.
KRL Power المتطلبات:
- الشركة المصنعة للوحدة الكهروضوئية، والطراز، وورقة البيانات؛;
- عدد الوحدات في كل سلسلة وعدد السلاسل المتوازية؛;
- جهد الدائرة المفتوحة للسلسلة عند أدنى درجة حرارة تصميمية للموقع؛;
- جهد التشغيل والتيار في ظل الظروف المتوقعة؛;
- إجمالي السعة المركبة للطاقة الكهروضوئية والهيكل التشغيلي الحالي؛;
- تفاصيل كابل التيار المستمر، والمجمع، والمعزل، ووسائل الحماية من التيار الزائد؛;
- متطلبات المراقبة والإغلاق الحالية؛ و
- صور التركيب والرسم التخطيطي الأحادي الخط الحالي لنظام الألواح الكهروضوئية.
بالنسبة لكل خزانة، يجب أن يظل التوصيل المقترح للأنظمة الكهروضوئية ضمن النطاق المنشور لنقطة التتبع الأقصى للتيار (MPPT) الذي يتراوح بين 250 و850 فولت تيار مستمر، والجهد الأقصى للأنظمة الكهروضوئية البالغ 950 فولت تيار مستمر، وتيار الدخل الأقصى للأنظمة الكهروضوئية البالغ 200 أمبير. وهذه حدود تتعلق باختيار المعدات، وليست إذنًا بتوصيل سلاسل غير معتمدة.
لماذا يُوصى باستخدام التبريد السائل بدلاً من التبريد الهوائي المطلوب؟
تشير الاستفسارات إلى التبريد الهوائي، لكن نظام البطاريات الحالي KRL-B261L يعمل بالتبريد السائل. وينبغي أن يذكر الاقتراح ذلك صراحةً بدلاً من إعادة تسمية المنتج.
يُوصى باستخدام التبريد السائل في مشروع المستشفى هذا لأنه يوفر تحكمًا أفضل في انتقال الحرارة عبر نظام البطاريات، كما أنه مناسب تمامًا لخزانة C&I الخارجية. وتشير الصفحة العامة لشركة KRL Power إلى أن تصميم التبريد السائل يهدف إلى الحد من الفرق في درجة حرارة البطاريات؛ إلا أن الأداء الفعلي للمشروع لا يزال يعتمد على الظروف المحيطة، والحمل، والصيانة، والتكوين النهائي.
يستخدم نظام PCS نظام تبريد ذكي خاص به، في حين أن نظام إدارة الحرارة للبطارية يعتمد على السوائل. لذلك، يجب أن يتضمن تخطيط صيانة الموقع فحص نظام التبريد، وأجهزة الإنذار، ووصول فنيي الصيانة، وتعليمات الصيانة الصادرة عن الشركة المصنعة. وإذا كان التبريد الهوائي شرطًا إلزاميًا في العطاء وليس مجرد تفضيل، فيجب على شركة KRL Power مراجعة منتج آخر بدلاً من الادعاء بأن طراز KRL-B261L يعمل بالتبريد الهوائي.
مولدات الديزل، والتنسيق بين الشبكة والأحمال في المستشفيات
تحتاج الشبكة الصغيرة في المستشفى إلى تسلسل تشغيلي متفق عليه، وليس مجرد أجهزة متصلة ببعضها. وينبغي أن يحدد نهج التحكم على الأقل الأوضاع التالية:
- التشغيل العادي للشبكة: يقوم النظام الكهروضوئي بتزويد الأحمال بالطاقة و/أو شحن البطارية وفقًا لجدول نظام إدارة الطاقة (EMS).
- اضطراب في الشبكة أو انقطاع التيار الكهربائي: يتم نقل الأحمال المعتمدة وفقًا لتصميم الحماية والتحكم، بينما تظل الأحمال التي لا تتحمل انقطاع التيار مشمولة ببنية وحدات إمداد الطاقة غير المنقطعة (UPS) المخصصة لها.
- دعم البطارية: يقوم نظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) بتزويد الناقل المحدد بالطاقة ضمن حدود السعة والطاقة والاحتياطي المحددة له.
- تشغيل المولد ومزامنته: تقوم وحدة التحكم بتشغيل المولد الديزل أو قبول تشغيل المولد الديزل الموجود وفقًا للتسلسل المعتمد.
- الشحن المدعوم بمولد كهربائي: يتم تقييد قدرة الشحن بحيث تظل أحمال المستشفى وحدود تشغيل المولدات محمية.
- العودة إلى الشبكة: يتم إعادة نقل المصادر وفق تسلسل منظم، مع الاحتفاظ بالإنذارات وسجلات الأحداث.
يجب أن يتم التمييز في عملية قطع التيار بين الدوائر الحيوية والشروطية وغير الحيوية. ويجب أن يؤدي انخفاض مستوى الشحن، أو تعطل المولد، أو انقطاع الاتصال، أو انطلاق إنذار الخزانة إلى حالة احتياطية محددة. كما يجب توثيق صلاحية التدخل اليدوي ووظائف الإيقاف في حالات الطوارئ.
التركيب في الأماكن المفتوحة وإجراءات العناية الواجبة الخاصة بالمستشفيات
لا يُعد غلاف البطارية المصنف IP65 بديلاً عن الهندسة الميدانية. يجب فحص المنطقة المقترحة من حيث الصرف، ومستوى الفيضانات، والتعرض المباشر لأشعة الشمس، والتهوية، والمسافات بين المعدات، والحماية من الصدمات، والأمن، والضوضاء، ومداخل الكابلات، وإمكانية الرفع، والاستجابة لحالات الطوارئ. تبلغ الأبعاد التقريبية المنشورة للخزانة 980 × 1,300 × 2,320 مم، ويبلغ وزنها التقريبي 2,600 كجم، لذا يتطلب مخطط الأساس والرفع مراجعة هندسية ولوجستية.
قبل إصدار أمر الشراء، يجب أن يتفق فريق المشروع على المتطلبات المعمول بها في جنوب أفريقيا فيما يتعلق بالكهرباء والحرائق والبيئة والسلامة المهنية والربط بشبكة الكهرباء. ويجب التحقق من الشهادات المطلوبة للتأكد من مطابقتها تمامًا للطراز والتكوين الموردين. كما يجب أن تتضمن الحزمة التجارية اختبار القبول في المصنع، واختبار القبول في الموقع، وخطة التشغيل، واختبار الحماية، ونطاق تدريب المشغلين.
سعر EXW ومتطلبات الضمان
يطلب العميل سعرًا كاملاً وفقًا لشروط التسليم من المصنع (EXW)، وضمانًا لمدة خمس سنوات على البطارية، وضمانًا لمدة ثلاث سنوات على نظام التحكم في الأداء (PCS). وينبغي تسجيل هذه المتطلبات كجزء من شروط العرض، لا تقديمها على أنها التزامات تعاقدية مقبولة قبل مراجعتها.
يجب أن يتضمن عرض السعر النهائي وفقًا لشروط التسليم «من المصنع» (EXW) ما يلي:
- كمية الخزانات حسب المرحلة؛;
- وشملت أنظمة PCS وMPPT وEMS/BMS وواجهة المولد ونطاق الحماية من الحرائق والتبريد؛;
- معدات التحكم المتوازي والاتصالات؛;
- معدات التوزيع الاختيارية، والمحولات، والكابلات، والتشغيل التجريبي، وقطع الغيار؛;
- التغليف ووثائق البضائع الخطرة؛;
- موقع الاستلام المحدد وفقًا لشروط EXW وصلاحية عرض الأسعار؛;
- الاستثناءات، والضرائب، وأجور الشحن، والتأمين، وخدمات الوجهة؛ و
- مراحل الدفع والإنتاج والقبول.
يجب أن يحدد جدول الضمان المعدات المشمولة بالضمان، وتاريخ بدء سريانه، ومدته، وحدود التشغيل، وشروط الإنتاجية أو الدورة التشغيلية، والصيانة المطلوبة، والتزامات تسجيل البيانات، والاستثناءات، وسبل الانتصاف، ومسؤولية العمالة والسفر والشحن. ويجب أن ترد فترات الضمان المطلوبة، وهي خمس سنوات للبطارية وثلاث سنوات لنظام دعم الطاقة (PCS)، في عرض الأسعار أو العقد الموقع قبل اعتبارها ملزمة.
المعلومات المطلوبة لإعداد مقترح خاص بمشروع معين
لتحويل هذا المفهوم إلى عرض تقني وتجاري، يرجى إرساله إلى شركة KRL Power:
- بيانات الأحمال المتقطعة لمدة لا تقل عن 7 إلى 30 يومًا؛;
- جداول الأحمال الحرجة والأحمال المشروطة والأحمال غير الحرجة بالكيلوواط؛;
- المدة المطلوبة لعملية النسخ الاحتياطي وفلسفة الاحتياطي؛;
- بيانات الوحدات/السلاسل الكهروضوئية الحالية وبيانات SLD الكهروضوئية؛;
- الجهد الكهربائي الرئيسي للمستشفى (SLD) وجهد التوزيع؛;
- القدرة الاسمية للمحول، والمقاومة، وبيانات الأعطال المتوفرة؛;
- قدرة المولد، وطراز جهاز التحكم، وتسلسل التشغيل؛;
- القيم التصنيفية الحالية لأجهزة UPS والأحمال التي تحميها؛;
- درجة حرارة الموقع، والارتفاع، والصور، والتخطيط، وقيود التركيب؛;
- قواعد الشبكة المطلوبة، والشهادات، واختبارات القبول؛;
- تأكيد أن الهدف النهائي هو 1 ميغاواط/ساعة؛ و
- شروط إنكوتيرمز المطلوبة ونقطة الاستلام المحددة بموجب شروط EXW.
بناءً على هذه المدخلات، يمكن لشركة KRL Power التأكد من مدى ملاءمة وحدة KRL-B261L واحدة للمرحلة الأولى، وتحديد بنية التوسعة المكونة من أربع خزانات بسعة 1.044 ميجاوات/ساعة، وإصدار عرض أسعار قابل للتتبع.
الأسئلة الشائعة
هل تضمن الخزانة التي تبلغ سعتها 261 كيلوواط/ساعة توفير وقت احتياطي محدد للمستشفى؟
هل الهدف النهائي هو 1 ميغاواط أم 1 ميغاواط/ساعة؟
هل يتطلب جهاز KRL-B261L محولًا كهروضوئيًا (PV) أو وحدة توليد التيار (PCS) منفصلة؟
هل جهاز KRL-B261L مبرد بالهواء؟
هل يمكن للنظام أن يحل محل وحدة إمداد الطاقة غير المنقطعة (UPS) الموجودة حالياً في المستشفى؟
طلب تقديم عرض لتصميم شبكة كهربائية مصغرة لمستشفى بقدرة 1 ميغاواط ساعة على مراحل
يمكن لشركة KRL Power مراجعة منحنى الأحمال بالمستشفى، وبيانات سلاسل الألواح الكهروضوئية، ووحدة SLD، وأنظمة التحكم في المولدات، والقيود الموجودة في الموقع، ثم إعداد مقترح للمرحلة الأولى بقدرة 261 كيلوواط/ساعة، بالإضافة إلى خطة للتوسعة إلى 1.044 ميجاواط/ساعة.
أرسل معلومات المشروع إلى شركة KRL Power وطلب إجراء مراجعة فنية بالإضافة إلى عرض أسعار كامل وفقًا لشروط التسليم من المصنع (EXW) مع جدول الضمان المطلوب.