خزانة حامل بطاريات ESS

نظرة عامة على المنتج

صُممت خزانة حامل بطاريات ESS من شركة Leading Top Union لتكامل تخزين الطاقة عالي الكثافة في التطبيقات التجارية وعلى نطاق شبكات الكهرباء. يتم تصنيع كل خزانة من صفائح فولاذية مدلفنة على البارد (SPCC/SECC) بسمك لا يقل عن 1.5 مم للإطار و1.2 مم للألواح الجانبية، مما يضمن صلابة هيكلية تحت الحمل المستمر. تستوعب المساحة القياسية البالغة 600×800×2000 مم مساحة حامل 42U أو 48U مقاس 19 بوصة، مما يتيح التكامل السلس لوحدات البطاريات الخارجية والمحولات ووحدات التحكم نظام إدارة البطاريات. يتم تنفيذ جميع عمليات اللحام وفقًا لمعيار اللحام الهيكلي AWS D1.1، مع التحقق من أن أحجام أرجل اللحام الزاوي لا تقل عن 3 مم باستخدام الاختبار بالموجات فوق الصوتية (UT) المعايرة وفقًا لمعيار ASTM E164.

إدارة الحرارة وتكامل نظام إدارة البطارية (BMS)

تعد إدارة الحرارة معلمة تصميمية حاسمة لأنظمة بطاريات الليثيوم أيون التي تعمل بجهد 400 فولت أو 800 فولت تيار مستمر. تشتمل الخزانة على قنوات تدفق هواء من الأمام إلى الخلف بمساحة مقطعية لا تقل عن 45,000 مم²، مما يدعم التبريد بالحمل الحراري الطبيعي لمعدلات تفريغ مستمرة تصل إلى 0.5C. بالنسبة للتطبيقات عالية المعدل، توفر مراوح الهواء القسري الاختيارية 200 CFM عند 50 ديسيبل، مما يحافظ على درجة حرارة الخلية في نطاق 15 درجة مئوية إلى 35 درجة مئوية وفقًا لتوصيات المعيار IEC 62619. يوفر نظام إدارة البطارية (BMS) المدمج مراقبة الجهد على مستوى الخلية بدقة ±0.5٪ وتقدير حالة الشحن (SOC) باستخدام عد الكولوم المصحح بواسطة تصفية كالمان، مما يحقق خطأ SOC بنسبة ±2٪ على مدار 100 دورة.

التحقق من سلامة الهيكل وحماية الأسطح

تم التحقق من الأداء الهيكلي من خلال تحليل العناصر المحدودة (FEA) وفقًا للمعيار EN 1993-1-1 للأحمال الثابتة والمعيار EN 1998-1 للظروف الزلزالية. تتحمل الخزانة القياسية حملًا موزعًا موحدًا يبلغ 1500 كجم دون تشوه دائم، بينما تضيف الخيار المقاوم للزلازل (المنطقة 4 وفقًا لمعيار ASCE 7-16) مثبتات للوحة القاعدة ودعامات قطرية لمقاومة تسارع أفقي يبلغ 0.5g. تخضع جميع الخزانات لفحص أبعاد بنسبة 100٪ باستخدام CMM (آلة قياس الإحداثيات) مع تفاوت ±0.1 مم في مواقع فتحات التثبيت وفقًا للمعيار ISO 2768-m. تشمل المعالجة السطحية معالجة مسبقة من سبع مراحل بطبقة تحويل من فوسفات الزنك، تليها طلاء مسحوق كهروستاتيكي بسمك 80-120 ميكرومتر، وتجتاز اختبار رش الملح لمدة 500 ساعة وفقًا للمعيار ASTM B117.

السلامة الكهربائية وتنظيم الكابلات

يتم ضمان السلامة الكهربائية من خلال الامتثال لمعيار IEC 61439-1 الخاص بمجموعات المفاتيح والمعدات الكهربائية ذات الجهد المنخفض. وتشتمل الخزانة على قضيب توصيل أرضي مخصص مصنوع من النحاس مقاس 10×30 مم بسطح مطلي بالقصدير، ومصمم لتحمل تيار قصر دائري محتمل يبلغ 100 كيلو أمبير لمدة ثانية واحدة. قضبان التوصيل معزولة بأكمام من البولي أميد مصنفة لـ 1,000 فولت تيار مستمر و 125 درجة مئوية للتشغيل المستمر. يتم إدخال الكابلات من خلال لوحات مانعة للتسرب مصنفة IP54 في الأعلى أو الأسفل، وتستوعب أقطار كابلات من 10 مم إلى 50 مم. يقلل تصميم الوصول الأمامي من المساحة المطلوبة بنسبة 30٪ مقارنة بالخزانات ذات الوصول الخلفي، مما يتيح تباعدًا بين الصفوف يبلغ 1.2 متر فقط لممرات الصيانة وفقًا لإرشادات السلامة من وميض القوس الكهربائي NFPA 70E.

التطبيقات والقطاعات

عمليات النشر في قطاع النفط والغاز

في قطاع النفط والغاز، توفر خزانات حاملات بطاريات ESS إمكانية التشغيل الذاتي (black-start) وتنظيم التردد لمنصات الحفر البعيدة ومحطات ضاغطات خطوط الأنابيب. يستخدم أحد التركيبات النموذجية في منشأة لمعالجة الغاز في الشرق الأوسط 12 خزانة مجهزة بجهد 800 فولت تيار مستمر، مما يوفر سعة تخزين تبلغ 1.2 ميجاواط ساعة لدعم محركات التردد المتغير بقدرة 2 ميجاواط أثناء اضطرابات الشبكة. تُركب الخزانات في حاويات شبه خارجية IP54 مزودة بوحدات HVAC مدمجة تحافظ على درجة حرارة محيطة تبلغ 25 درجة مئوية ±5 درجات مئوية، وهو أمر بالغ الأهمية لخلايا فوسفات الحديد الليثيوم (LFP) التي تعمل بمعدلات شحن/تفريغ تبلغ 0.5C. تتوافق جميع الخزانات مع معيار IEC 60079-0 للأجواء القابلة للانفجار عند إقرانها بصناديق توصيل خارجية مصنفة في المنطقة 2.

طاقة الرياح البحرية والبيئات البحرية

تتطلب مزارع الرياح البحرية خزانات لتخزين الطاقة قادرة على تحمل البيئات البحرية التي تبلغ فيها الرطوبة النسبية 95٪ وتحتوي على هواء مشبع بالملح. وفي إطار مشروع طاقة رياح بقدرة 500 ميجاوات في بحر الشمال، قامت شركة Leading Top Union بتوريد 48 خزانة مزودة بحماية ضد التآكل من فئة C5-M وفقًا لمعيار ISO 12944-9، بما في ذلك هياكل مجلفنة بالغمس الساخن (بطبقة طلاء لا تقل عن 85 ميكرومتر) ومكونات من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L. تحتوي كل خزانة على 200 كيلوواط ساعة من خلايا LFP مرتبة في رفوف 48U، مما يدعم تسوية الطاقة لمدة 15 دقيقة لتوربينات بقدرة 6 ميجاوات. تعد الخيار المقاوم للزلازل ضروريًا للمنصات البحرية العائمة، حيث يجب أن تتحمل الخزانة تسارعًا أفقيًا يبلغ 0.3g ناتجًا عن حركة الأمواج مع الحفاظ على اتصال نظام إدارة البطاريات عبر Modbus TCP/IP عبر وصلات الألياف الضوئية الاحتياطية.

التعدين والعمليات في المرتفعات

تستخدم عمليات التعدين في تشيلي وأستراليا هذه الخزانات لتخفيف أحمال الذروة وتحسين كفاءة مولدات الديزل في المناجم المفتوحة. ويستخدم منجم نحاس في صحراء أتاكاما 24 خزانة تعمل بجهد 400 فولت تيار مستمر لتخزين 1.8 ميجاواط ساعة من الطاقة المولدة من الألواح الشمسية الكهروضوئية، مما يقلل من استهلاك الديزل بمقدار 1.2 مليون لتر سنويًا. تعمل الخزانات على ارتفاعات تصل إلى 4500 متر، مما يتطلب تخفيض قدرة أنظمة التبريد وفقًا للمعيار IEC 60068-2-13 بسبب انخفاض كثافة الهواء. يتيح تصميم الوصول الأمامي إجراء الصيانة في غضون 30 دقيقة لكل خزانة باستخدام أدوات قياسية، وهو أمر بالغ الأهمية للمواقع النائية حيث يتوفر عدد محدود من الفنيين. تشتمل جميع الخزانات على مخمدات اهتزاز وفقًا للمعيار MIL-STD-810G لمواجهة الاهتزازات الأرضية الناتجة عن شاحنات النقل والتي تصل إلى 5 هرتز.

توليد الطاقة والتطبيقات البتروكيماوية

تستخدم محطات توليد الطاقة هذه الخزانات لتنظيم التردد واستبدال الاحتياطي الدوار. وقد قامت محطة توربينات غازية ذات دورة مركبة بقدرة 400 ميجاوات في تكساس بدمج 36 خزانة بجهد 800 فولت تيار مستمر لتوفير استجابة تردد أولية بقدرة 3 ميجاوات في غضون 200 مللي ثانية، بما يفي بمتطلبات ERCOT. يتم تركيب الخزانات في غرفة يتم التحكم في مناخها ومزودة بنظام إخماد الحرائق وفقًا لمعيار NFPA 855، باستخدام أنظمة تعتمد على الهباء الجوي ولا تتطلب تصريف المياه. يتواصل نظام إدارة البطاريات (BMS) مع نظام التحكم الموزع (DCS) للمحطة عبر بروتوكول IEC 61850، مما يوفر بيانات حالة الشحن (SOC) وحالة الصحة (SOH) في الوقت الفعلي لكل خلية من الخلايا البالغ عددها 13,824 خلية في جميع أنحاء المنشأة. يتجاوز العمر المتوقع للخزانة 15 عامًا عند درجة حرارة 25 درجة مئوية مع الاحتفاظ بـ 80% من السعة وفقًا لاختبارات الشركة المصنعة.

تستخدم مصافي البتروكيماويات هذه الخزانات لتوفير إمداد طاقة غير منقطع (UPS) كنظام احتياطي لأنظمة التحكم الحيوية. تستخدم إحدى المصافي في سنغافورة 18 خزانة بجهد 48 فولت تيار مستمر لتزويد أحمال نظام التحكم الموزع (DCS) بقدرة 200 كيلوواط بالطاقة لمدة 30 دقيقة أثناء أعطال الشبكة، وفقًا لمتطلبات نظام السلامة الآلي ISA-84.01. تُثبت الخزانات في المناطق الخطرة من الفئة I، القسم 2، والتي تتطلب حواجز أمان ذاتية على جميع خطوط اتصالات نظام إدارة البطاريات وفقًا لمعيار UL 913. تسمح وحدات البطاريات القابلة للتبديل السريع باستبدالها دون إيقاف تشغيل الحمل، مما يحقق توفرًا بنسبة 99.999% لشبكة التحكم في العمليات بالمصفاة. تشتمل كل خزانة على شاشة HMI تعمل باللمس مقاس 7 بوصات تعرض الجهد على مستوى الخلية ودرجة الحرارة واتجاهات SOC على مدار 24 ساعة.

لماذا تختار Leading Top Union لخزانة حامل بطاريات ESS؟

شهادة اللحام وضمان الجودة

تحمل شركة Leading Top Union شهادة ISO 3834-2 في مجال اللحام بالصهر للمواد المعدنية، مما يضمن أن جميع اللحامات الهيكلية تفي بأعلى مستويات الجودة للمكونات الحاملة للأحمال. وقد تم اعتماد إجراءات اللحام وفقًا للمعيار EN ISO 15614-1، وهي تغطي سماكات الفولاذ التي تتراوح من 1.5 مم إلى 12 مم في جميع الأوضاع. يحمل كل عامل لحام شهادة EN 287-1 مع إعادة التأهيل السنوي، ويتم الحفاظ على معدل فحص بصري بنسبة 100% وفقًا لمعيار ISO 5817 بمستوى القبول B. بالنسبة للخزانات الحساسة المصنفة من حيث مقاومة الزلازل، يتم إجراء اختبار إشعاعي (RT) إضافي بنسبة 10٪ وفقًا لمعيار ASTM E94 على اللحامات الحاملة، مع الاحتفاظ بالسجلات لمدة 10 سنوات. هذا التتبع ضروري لشركات EPC التي تتطلب وثائق كاملة لتسليم المشروع.

EN 1090-2 EXC3 مع إمكانية تتبع المواد

تضمن شهادة EN 1090-2 EXC3 للهياكل الفولاذية الأداء وفقًا لفئة التنفيذ 3، وهي أعلى فئة لتطبيقات البناء القياسية. تتطلب هذه الشهادة إجراء فحص خارجي لنظام إدارة الجودة من قِبل هيئة مُعتمدة (مثل TÜV SÜD) كل 12 شهرًا، ويشمل ذلك تتبع المواد، وتنسيق عمليات اللحام، والتحقق من التجميع النهائي. بالنسبة لخزانات ESS، يمكن تتبع كل مكون إلى شهادة اختبار المصنع الخاصة به وفقًا للمعيار EN 10204 3.1، مع التحقق من الخواص الميكانيكية لقوة الخضوع (235 ميجا باسكال كحد أدنى للفولاذ S235JR) والاستطالة (24% كحد أدنى). تفرض الشهادة أيضًا إجراءات موثقة لمراقبة المنتجات غير المطابقة للمواصفات، مع تنفيذ إجراءات تصحيحية في غضون 48 ساعة من اكتشافها.

التوثيق واختبارات القبول في المصنع

يتم توفير حزم وثائق شاملة لمشاريع EPC العالمية، بما في ذلك رسومات IFC بتنسيقات DWG وPDF، وقائمة المواد (BOM) مع أرقام قطع الغيار الخاصة بالمصنع، وتقارير اختبار القبول في المصنع (FAT) وفقًا لمعيار ISO 9001:2015. يتضمن بروتوكول FAT لخزانات ESS اختبارًا عازلًا عند 2500 فولت تيار مستمر لمدة 60 ثانية وفقًا لمعيار IEC 61439-1، وقياس مقاومة العزل فوق 1 ميجا أوم عند 500 فولت تيار مستمر، واختبار وظيفي لجميع قنوات اتصال نظام إدارة البطاريات. بالنسبة للخزانات المقاومة للزلازل، يتم إجراء اختبار مسح تردد الرنين من 1 هرتز إلى 50 هرتز وفقًا لمعيار IEEE 693، للتحقق من الترددات الطبيعية فوق 33 هرتز لتجنب الرنين مع هياكل المبنى. يتم تسجيل جميع بيانات الاختبار مع الطوابع الزمنية وتوقيعات المشغلين، ويتم أرشفتها لمدة 15 عامًا.

القدرات التصنيعية ومهل التسليم

يضم مصنع سوتشو ثلاثة خطوط آلية لتصنيع الصفائح المعدنية، مزودة بآلات قطع بالليزر الليفي بقدرة 6 كيلوواط (بدقة ±0.05 مم) وآلات ثني CNC بقدرة 160 طنًا (تفاوت زاوية الثني ±0.5 درجة). كما توجد منطقة مخصصة لتجميع خزانات ESS تبلغ مساحتها 5,000 متر مربع، مزودة بمحطات عمل مقاومة للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD) وأدوات تجميع مزودة بنظام التحكم في عزم الدوران، والتي يتم معايرتها كل 6 أشهر وفقًا لمعيار ISO 10012. مختبر الجودة مجهز بجهاز قياس أبعاد ثلاثي الأبعاد (دقة ±2.5 ميكرومتر)، وآلة اختبار الشد (سعة 100 كيلو نيوتن)، وغرفة رش الملح (سعة 1,000 ساعة). تتراوح مدة التسليم بين 4 و6 أسابيع للخزانات القياسية 42U وبين 8 و10 أسابيع للتصميمات المخصصة المقاومة للزلازل، مع توفر خيارات الشحن الجوي للمشاريع العاجلة التي تتطلب التسليم في غضون أسبوعين.

منتجات وخدمات ذات صلة