عندما تُولِّد أنظمة الطاقة الشمسية الكهرباء، أيُّ حملٍ يجب أن يستخدمها أولًا؟
متى يجب أن تشحن أنظمة تخزين الطاقة، ومتى يجب أن تفرغ؟
عندما تعمل شبكة الكهرباء العامة ومولدات الديزل والأحمال التيارية المتناوبة والتيار المستمر معًا، كيف يمكن للنظام أن يظل مستقرًّا؟
وبما أن أنظمة الطاقة الشمسية وتخزين الطاقة والتوزيع المباشر للتيار والLoads المرنة أصبحت تتكامل بشكل متزايد، فإن التحدي الرئيسي لم يعد مجرّد توافر الكهرباء، بل أصبح كيفية تنسيق النظام الكهربائي بأكمله وتوجيهه بكفاءة ذكية.
من ١٠ إلى ١٢ يوليو، عُقد المؤتمر الصيني الرابع للطاقة الشمسية والتخزين الكهربائي والتيار المستمر والمرونة في شنغهاي، حيث اجتمع خبراء القطاع لاستكشاف أحدث التطورات التكنولوجية والتطبيقات الصناعية وتنمية النظام البيئي.
عرضت شركة هانغتشو بوكو للإلكترونيات المحدودة حلولها لأنظمة PEDF، وحلولها المتكاملة لأنظمة الطاقة الشمسية-التخزين الكهربائي-الديزل-الأحمال، وحلولها عالية الكفاءة لتوريد الطاقة بالتيار المستمر عالي الجهد لمراكز الحوسبة الاصطناعية، بالإضافة إلى مجموعة من المنتجات الأساسية في مجال الطاقة الشمسية-التخزين الكهربائي-الشحن.
وشملت المعروضات الخزينة الكهربائية المتكاملة لأنظمة الطاقة الشمسية-التخزين الكهربائي-الديزل-الأحمال، ونظام تحويل الطاقة بقدرة ١٣٠ كيلوواط، ومحوّلات التيار المستمر-المتناوب ثنائية الاتجاه من سلسلة جيميني، ووحدة تتبع نقطة القدرة القصوى MPPT بقدرة ٢٠٠ كيلوواط من طراز كوميت ٢٠٠S، ووحدات التحويل من التيار المتناوب إلى التيار المستمر. وتغطي هذه المنتجات معًا المراحل الأساسية التي تشمل دمج أنظمة الطاقة الشمسية، وشحن وتفريغ أنظمة التخزين الكهربائي، والتحويل بين التيار المتناوب والتيار المستمر، وتوزيع التيار المستمر، ودمج الأنظمة.
كما تبادلت شركة بوكو للإلكترونيات الرؤى مع خبراء القطاع والعملاء والشركاء حول تطبيقاتٍ تشمل المجمعات الصناعية المصغّرة، ومراكز البيانات، وتخزين الطاقة التجارية والصناعية، وتوزيع التيار المستمر.
وخِلال الفعالية، دُعي شين قويتشياو، كبير مسؤولي التكنولوجيا في شركة بوكو للإلكترونيات، لإلقاء كلمة في منتدى تقنيات وتطبيقات أنظمة توزيع الطاقة الكهربائية الريفية (PEDF). وفي عرضه التقديمي المعنون «الاعتبارات الأساسية لتنسيق التيار المتردد/المستمر في أنظمة PEDF»، قدّم تحليلاً متعمقًا للتكنولوجيات الحاسمة، ومنها وحدات التحكم في توليد الشبكة (PCS)، والتحكم بالمولدات المتزامنة الافتراضية، وتنسيق التيار المتردد/المستمر، وقمع جهد الوضع المشترك.
وبالنظر إلى التحديات مثل التشغيل المستقر في ظل ظروف الشبكة الضعيفة، ومخاطر تنظيم جهد حافلة التيار المستمر الناجمة عن شحن البطاريات بالكامل أو تفريغها بالكامل، والمشكلات المتعلقة بالجهد المشترك في أنظمة توزيع الطاقة من النوعين (IT) و(TN)، اقترحت شركة «بوكو إلكترونيكس» حلولاً تشمل التبديل السلس بين وضع تشكيل الشبكة ووضع اتباع الشبكة، وأنظمة إدارة الطاقة المتكاملة التي تجمع بين الألواح الشمسية والتخزين، والتحكم المتكامل بين مصادر الطاقة والشبكة والحمولة والتخزين، بالإضافة إلى تحسين التصميم الهندسي للنظام.
وبالاشتراك مع الحلول العملية مثل نظام التيار المستمر عالي الجهد بجهد ٨٠٠ فولت (HVDC) والمُحوِّلات المباشرة-المباشرة (DC-DC) الوحدوية، يمكن لهذه التقنيات تحسين استقرار النظام واستمرارية إمداد الطاقة وفعالية استخدام مصادر الطاقة المتجددة، مما يوفّر دعماً كفؤاً وموثوقاً لتحويل الطاقة في شبكات الميكروجرد الخاصة بالمدن الصناعية ومراكز البيانات وتطبيقات PEDF.
جعل الكهرباء الخضراء تتدفّق بكفاءة أكبر
تكمن قيمة أنظمة PEDF ليس فقط في دمج الألواح الشمسية وتخزين الطاقة، بل أيضًا في تمكين تدفق الكهرباء الخضراء بكفاءةٍ أعلى ومرونةٍ أكبر بين المباني والمجمعات الصناعية والأحمال الكهربائية.
تتبنى حلول نظام PEDF من شركة BOCO Electronics معمارية حافلة تيار مستمر عالية الجهد بجهد ٧٥٠ فولت/±٣٧٥ فولت. وتؤدي هذه الحافلة، بوصفها مركز طاقة مركزيًّا، وظيفة دمج شبكة التوزيع العامة والألواح الشمسية ووحدات تخزين الطاقة وأنواع مختلفة من الأحمال، مما يقلل عمليات التحويل المتعددة المراحل ويحدّ من الفقدان في الطاقة على امتداد سلسلة التوريد. وبذلك يمكن أن تصل كفاءة إمداد الطاقة الإجمالية إلى ٩٩٪.
ويتميز هذا الحل أيضًا بوظائف الرصد الذكي الشامل للسلسلة الكاملة وإدارة توزيع الطاقة بكفاءة. كما أن تصميمه الوحدوي والمعتمد على التكرار يدعم عمليات الصيانة بالتبديل الساخن، ما يساعد في ضمان التشغيل المستقر على مدار ٢٤ ساعة يوميًّا و٧ أيام أسبوعيًّا. وهو مناسب لمجموعة واسعة من التطبيقات المتعلقة بالطاقة الخضراء ومنخفضة الكربون، مثل المجمعات الصناعية ومحطات شحن المركبات الكهربائية (EV) ومراكز البيانات.
وحدة التحكم والتوزيع لأنظمة الطاقة المعقدة
في المجمعات الصناعية والمباني التجارية والصناعية ومراكز البيانات، تتقلب توليد الطاقة الكهروضوئية، وتبلغ الطلب على الأحمال ذروته، ويجب أن تعمل أنظمة تخزين الطاقة في وضع الشحن والتفريغ، كما يجب أن تبقى الشبكة العامة ومولدات الديزل منسقةً في جميع الأوقات.
يجمع حل نظام بوكو للإلكترونيات المتكامل المكوّن من وحدات الطاقة الكهروضوئية والتخزين والمولدات الديزل مع الأحمال على ثلاث وحدات أساسية: وحدة التحكم في نقطة التتبع القصوى (MPPT)، ووحدة تحويل الطاقة (PCS)، ووحدة التحويل الآلي (STS). وهو يدعم مصادر طاقة متعددة، بما في ذلك الشبكة العامة، والطاقة الكهروضوئية، وأنظمة تخزين الطاقة، والمولدات الديزل، مع تزويد الأحمال المتصلة بالتيار المتناوب (AC) والتيار المستمر (DC).
يتوفر هذا الحل بسعة ١٣٠ كيلوواط و٢٦٠ كيلوواط و٥٢٠ كيلوواط، ويمكن توسيع سعته عبر التشغيل المتوازي ليتجاوز ١ ميغاواط. وتصل أقصى كفاءة لشحن الطاقة الكهروضوئية إلى ٩٩,٥٪، بينما تصل أقصى كفاءة لتفريغ البطارية إلى ٩٨,٧٪.
يدعم النظام استهلاك الطاقة الكهروضوئية وفقًا للأولويات، والتنظيم المرِن لتخزين الطاقة، والتبديل السريع بين مصادر الطاقة المتعددة. ويُبسِّط التصميم المتكامل للنظام عملية النشر، مما يجعله مناسبًا لكلٍّ من التطبيقات المتصلة بالشبكة والتطبيقات غير المتصلة بها، بما في ذلك المدن الصناعية، ومحطات شحن المركبات الكهربائية (EV)، والشبكات المصغَّرة التجارية والصناعية.
مسار كهربائي أكثر مباشرةً إلى جانب الخادم
وبما أن الطلب على الحوسبة الاصطناعية لا يزال في تزايد مستمر، فإن الضغط الواقع على إمدادات الطاقة داخل مراكز البيانات يزداد أيضًا.
ورداً على ذلك، طوَّرت شركة BOCO Electronics حلًّا عالي الكفاءة لتزويد مراكز الحوسبة الاصطناعية بالطاقة المستمرة عالية الجهد (HVDC). وبتحسين مسار إمداد الطاقة عبر بنية كهربائية مستمرة عالية الجهد، يقلل هذا الحل من مراحل التحويل الوسيطة غير الضرورية، ويُوصِل الكهرباء بشكلٍ أكثر مباشرةً إلى جانب الخادم.
بالاشتراك مع المكونات الأساسية مثل محولات التيار المستمر-التيار المستمر (DC-DC)، تُوفِّر هذه الحلول كفاءةً عاليةً في توصيل الطاقة، بالإضافة إلى دعم احتياطي لفترات قصيرة. وقد تتجاوز الكفاءة القصوى للنظام ٩٩٪، بينما يمكن تحسين الكفاءة الإجمالية للطاقة بنسبة تصل إلى ١٥٪.
توفر هذه الحلول دعماً فعّالاً ومستقراً للطاقة لمراكز بيانات الذكاء الاصطناعي ومراكز الحوسبة السحابية والمرافق الخادمية عالية الكثافة.
إدخال الكهرباء الخضراء إلى النظام ليس سوى البداية. أما الهدف الأكبر فهو تقصير مسار التحويل، وتحسين التنسيق بين مكوّنات النظام، وتحقيق أقصى استفادة ممكنة من كل كيلوواط ساعة.
وفي المستقبل، ستواصل شركة BOCO Electronics التركيز على تقنيات تحويل الطاقة عالية الأداء والتطبيقات الرئيسية في مجالات الحوسبة وتخزين الطاقة. ومن خلال الابتكار المستمر في المنتجات والحلول النظامية عالية الكفاءة وعالية الموثوقية والقابلة للتوحيد، تلتزم الشركة بمساعدة العملاء في إنشاء أنظمة طاقة أكثر أماناً وكفاءةً وأقل انبعاثاً للكربون.
EN