ما هو 2023 الشمسية سلسلة صناعة تخزين الطاقة ？

شهد السوق المحلي واسع النطاق تطورًا سريعًا، حيث قامت العديد من العلامات التجارية لتخزين الطاقة بزيادة شحناتها من خلال الاستفادة من موارد القنوات المحلية.وفي عام 2021، قادت شركة CATL شحنات تخزين الطاقة الصينية.كما نمت شحنات أجهزة تخزين الطاقة بشكل سريع.

علاوة على ذلك، ظهرت المزيد والمزيد من التقنيات الجديدة، مما ساهم في التنمية المستدامة لصناعة تخزين الطاقة.توفر الطاقة ذات الجهد العالي مزايا كبيرة في السيناريوهات ذات السعة الكبيرة.واجهت محطات توليد الطاقة من الحرائق حرائق متكررة، مما أدى إلى التركيز على سلامة تخزين الطاقة في السياسات.لقد حظي التبريد السائل ومحاليل الفلور كيتون الكاملة بالاهتمام.لقد تم تصنيع تقنيات تخزين الطاقة الكهروكيميائية الجديدة بسرعة، مثل تخزين بطاريات أيونات الصوديوم، وتخزين طاقة بطاريات التدفق السائل، وتخزين الهيدروجين.ويجري تنفيذ تقنيات تخزين الطاقة المادية الجديدة، مثل تخزين الضوء والحرارة، وتخزين طاقة الجاذبية، وتخزين الهواء المضغوط، وتخزين طاقة دولاب الموازنة، من خلال المشاريع التجريبية.

سلسلة صناعة تخزين الطاقة

تتضمن سلسلة صناعة تخزين الطاقة روابط مختلفة:

نظام تخزين الطاقة: يشمل البطاريات، وأجهزة الكمبيوتر، ونظام إدارة المباني، ونظام الإدارة البيئية، والمكونات الأخرى.ومن بين اللاعبين الرئيسيين في هذا المجال CATL، وEVE Lithium Energy، وSunshine Power، وNandu Power، وKesta، وKehua Data، وBYD، وSunshine Power، وJinlang Technology، وغيرها من الشركات التي لها حضور كبير في الخارج.

هندسة EPC، والكشف المتصل بالشبكة، وما بعد التشغيل والصيانة: تشمل الشركات البارزة في هذا القطاع شركة South China Technology، وAtes، وLinyang Energy، وBaoguan.

بطاريات تخزين الطاقة

يدور نظام مواد بطارية تخزين الطاقة بشكل أساسي حول فوسفات الحديد الليثيوم، وتتطور البطاريات نحو سعات أكبر.

وفقًا للمتطلبات التي حددتها وزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات، يجب أن تكون كثافة الطاقة لبطاريات تخزين الطاقة ≥145Wh/kg، ويجب أن تكون كثافة الطاقة لحزم البطاريات ≥110Wh/kg.يجب أن تكون مدة الدورة ≥5000 مرة، ويجب أن يكون معدل صيانة السعة ≥80%.يخضع تخزين الطاقة الكهروكيميائية، وخاصة تكنولوجيا تخزين طاقة بطاريات الليثيوم، لدورة تحول جديدة.تظهر تدريجياً تقنيات وميزات جديدة مثل البطاريات الكبيرة، والجهد العالي، وتبريد الماء/التبريد السائل.بالإضافة إلى ذلك، قد تكتسب بطاريات أيونات الصوديوم ميزة تنافسية في المستقبل بسبب فعاليتها من حيث التكلفة.

يقود المصنعون الصينيون شحنات خلايا بطاريات تخزين الطاقة العالمية، حيث تعد شركة CATL أكبر مورد في العالم.وتشير التقديرات إلى أن شحنات بطاريات تخزين الطاقة العالمية في عام 2021 بلغت 59.9 جيجاوات في الساعة، حيث تمثل Ningde Times 16.7 جيجاوات في الساعة، أو 27.9٪ من الإجمالي.قامت شركة Paineng Technology بشحن 1.5 جيجاوات في الساعة، وهو ما يمثل 2.6%.ومن المتوقع أن تصل الشحنات إلى 114.9 جيجاوات في الساعة في عام 2022، بزيادة قدرها 91.9٪، حيث تمثل Ningde Times 45.0 جيجاوات في الساعة، أو 169.5٪.وفقًا للحسابات، من المتوقع أن تصل شحنات بطاريات تخزين الطاقة العالمية إلى 122.5/219.6 جيجاوات في الساعة في الفترة 2022-2023، وهو ما يمثل زيادة بنسبة 101%/79%.ومن المتوقع أن تشغل Ningde Times 50/100 جيجاوات ساعة من الشحنات، مما يعكس زيادة بنسبة 199%/100%، وتحافظ على مكانتها الرائدة.

تقنية العاكس الشمسي

وفي عالم تقنية الانفرتر يتجه الاتجاه نحو معمارية DC 1500V لتحل محل معمارية 1000V التقليدية وخاصة في محطات الطاقة.في عام 2021، تم تشغيل ما يقرب من 49.4% من المنشآت الكهروضوئية المحلية بمستوى الجهد المستمر، في حين شكل سوق 1000 فولت 50.6%.لا تزال الأنظمة الكهروضوئية الموزعة تستخدم في الغالب مستوى الجهد 1000 فولت.على سبيل المثال، تستخدم جميع الأنظمة السكنية نظام مستوى 1000 فولت، بينما تستخدم 80% من الأنظمة الصناعية والتجارية مستوى 1000 فولت.

يُظهر نظام تخزين الطاقة 1500V مزايا كبيرة.المنتج الأساسي لنظام 1500 فولت هو أجهزة تخزين الطاقة 1500 فولت.بالمقارنة مع الأنظمة السابقة، يوفر نظام تخزين الطاقة 1500 فولت زيادة بنسبة 35%+ في كثافة الطاقة وكثافة الطاقة، وانخفاضًا بنسبة 5%+ في تكلفة النظام، وزيادة بنسبة 0.3%+ في كفاءة النظام.مع حاوية 40 قدمًا وبطارية 280 أمبير، تبلغ السعة القصوى المثبتة لبطارية 1000 فولت 3.3 ميجاوات في الساعة، بينما يمكن لنظام 1500 فولت تحقيق 4.5 ميجاوات في الساعة.إلى جانب تقليل التكاليف المرتبطة بأجهزة الكمبيوتر والبطاريات والملحقات الإضافية، تنخفض أيضًا تكاليف العمالة والأساسات والأرض بشكل كبير.شهدت المشاريع واسعة النطاق الأخيرة أن معدل اختراق 1500 فولت تجاوز الثلثين.تشمل الشركات المصنعة التمثيلية في هذا المجال شركة Sunshine وShangneng وKehua، حيث قامت شركة Shangneng Electric بتأمين مشروع تخزين الطاقة على مستوى 500 ميجاوات في شاندونغ باستخدام 1500 فولت.

يتطور تطبيق تقنية العاكس باستمرار، ويتم تنفيذ أجهزة الكمبيوتر الجماعية بشكل متزايد على نطاق واسع.تعالج مجموعة PCS القيود المفروضة على أنظمة PCS المركزية وتتيح التطبيقات واسعة النطاق.تستخدم أنظمة تخزين طاقة البطاريات الحالية في المقام الأول أجهزة كمبيوتر مركزية، مما قد يؤدي إلى اختلال التوازن بين مجموعات البطاريات واحتمال عدم استخدام بعض البطاريات.تسمح مجموعة PCS بالإدارة على مستوى المجموعة، وتعزز عمر النظام، وتحسن قدرة التفريغ طوال دورة الحياة بأكملها، وتظهر اتجاهًا متزايدًا في التطبيقات واسعة النطاق.يعد مشروع Huaneng Huangtai 100MW/200MWH أول محطة طاقة لتخزين الطاقة واسعة النطاق في الصين تتبنى سلسلة من هندسة PCS.وبالمثل، فإن مشروع 3MW/6MWH في تكساس، شاندونغ، يستخدم أيضًا بنية النظام هذه.

نفذت Guodian Investment Oil City Daqing منصة تجريبية للتخزين البصري بقدرة 200 ميجاوات.قدمت شركة Shangneng Electric العديد من نماذج العاكسات، بما في ذلك محولات السلسلة الجماعية بقدرة 230 كيلووات، والعشرات من محولات السلسلة الجماعية بقدرة 225 كيلووات و175 كيلووات، والآلات المركزية المتكاملة بقدرة 3.125 ميجاوات، والآلات الشاملة الموزعة بقدرة 3.15 ميجاوات.لقد أحدث محول السلسلة بقدرة 250 كيلووات، على وجه الخصوص، ثورة في نهج التثبيت اللامركزي التقليدي.ومن خلال منصة متكاملة بقدرة 1 ميجاوات ونموذج إدارة التشغيل والصيانة المركزي، فقد أدى ذلك إلى تقليل متطلبات الوقت والقوى العاملة بشكل كبير مع تحسين الكفاءة التشغيلية.

من خلال دمج تكنولوجيا المعلومات الرقمية مع تقنيات الطاقة الكهروضوئية وتخزين الطاقة، ظهر مفهوم جديد لتشكيل وتصميم ذكي ومعياري لأنظمة تخزين الطاقة.يسمح هذا النهج بإدارة محسنة على مستوى وحدة البطارية، مما يؤدي إلى زيادة التفريغ، وتقليل تكوين البطارية بنسبة 13%، وتحسين عمر البطارية بنسبة 50%، واستثمار أفضل مع تقليل التكوين الأولي بنسبة 30%، والحد الأدنى من التشغيل والصيانة (تقليل النقل والصيانة) تكاليف الصيانة بمقدار 50 مليون يوان على مدار 25 عامًا)، وزيادة السلامة والاستقرار (تحقيق معدل موثوقية يتراوح بين 99% إلى 99%)، وانخفاض إجمالي يزيد عن 20% في تكلفة التخزين المستوية (LCOS).يساعد هذا التصميم أيضًا على الانتقال من التكافؤ الكهروضوئي إلى تكافؤ تخزين الطاقة.

أحد العيوب هو أن التكلفة الحالية لأجهزة الكمبيوتر الشخصي مرتفعة نسبيًا، ولكن هناك مجالًا واسعًا لخفض الأسعار.وتشمل الشركات المصنعة التمثيلية في هذا المجال شركة Huawei، وShangneng، وShenghong.

هيكل الطوبولوجيا الكهربائية

فيما يتعلق بالبنية الطوبولوجية الكهربائية، توفر الخطط المشتركة ذات الجهد العالي مزايا كبيرة لأنظمة تخزين الطاقة ذات السعة الكبيرة.

مع زيادة قدرة الأنظمة المتكاملة لتخزين الطاقة، يواجه مخطط الجهد المرتفع التقليدي العديد من التحديات.أولاً، تتطلب السعات الكبيرة عددًا كبيرًا من البطاريات، مما يزيد من مخاطر السلامة.ثانيًا، مع زيادة عدد دورات البطارية، ينخفض ​​​​تناسق الأداء بين الخلايا الفردية تدريجيًا.هذه العوامل مجتمعة تحد من قدرة الجهاز الواحد للنظام.بالإضافة إلى ذلك، مع زيادة المعدات المتوازية، يصبح التحكم في الاتصالات والتنسيق الثانوي أكثر تعقيدًا.

تكمن مزايا الخطط المشتركة ذات المستوى العالي الجهد للأنظمة ذات السعة الكبيرة في مزيجها المتوازي من وحدات تخزين الطاقة المتعددة.تنتج كل وحدة تخزين طاقة عشرات إلى مئات الفولتات، مما يوفر نطاقًا واسعًا من الجهد لتكديس البطاريات المنفصلة.وهذا يقلل من حجم حزمة البطارية وعدد البطاريات المطلوبة، مما يزيد بشكل كبير من قدرة النظام مع تحسين السلامة.

في الوقت الحالي، تشمل الشركات المحلية ذات التكنولوجيا ذات المستوى العالي الجهد Guodian Nanrui، وJinpan Technology، وZhiguang Electric، وSifang Co., Ltd.، وNew Scenery.وقد نشرت هذه الشركات وتلقت طلبات بقيمة 135 مليون يوان.

تخزين الطاقة

في السنوات الأخيرة، كانت هناك حرائق متكررة في محطات توليد الطاقة لتخزين الطاقة، مما يسلط الضوء على أهمية التحكم في درجة الحرارة، وإدارة الحرارة، والحماية من الحرائق في أنظمة تخزين الطاقة.وقد تم تنفيذ سياسات الصناعة لمعالجة هذه المخاوف، مما أدى إلى التطوير المتسارع لتخزين الطاقة وأنظمة الحماية من الحرائق.يُظهر معدن الليثيوم الموجود في بطاريات الليثيوم أيون تفاعلية عالية ويثير مخاوف تتعلق بالسلامة عند استخدام بطاريات الليثيوم في تخزين الطاقة.وتشير الإحصاءات غير الكاملة إلى وقوع أكثر من 17 حادثة تخزين الطاقة في جميع أنحاء العالم في عام 2022. وقد أدخلت الدولة سياسات تتعلق بتخزين الطاقة والسلامة من الحرائق منذ عام 2021، مع التركيز على أهمية الحماية من الحرائق بموجب المعايير الجديدة.

تكامل نظام تخزين الطاقة

في مجال تكامل نظام تخزين الطاقة، تتعايش أوضاع مختلفة، وهناك العديد من اللاعبين المشاركين في تكامل النظام.هناك ثلاثة أوضاع رئيسية حاليًا:

تخطيط سلسلة الصناعة بأكملها: الشركات العاملة في إنتاج البطاريات، وأجهزة الكمبيوتر، ونظام إدارة المباني، ونظام الإدارة البيئية، مثل BYD، تمثل هذا الوضع محليًا.

التكامل الاحترافي: يتضمن هذا الوضع شركات تكامل تقوم بشراء المكونات خارجيًا وتتخصص في تكامل النظام.لديها عدد أقل من التطبيقات محليًا ولكن يتم تمثيلها من قبل شركات أجنبية مثل DOOSAN وIHI.

التحول من موردي المعدات إلى شركات تكامل الأنظمة: يتم تطبيق هذا الوضع على نطاق واسع محليًا.الشركات التي ركزت سابقًا على منتجات محددة، مثل الشركات المصنعة للعاكسات الكهروضوئية مثل Jinlang Technology وGudewei وDeye Technology، والشركات المصنعة لتخزين طاقة بطاريات الطاقة مثل Energy وPenghui Energy والشركات المصنعة لأجهزة PCS/BMS/EMS مثل Jinpan Technology وCosmald وKe. لقد تحولت Shida وKesta وKOCS وChina Data وBaoguang Co., Ltd. وKelu Electronics إلى شركات تكامل الأنظمة.في سوق الولايات المتحدة، يمكن العثور على الشركات المصنعة المتكاملة الرئيسية التي تعمل في جميع النماذج الثلاثة.

تقنيات تخزين الطاقة الجديدة

بطاريات أيون الصوديوم: تتسارع عملية الأعمال الخاصة ببطاريات أيون الصوديوم.تقدم بطاريات الصوديوم أداء أفضل من بطاريات الليثيوم بسعر أكثر فعالية من حيث التكلفة بسبب وفرة موارد الصوديوم.تتميز بطاريات الصوديوم بأداء شحن سريع (يصل إلى 80% من الطاقة خلال 15 دقيقة في درجة حرارة الغرفة)، وأداء جيد في ظروف درجات الحرارة المنخفضة، وعمر دورة يصل إلى 4000-5000 مرة في ظروف درجة الحرارة العادية، وكثافة طاقة مماثلة لكثافة الحديد. بطاريات الليثيوم.وبينما تبلغ موارد الليثيوم المؤكدة في العالم عام 2022 نحو 89 مليون طن، يتوزع أكثر من نصفها في أمريكا الجنوبية، فإن الصين تمتلك 5.1 مليون طن، أي ما يمثل 6% فقط من النسبة العالمية.علاوة على ذلك، فإن 65% من مواد الليثيوم الخام تتطلب الاستيراد.وفي المقابل، فإن موارد الصوديوم وفيرة وموزعة على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم، مع وجود مياه البحر الغنية بكلوريد الصوديوم.

بطاريات التدفق: بطاريات التدفق السائل، حيث يتم فصل الشوارد الموجبة والسالبة، توفر أداءً ممتازًا.تعد بطاريات الحديد والكروم وبطاريات التدفق واسعة النطاق اتجاهين تجاريين رئيسيين في هذا المجال.

تخزين الطاقة الحرارية الخفيفة: يتمتع توليد الطاقة الحرارية الخفيفة بميزة طبيعية كطريقة لتخزين الطاقة، خاصة لضبط الذروة وتنظيم التردد.

تخزين طاقة الجاذبية: تخزين طاقة الجاذبية هو طريقة ميكانيكية لتخزين الطاقة تستخدم الطاقة الكامنة من فرق الارتفاع لتسهيل عمليات الشحن والتفريغ.

تخزين الهواء المضغوط: يتضمن تخزين طاقة الهواء المضغوط ضغط الهواء خلال فترات انخفاض الطلب على الطاقة وتخزينه في أوعية الضغط العالي، مثل المناجم المهجورة أو صهاريج تخزين الغاز أو الكهوف أو آبار النفط والغاز منتهية الصلاحية أو آبار الغاز المشيدة حديثًا.بالمقارنة مع تخزين الهواء في أوعية الضغط مثل العلب الفولاذية، فإن استخدام المساحات تحت الأرض مثل كهوف الملح لبناء محطات طاقة عالية السعة يقلل بشكل كبير من تكاليف المواد الخام والأراضي.يمكن تصنيف أنظمة تخزين الهواء المضغوط إلى أنظمة تقليدية (تتطلب تجديدًا)، وأنظمة مزودة بأجهزة تخزين الحرارة، وأنظمة تخزين الطاقة المضغوطة السائلة/الغازية، استنادًا إلى وسط العمل ووسط التخزين والمصدر الحراري.

تخزين طاقة دولاب الموازنة: يعد تخزين طاقة دولاب الموازنة تقنية جديدة لا تزال في المراحل الأولى من التسويق.إنها تستخدم دولاب الموازنة الدوارة لتخزين وإطلاق الطاقة.