بداية سوداء لتخزين الطاقة (بداية سوداء): عاكس هجين مثل تخزين الطاقة قادر على البداية السوداء؟ ضد انقطاع التيار الكهربائي المؤقت وانقطاع التيار الكهربائي

معظم العاكسون ليسوا قادرين على البدء باللون الأسود. مع بعض العاكسات، من الممكن تشغيلها باللون الأسود عن طريق شحن البطارية المنفصلة قبل تشغيل العاكس. ومع ذلك، هذا ليس ممكنًا دائمًا ويعتمد على نوع العاكس.

يحتوي الجيل الجديد من العاكس الهجين ذو البداية السوداء على جهاز تبديل للطاقة الاحتياطية، بحيث يمكن للمستهلكين المختارين الاستمرار في تزويدهم بالطاقة الطارئة في حالة انقطاع التيار الكهربائي. يتيح هذا "التيار البديل" للعاكس الهجين أن يكون قادرًا على البدء باللون الأسود. تتوفر أيضًا إمكانية إعادة الشحن بالطاقة الشمسية، حيث يستمر شحن البطارية أثناء تعطل الشبكة من أجل تزويد المستهلكين بالكهرباء.

سلسلة العاكس الهجين Fronius Prim GEN24 Plus

سلسلة العاكس الهجين Fronius Prim GEN24 Plus قادرة على البدء باللون الأسود - الصورة: Xpert.Digital / Sergey Nivens | Shutterstock.com

سلسلة العاكس الهجين Fronius Prim GEN24 Plus قادرة على البدء باللون الأسود.

سلسلة GoodWe Hybrid Inverter 5-10KW ET Plus

عاكس هجين للمنزل وتخزين الطاقة – من GoodWe – الصورة: Xpert.Digital / Sergey Nivens|Shutterstock.com

سلسلة العاكس الهجين GoodWe 5-10KW ET Plus مع وظيفة طاقة الطوارئ عالية الجهد (UPS). في حالة انقطاع التيار الكهربائي، يتم التبديل خلال 10 مللي ثانية لضمان إمداد الطاقة دون انقطاع للمستهلكين المتصلين.

تم تطوير العاكسات الهجينة ثلاثية الطور من سلسلة GoodWe ET-Plus لضمان تدفق طاقة مستقر للمستهلكين المتصلين. تحتوي هذه الأجهزة على خرج طاقة طوارئ ثلاثي الطور مع تيار ثلاثي الطور ونطاق طاقة يبلغ 5 كيلووات، و6.5 كيلووات، و8 كيلووات، و10 كيلووات.

يتيح نطاق جهد البطارية الواسع من 180 فولت إلى 550 فولت التوافق المرن مع أنظمة بطاريات الليثيوم المتعددة المتوفرة في السوق.

يمكن أن تكون طاقة المولدات الكهروضوئية الواردة أعلى بنسبة تصل إلى 30% من الطاقة الاسمية. وهذا يؤدي إلى إنتاج طاقة أفضل في الأيام الحارة والباردة جدًا. تتيح وظيفة UPS (طاقة الطوارئ) التبديل خلال 10 مللي ثانية في حالة انقطاع التيار الكهربائي. يحتوي العاكس أيضًا على واجهة مفتوحة لإدارة البطارية، والتي تلبي متطلبات بعض موردي الطاقة.

تم تجهيز العاكس الهجين GoodWe بوصلة بطارية عالية الجهد وجهازي تتبع MPP مستقلين بشكل منفصل، وبالتالي يقدم حزمة كاملة. يمكن تحديث هذا الجهاز عبر تطبيق GoodWe PV Master ويتم نقل البيانات إلى بوابة GoodWe SEMS المجانية عبر واجهة WiFi المدمجة.

هل محولات هواوي قادرة على توفير طاقة الطوارئ؟

لا، في الوقت الحالي لا نعرف أي شيء عما إذا كان سيحدث شيء ما في هذا الصدد ومتى.

هل تكنولوجيا الطاقة الشمسية Enphase microinverter قادرة على توفير الطاقة في حالات الطوارئ؟

على النقيض من العاكس التسلسلي، الذي يسجل جميع الوحدات الشمسية المتصلة (مركزيًا)، في النظام الشمسي اللامركزي، يتم دمج كل وحدة شمسية مع عاكس Enphase الصغير.

المزيد عنها هنا:

• جديد ومبتكر: النظام الشمسي اللامركزي والمعياري للتوصيل والتشغيل - يختلف عن الأنظمة الأخرى

وحدة التحكم بنظام IQ من Enphase غير متوفرة بعد في ألمانيا. لكن يجب أن يأتي هذا العام (2023). يكتشف متى تنخفض شبكة الطاقة ويحول المنزل بسلاسة من طاقة الشبكة إلى الطاقة الاحتياطية.

بالإضافة إلى ذلك، مع العاكس الصغير Enphase IQ8 الجديد، فإن النظام الشمسي قادر على توفير طاقة احتياطية في حالة انقطاع التيار الكهربائي دون الحاجة إلى تخزين البطارية.

يتوفر العاكس الصغير في أربعة إصدارات: كإصدار يعمل بالطاقة الشمسية فقط بدون وظيفة طاقة الطوارئ وكإصدار احتياطي لأشعة الشمس مع القدرة على العمل خارج الشبكة بدون تخزين البطارية. يتوفر النظام أيضًا مع مساحة تخزين صغيرة للبطارية في الإصدار الاحتياطي من Home Essentials ومع مساحة تخزين كبيرة كإصدار مستقل للطاقة بالكامل. يجب أن تكون جميع الحلول الثلاثة الأخيرة خارج الشبكة مجهزة بوحدة تحكم نظام Enphase لتوفير الطاقة الشمسية للمنزل أثناء انقطاع التيار الكهربائي.

البداية السوداء هي إعادة تشغيل محطة توليد الكهرباء أو جزء من شبكة الكهرباء بعد توقفها كليًا أو جزئيًا، دون الحاجة إلى اللجوء إلى شبكة نقل الطاقة الخارجية.

يمكن أن تأتي الطاقة اللازمة لإعادة تشغيل محطة توليد الكهرباء من مولد احتياطي في الموقع. وبدلاً من ذلك، إذا كانت هناك حاجة إلى كمية كبيرة من الكهرباء، فيمكن استخدام خط اتصال بمحطة طاقة أخرى لتشغيل النظام. وبمجرد تشغيل وحدات التوليد الرئيسية، يمكن إعادة توصيل شبكة نقل الطاقة واستعادة الأحمال الكهربائية.

يمكن تأمين طاقة البداية السوداء من خلال اتفاقية يتم بموجبها الدفع لمورد طاقة محدد لتوفير طاقة البداية السوداء عند الحاجة. ليست كل محطات الطاقة مناسبة لتوفير طاقة البدء السوداء للشبكة.

تعد قدرة البدء الأسود ذات أهمية خاصة في حالة انقطاع التيار الكهربائي على نطاق واسع من أجل إعادة شبكة الطاقة إلى التشغيل. عادة، يتم أخذ الطاقة اللازمة لبدء تشغيل وحدة توليد الطاقة من الشبكة. يمكن بعد ذلك استخدام طاقة وحدات التوليد القادرة على البدء باللون الأسود لبدء تشغيل وحدات التوليد غير القادرة على البدء باللون الأسود.

على عكس محطات الطاقة الكهرومائية، تتطلب محطات الطاقة الحرارية مستوى عاليًا من الطاقة (الكهربائية) لتلبية احتياجاتها الخاصة قبل أن تتمكن من توفير الطاقة الكهربائية أو الحرارية بنفسها. إذا تم تزويد كتلة من محطات الطاقة النووية أو التي تعمل بالفحم بوحدة بداية سوداء ذات طاقة كافية، فيمكن أيضًا تحقيق قدرة بداية سوداء للنظام بأكمله. عادة ما تكون هذه توربينات غازية يتم تشغيلها باللون الأسود باستخدام الطاقة من البطاريات أو مولدات الديزل. غالبًا ما توجد مولدات الديزل في محطات الطاقة النووية على أي حال لأسباب التكرار، لأنه حتى بعد إغلاق المفاعل في حالة الطوارئ (أو ببساطة إيقاف التشغيل العادي)، لا تزال هناك حرارة الاضمحلال، والتي يجب تبديدها بواسطة المبرد. وكان فشل هذا النظام أحد الجوانب التي أدت إلى حادث فوكوشيما النووي. في كل شبكة، يجب أن يكون عدد كافٍ من محطات الطاقة مجهزًا بإمكانية البدء الأسود حتى تكون متاحة لإعادة تشغيل الشبكة بسرعة بعد انهيار الشبكة.

يجب أن تتمتع محطة توليد الطاقة ذات البداية السوداء بخصائص خاصة:

• يجب أن تكون قادرة على البدء بسرعة: إذا استغرقت البداية السوداء وقتًا طويلاً، فلن تتمكن محطة الطاقة من المساعدة في إعادة تشغيل الشبكة المنهارة؛ يمكن أن تساعده محطات الطاقة الأخرى في البداية - وبالتالي تصبح قدرته على البداية السوداء عديمة الفائدة.
• يجب أن تكون قادرة على العمل بشكل مستقل عن مصادر الطاقة الخارجية: ليس فقط عملية توليد الطاقة النقية، ولكن أيضًا المتطلبات الإضافية الأخرى يجب أن تعمل بشكل مستقل عن الشبكة (مركز التحكم، وأنظمة الهاتف والاتصالات مع مشغلي الشبكة وإدارتها، والمحطات الفرعية، وما إلى ذلك) . إذا لزم الأمر، يمكن تشغيل الجزيرة باستخدام شبكة فرعية (إمداد المستهلكين المهمين مثل الشرطة، والمستشفيات، وإدارة الإطفاء، وTHW).
• بالإضافة إلى ذلك، يجب أن تكون محطة توليد الطاقة ذات البداية السوداء قادرة على تحمل تيار بدء مرتفع إذا لم يكن من الممكن فصلها عن الشبكة مسبقًا.
• يجب أن يكون لديه سلوك بداية مرن.

أمثلة على محطات توليد الطاقة ذات البداية السوداء (المباشرة) المستخدمة في ألمانيا هي:

• محطات الطاقة الكهرومائية، بما في ذلك محطات توليد الطاقة عبر النهر، ومحطات توليد الطاقة التخزينية، ومحطات توليد الطاقة التي يتم ضخها،
  ومحطات توليد الطاقة بتوربينات الغاز، بالإضافة إلى أنواع أخرى من محطات الطاقة مثل محطات الطاقة النووية أو محطات الطاقة التي تعمل بالفحم.
  وفقًا للمراقبة وفقًا للقسم 35 EnWG، يوجد (اعتبارًا من عام 2020) 174 نظامًا (كتل محطات توليد الطاقة أو التوربينات) قادرة على البدء الأسود في ألمانيا، كل منها لديه صافي إنتاج اسمي لا يقل عن 10 ميجاوات.
• يوجد في النمسا إجمالي 32 محطة طاقة مؤكدة ذات بداية سوداء وعدد غير معروف من محطات طاقة البداية السوداء غير المؤكدة. ومع ذلك، بالنسبة للعديد من محطات الطاقة المؤكدة، ليس من المعروف علنًا ما هي محطات الطاقة المحددة. أشهرها وأكبرها هي محطات توليد الطاقة التي يتم ضخها في مالطا وكابرون بقدرة 850 و813 ميجاوات على التوالي.

ليست كل أنظمة توليد الطاقة مناسبة لبداية سوداء. توربينات الرياح ليست مناسبة دائمًا للبدء باللون الأسود حيث قد لا تكون الرياح متاحة عند الحاجة. غالبًا ما يتم توصيل توربينات الرياح أو محطات الطاقة الكهرومائية الصغيرة أو محطات الطاقة الكهرومائية الصغيرة بمولدات تحريضية غير قادرة على توفير الكهرباء لاستعادة الشبكة. يجب أيضًا أن يكون نظام التشغيل الأسود مستقرًا عند التشغيل مع الحمل التفاعلي الكبير لخط نقل طويل. لا يمكن للعديد من محطات تحويل التيار المباشر عالي الجهد (HVDC) أن تغذي شبكة "ميتة" لأنها تتطلب طاقة تخفيف من الشبكة على جانب التحميل. لا يحتوي نظام HVDC القائم على تعديل عرض النبض (PWM) مع محول مصدر الجهد على هذا القيد.

أحد الأسباب الرئيسية التي تجعل محطات الطاقة الحرارية نادرًا ما تكون قادرة على البدء باللون الأسود هو انكماش وتقصير عمود التوربين أثناء تبريده من درجة حرارة التشغيل إلى درجة الحرارة المحيطة. ومن ثم يعلق في الهيكل ولا يمكن قلبه أو إزالته؛ لإعادة تشغيل محطة توليد الكهرباء، يجب أولاً تسخينها مسبقًا حتى تتمكن من الدوران بحرية مرة أخرى قبل أن يتدفق البخار الساخن عبرها.

إذا تم إغلاق محطة للطاقة الحرارية، يبدأ تسخين عمود التوربين في الوقت المناسب حتى يمكن إعادة تشغيل محطة الطاقة في الوقت المخطط له.