שיתוף הפעולה בין מערכות גנרטורים דיזל ומערכות אגירת אנרגיה הוא פתרון חשוב לשיפור האמינות, הכלכלה והגנת הסביבה במערכות חשמל מודרניות, במיוחד בתרחישים כגון מיקרו-רשתות, מקורות גיבוי ושילוב אנרגיה מתחדשת. להלן עקרונות העבודה השיתופיים, היתרונות ותרחישי היישום האופייניים של השניים:
1. שיטת שיתוף פעולה מרכזית
גילוח שיא
עיקרון: מערכת אגירת האנרגיה נטענת בתקופות של צריכת חשמל נמוכה (תוך שימוש בחשמל בעלות נמוכה או עודפי חשמל ממנועי דיזל) ונפרקת בתקופות של צריכת חשמל גבוהה, ובכך מקצרת את זמן הפעולה של גנרטורים דיזל בעומס גבוה.
יתרונות: הפחתת צריכת דלק (כ-20-30%), מזעור בלאי של היחידה והארכת מחזורי תחזוקה.
פלט חלק (בקרת קצב רמפה)
עיקרון: מערכת אגירת האנרגיה מגיבה במהירות לתנודות בעומס, ומפצה על החסרונות של עיכוב הפעלת מנוע דיזל (בדרך כלל 10-30 שניות) והשהיית ויסות.
יתרונות: הימנעות מהתנעה/עצירה תכופה של מנועי דיזל, שמירה על תדר/מתח יציבים, מתאים לאספקת חשמל לציוד מדויק.
התחלה שחורה
עיקרון: מערכת אגירת האנרגיה משמשת כמקור כוח ראשוני להתנעה מהירה של מנוע הדיזל, ופותרת את בעייתם של מנועי דיזל מסורתיים הדורשים כוח חיצוני להתנעה.
יתרון: שיפור אמינות אספקת החשמל לחירום, מתאים לתרחישים של כשל ברשת החשמל (כגון בתי חולים ומרכזי נתונים).
אינטגרציה היברידית של מתחדשות
עיקרון: מנוע הדיזל משולב עם אנרגיית פוטו-וולטאית/אנרגיה מרוח ואגירת אנרגיה כדי לייצב את התנודות באנרגיה מתחדשת, כאשר מנוע הדיזל משמש כגיבוי.
יתרונות: חיסכון בדלק יכול להגיע ליותר מ-50%, מה שמפחית את פליטות הפחמן.
2. נקודות מפתח של תצורה טכנית
דרישות פונקציונליות של רכיבים
סט גנרטור הדיזל צריך לתמוך במצב פעולה בתדר משתנה ולהתאים את עצמו לתזמון טעינה ופריקה של אגירת אנרגיה (כגון השתלטות על אגירת אנרגיה כאשר הפחתת העומס האוטומטית נמוכה מ-30%).
מערכת אחסון האנרגיה (BESS) נותנת עדיפות לשימוש בסוללות ליתיום ברזל פוספט (בעלות אורך חיים ארוך ובטיחות גבוהה) ובסוגי הספק (כגון 1C-2C) כדי להתמודד עם עומסי פגיעות לטווח קצר.
מערכת ניהול האנרגיה (EMS) צריכה להיות בעלת לוגיקת מיתוג רב-מצבית (מחובר לרשת/מחוץ לרשת/היברידי) ואלגוריתמים דינמיים לחלוקת עומסים.
זמן התגובה של הממיר הדו-כיווני (PCS) הוא פחות מ-20 מילישניות, ותומך במיתוג חלק כדי למנוע הפיכת כוח של מנוע הדיזל.
3. תרחישי יישום אופייניים
מיקרו-רשת אי
פוטו-וולטאי + מנוע דיזל + אגירת אנרגיה, מנוע הדיזל מופעל רק בלילה או בימים מעוננים, מה שמפחית את עלויות הדלק ביותר מ-60%.
ספק כוח גיבוי למרכז נתונים
אגירת אנרגיה נותנת עדיפות לתמיכה בעומסים קריטיים למשך 5-15 דקות, עם אספקת חשמל משותפת לאחר הפעלת מנוע הדיזל כדי למנוע הפסקות חשמל רגעיות.
אספקת חשמל למכרה
אגירת אנרגיה יכולה להתמודד עם עומסי פגיעה כגון מחפרים, ומנועי דיזל פועלים ביציבות בטווח יעילות גבוהה (שיעור עומס של 70-80%).
4. השוואה כלכלית (לקיחת מערכת של 1 מגה-וואט כדוגמה)
עלות ראשונית של תוכנית תצורה (10,000 יואן) עלות תפעול ותחזוקה שנתית (10,000 יואן) צריכת דלק (ליטר/שנה)
סט גנרטור דיזל טהור 80-100 25-35 150000
דיזל+אגירת אנרגיה (30% גילוח שיא) 150-180 15-20 100000
מחזור מיחזור: בדרך כלל 3-5 שנים (ככל שמחיר החשמל גבוה יותר, כך המיחזור מהיר יותר)
5、אמצעי זהירות
תאימות מערכת: ווסת מנוע הדיזל צריך לתמוך בכוונון מהיר של ההספק במהלך התערבות אגירת אנרגיה (כגון אופטימיזציה של פרמטרי PID).
הגנת בטיחות: כדי למנוע עומס יתר של מנוע הדיזל הנגרם עקב אגירת אנרגיה מוגזמת, יש להגדיר נקודת ניתוק קשיחה עבור SOC (מצב טעינה) (כגון 20%).
תמיכה במדיניות: אזורים מסוימים מספקים סובסידיות למערכת ההיברידית "מנוע דיזל + אגירת אנרגיה" (כגון מדיניות הפיילוט החדשה לאגירת אנרגיה של סין לשנת 2023).
באמצעות תצורה סבירה, השילוב של מערכות גנרטורים דיזל ואגירת אנרגיה יכול להשיג שדרוג מ"גיבוי טהור" ל"מיקרו-רשת חכמה", המהווה פתרון מעשי למעבר מאנרגיה מסורתית לאנרגיה דלת פחמן. יש להעריך באופן מקיף את התכנון הספציפי על סמך מאפייני עומס, מחירי חשמל מקומיים ומדיניות.
זמן פרסום: 22 באפריל 2025
