ما هي البطارية القابلة للتكديس?

ما هي البطارية القابلة للتكديس?
هل تبحث في خيارات تخزين الطاقة وتحتاج إلى نظام يمكن أن ينمو مع احتياجاتك? قد تكون قد صادفت المصطلح "بطارية قابلة للتكديس" لكن ليس متأكدًا تمامًا من ما يعنيه أو كيف يمكن أن يفيد خطط إعداد الطاقة الشمسية أو طاقة النسخ الاحتياطي.
تم تصميم هذه الوحدات المعيارية للمرونة وتوفر طريقة فعالة لبناء احتياطيات الطاقة الخاصة بك.

البطارية القابلة للتكديس هي في الأساس وحدة تخزين طاقة معيارية, في كثير من الأحيان استخدام فوسفات الحديد الليثيوم (LFP) كيمياء من أجل سلامتها وطول العمر. تم تصميم وحدات البطارية الفردية هذه خصيصًا لتكون مكدسة جسديًا فوق بعضها البعض وترابط كهربائيًا. يسمح هذا التصميم الذكي بسهولة التوسع في إجمالي سعة تخزين الطاقة (تقاس بالكيلووات/ساعة, كيلووات ساعة) أو, في بعض التكوينات, زيادة في جهد النظام, جعلها مثالية لتطوير أنظمة الطاقة الشمسية, قوة خارج الشبكة, أو احتياجات الطاقة الاحتياطية الطارئة.

هنا في جيكس سولار, نحن نعمل في كثير من الأحيان مع أنظمة البطارية القابلة للتكديس, مثل بطاريات LFP STROAD النمط الشهيرة, لأنها توفر لعملائنا قابلية التوسع رائعة ونظيفة, التثبيت المنظم. إذا زادت احتياجات الطاقة الخاصة بك أسفل الخط, غالبًا ما يسمح النظام القابل للتكديس بمسار ترقية أبسط.
دعونا نغوص في ما "قابل للتكديس" يعني حقًا والإجابة على بعض الأسئلة الشائعة حول هذه التكنولوجيا.

ما معنى البطارية المكدسة?

عندما تسمع "بطارية مكدسة," هل تصور فقط أي بطاريات مكدسة? أم أن هناك شيئًا أكثر من ذلك? على المدى, خاصة في تخزين الطاقة الحديثة, يشير إلى نهج أكثر تطوراً وهندسة من مجرد تكثيف البطاريات معًا.

"بطارية مكدسة" أو "بطارية قابلة للتكديس" يشير على وجه التحديد إلى وحدات البطارية الفردية التي هي تم تصميمه ليكون في وضع جسديًا على رأسه (أو جنبًا إلى جنب في رف مخصص) ثم مترابط كهربائيا لتشكيل أكبر, بنك البطارية الموحد. عادة ما تكون كل وحدة وحدة قائمة بذاتها مع خلايا البطارية الداخلية الخاصة بها (في كثير من الأحيان LFP), نظام إدارة بطاريات متكامل (خدمات إدارة المباني) من أجل السلامة والمراقبة, ونقاط الاتصال المصممة.

يمكن بعد ذلك توصيل هذه الوحدات في سلسلة أو, أكثر شيوعًا لزيادة القدرة في الجهد المحدد, بالتوازي لتحقيق الجهد العام المطلوب في النظام وقدرة الطاقة.

الغوص أعمق: أكثر من مجرد كومة من البطاريات

مفهوم "بطارية قابلة للتكديس" تم تصميم النظام على عدة مبادئ رئيسية:

• الشكل: كل وحدة بطارية هي وحدة موحدة. هذا يعني أنه يمكنك البدء بسعة أصغر وإضافة المزيد من الوحدات المتطابقة لاحقًا مع نمو احتياجات الطاقة الخاصة بك أو تسمح ميزانيتك.
• تصميم مادي هندسي: هذه ليست مجرد صناديق عشوائية. غالبًا ما تحتوي وحدات البطارية القابلة للتكديس على تصميمات مادية محددة تسمح لها بالتعشيق بشكل آمن, أو أنها أبعاد لتناسبها بدقة مع أنظمة الأرفف المتخصصة (مثل رفوف الخادم 19 بوصة). هذا يضمن الاستقرار الميكانيكي ونظيف, التثبيت المنظم.
• توصيلات كهربائية مصممة لهذا الغرض: تم تصميم الوحدات النمطية ذات المحطات المحطات التي يمكن الوصول إليها أو أشرطة بوس, إما في سلسلة لزيادة الجهد أو بالتوازي لزيادة السعة (أمبير ساعات) والإخراج الحالي.
• نظام إدارة البطاريات المتكامل (خدمات إدارة المباني): هذا أمر بالغ الأهمية. تتضمن كل وحدة بطارية حديثة قابلة للتكديس عادةً BMS المتطورة الخاصة بها. يراقب BMS صحة الخلايا داخل تلك الوحدة, يحمي من المفرط, الإفراط في التفريغ, الإفراط في التيار, ودرجات حرارة متطرفة, ويؤدي موازنة الخلية. في كومة, قد تتواصل وحدات BMS أيضًا مع بعضها البعض أو مع سيد خدمات إدارة المباني¹. /العاكس لضمان عمل بنك البطارية بأكمله بأمان وكفاءة.
• التطبيقات: ستجد أنظمة بطارية قابلة للتكديس في مختلف التطبيقات, وأبرزها في تخزين الطاقة الشمسية السكنية والتجارية, أنظمة الطاقة خارج الشبكة, وكقوة احتياطية موثوقة. تعد بطاريات رف الخادم التي نستخدمها غالبًا في GYCX Solar مثالًا مثاليًا على تكديس, تصميم وحدات.

هذا النهج المهندس هو بعيد كل البعد عن وضع خلايا البطارية الفضفاضة فوق بعضها البعض, التي ستكون غير آمنة وغير عملية.

هل تكديس البطاريات يزيد من الجهد؟?

إذا كنت تبحث عن تحقيق جهد معين لنظامك, قد تتساءل عما إذا كان الفعل الفعلي لتكديس وحدات البطارية يؤدي تلقائيًا إلى جهد أعلى.
إنه سؤال شائع, والإجابة تعتمد بالكامل على كيف هذه الوحدات سلكية كهربائيا معًا, ليس فقط كيف يتم ترتيبها جسديًا.

تكديس وحدات البطارية يمكن زيادة الجهد الكلي إذا كانت الوحدات متصلة في سلسلة (حيث يتم توصيل المحطة الإيجابية لوحدة واحدة إلى الطرف السلبي لآخر). لكن, إذا كانت الوحدات متصلة بالتوازي (جميع المحطات الإيجابية متصلة معًا وجميع المحطات السلبية متصلة معًا), يبقى الجهد كما هو الحال في وحدة واحدة, لكن السعة الإجمالية (أمبير ساعات أو آه) وزيادة قدرة تقديم البنك الحالية.

الغوص أعمق: سلسلة مقابل. أوضح التوصيلات الموازية

فهم السلسلة والاتصالات المتوازية أمر أساسي لتصميم بنك البطارية:

• اتصال سلسلة (يزيد الجهد):

  • كيف تعمل: تقوم بتوصيل الإيجابية (+) محطة وحدة البطارية الأولى إلى السلبية (-) محطة الوحدة الثانية. ثم, الإيجابية (+) من الثاني إلى السلبي (-) من الثالث, وهكذا. الجهد الكلي لبنك البطارية هو مجموع فولتية الوحدة النمطية الفردية.
  • مثال: إذا كان لديك ثلاث وحدات 12 فولت متصلة في سلسلة, يصبح إجمالي الجهد المصرفي 12 فولت + 12الخامس + 12v = 36 فولت.
  • سعة (آه) في سلسلة: أمبير ساعة (آه) تظل سعة سلسلة السلسلة هي نفسها سعة AH لوحدة واحدة في السلسلة.
  • إجمالي الطاقة (كيلووات ساعة): منذ كيلووات ساعة (كيلووات ساعة) = الجهد (الخامس) X أمبير ساعات (آه) / 1000, زيادة الجهد بينما يبقى آه كما هو يفعل زيادة إجمالي الطاقة المخزنة.
  • استخدام الحالة: يتم ذلك عندما تحتاج إلى تحقيق جهد نظام أعلى من ما توفره وحدة واحدة (على سبيل المثال, إنشاء نظام 24V أو 48V من وحدات 12V, أو حتى الفولتية الأعلى للتطبيقات الصناعية المتخصصة).

• اتصال مواز (يزيد من القدرة & الإخراج الحالي):

  • كيف تعمل: يمكنك توصيل كل الإيجابية (+) محطات وحدات البطارية معًا, وكل السلبية (-) المحطات معا.
  • مثال: إذا كان لديك ثلاث وحدات 100AH (كل في 12 فولت) متصلة بالتوازي, إجمالي القدرة المصرفية تصبح 100AH + 100آه + 100آه = 300ah.
  • الجهد بالتوازي: يبقى جهد البنك الموازي هو نفس جهد وحدة واحدة (في هذا المثال, 12 فولت).
  • إجمالي الطاقة (كيلووات ساعة): يزداد بسبب زيادة قدرة AH في نفس الجهد.
  • استخدام الحالة: يتم ذلك عندما تريد زيادة إجمالي تخزين الطاقة الخاص بك (كيلووات ساعة) أو قدرة نظامك على تقديم تيار أعلى, مع الحفاظ على الجهد التشغيلي للنظام. هذا أمر شائع جدًا لبطاريات LFP القابلة للتكديس الحديثة المستخدمة في الطاقة الشمسية; قد تكون كل وحدة 48 فولت (على سبيل المثال, 51.2V الاسمية لـ LFP), وأنت موازية لهم للحصول على المزيد من كيلوواط ساعة.

هل من الآمن تكديس البطاريات فوق بعضها البعض?

السلامة هي دائمًا الشاغل الأول عند التعامل مع أي نوع من البطارية, أنظمة تخزين الطاقة الكبيرة خاصة. لذا, عندما ترى هذه "قابلة للتكديس" التصاميم, هل من الآمن بالفعل وضع وحدات البطارية مباشرة فوق بعضها البعض? الجواب هو نعم مشروط.

إنها فقط آمن لتكديس البطاريات المصممة خصيصًا وهندسة لتكون قابلة للتكديس. تتضمن هذه الوحدات المصممة لهذا الغرض ميزات للاستقرار الميكانيكي (مثل الأغطية أو التصميمات المتشابكة لرفوف آمنة), ضمان العزلة الكهربائية المناسبة بين الوحدات, والسماح بالإدارة الحرارية الكافية. إن محاولة تكديس البطاريات غير المصممة لهذا الغرض بشكل عشوائي يمكن أن تكون خطرة للغاية, مما يؤدي إلى مخاطر الدوائر القصيرة, عدم الاستقرار الجسدي والإطاحة, ارتفاع درجة الحرارة, ومخاطر الحريق المحتملة. دائماً, اتبع دائمًا إرشادات الشركة المصنعة واستخدم الأرفف أو العبوات المناسبة إذا تم تحديدها.

الغوص أعمق: السلامة حسب التصميم في الأنظمة القابلة للتكديس

يضع مصنعو أنظمة البطارية القابلة للتكديس ذات السمعة الطيبة الكثير من التفكير في أمان:

• الاستقرار الميكانيكي: غالبًا ما تحتوي الوحدات المصممة للتكديس على أخاديد, شفه, أو آليات القفل التي تسمح لهم بالجلوس على بعضها البعض. للمداخن الأكبر, أو مع بطاريات رف الخادم, عادة ما يتم تثبيتها في رفوف أو خزائن قوية يتم تثبيتها أو تأمينها لمنع التحول.
• العزلة الكهربائية والاتصال: عادة ما يتم تصميم المحطات المحطات لتكون محمية لمنع الدوائر القصيرة العرضية عند وضع الوحدات القريبة من بعضها البعض. نقاط الاتصال (بوسكار أو الكابلات) تم تصميمها لآمنة, روابط المقاومة المنخفضة بين الوحدات النمطية.
• الإدارة الحرارية: تولد البطاريات بعض الحرارة أثناء الشحن والتفريغ. يجب أن تسمح التصميمات القابلة للتكديس بتدفق الهواء الكافي حول كل وحدة لتبديد هذه الحرارة. قد تدمج بعض أنظمة الرف المغلقة حتى المراوح للتبريد النشط. ارتفاع درجة الحرارة هو مصدر قلق كبير للسلامة ويقصر بشكل كبير عمر البطارية.
• حماية BMS متكاملة: كما نوقش, عادة ما يكون لكل وحدة في نظام قابل للتكديس حديثًا BMS الخاص بها. يوفر هذا طبقة حرجة من السلامة من خلال مراقبة درجة حرارة, الجهد االكهربى, والتيار لكل وحدة, ويمكن أن يفصل الوحدة النمطية إذا تم اكتشاف شروط غير آمنة.
• توزيع الوزن: ينظر المصنعون في وزن كل وحدة والاستقرار الكلي لمكدس طويل. عادة ما تكون هناك حدود على كيفية تكديس الوحدات العالية دون دعم إضافي أو رفوف محدد.
• إرشادات الشركة المصنعة & الشهادات: تلتزم دائمًا بشكل صارم بتعليمات التثبيت التي توفرها الشركة المصنعة للبطارية. ابحث عن البطاريات التي لديها شهادات السلامة ذات الصلة (مثل UL 1973 للبطاريات الثابتة و UL 9540 لأنظمة تخزين الطاقة), لأن هذه الخضوع للاختبار صارم.

في GYCX Solar, السلامة غير قابلة للتفاوض. نستخدم وحدات البطارية فقط معتمدة ومصممة بشكل صريح للتكديس الآمن والترابط, ونضمن أن جميع المنشآت تتوافق مع الرموز الكهربائية وأفضل الممارسات.

كيفية تكديس البطاريات لجهد أعلى?

لذلك لديك حاجة محددة لجهد أعلى من وحدة بطارية واحدة توفر, ولديك وحدات قابلة للتكديس مصممة لمثل هذه التكوينات. ما هي الطريقة الصحيحة لتوصيلهم لتحقيق هذا الجهد زيادة بأمان وفعالية?

إلى "المكدس" (أو أكثر دقة, يتصل) البطاريات لتحقيق الجهد الكلي أعلى, يجب عليك توصيلهم في سلسلة. هذا ينطوي على توصيل الإيجابية (+) محطة وحدة البطارية الأولى إلى السلبية (-) محطة وحدة البطارية الثانية.
ثم, تتصل المحطة الإيجابية للوحدة الثانية بسلبية للثالث, وهكذا, إنشاء سلسلة. سيكون الجهد الكلي عبر المحطة الإيجابية المفتوحة للوحدة الأولى والمحطة السلبية المفتوحة للوحدة الأخيرة هو مجموع الفولتية للوحدة الفردية.
من الأهمية بمكان استخدام وحدات متطابقة (نفس الكيمياء, سعة, عمر, وبشكل مثالي, حالة الشحن) عند الاتصال في السلسلة.

الغوص أعمق: خصوصيات وتوصيلات السلسلة

يتطلب توصيل البطاريات في السلسلة اهتمامًا دقيقًا بالتفاصيل:

• الوحدات المتطابقة هي المفتاح: عند بناء سلسلة سلسلة, جميع الوحدات يجب كن من نفس النوع (على سبيل المثال, كل LFP), نفس الجهد الاسمي, نفس أمبير ساعة (آه) سعة, نفس العمر, ومن الناحية المثالية من نفس دفعة التصنيع وفي حالة مبدئية مماثلة. يمكن أن تؤدي الخلايا أو الوحدات غير المتطابقة في سلسلة سلسلة إلى اختلالات شديدة أثناء الشحن والتفريغ. أضعف وحدة يمكن أن تحصل على شحن مفرط, في حين أن أقوى قد تحصل على زيادة في الشحن, مما يؤدي إلى أضرار ومخاطر السلامة.
• BMS في سلسلة اتصالات: هذا يمكن أن يكون معقدا. إذا كانت كل وحدة فردية تحتوي على BMS مصممة فقط لجهد تلك الوحدة النمطية, ببساطة لا يعني توصيلها في السلسلة أن سلسلة الجهد العالي بأكمل. لسلاسل سلسلة الجهد الأعلى, BMS Master متخصصة يمكنها مراقبة وإدارة السلسلة بأكملها, أو وحدات BMS الفردية قادرة على التواصل والتنسيق, قد تكون ضرورية. تم تصميم بعض الوحدات القابلة للتكديس مع وضع ذلك في الاعتبار.
• أمبير ساعة (آه) سعة: عندما يتم توصيل البطاريات في سلسلة, سعة AH الإجمالية للسلسلة تساوي سعة AH من وحدة واحدة أقل سعة في السلسلة. لا يضيف ما يصل.
• إجمالي الطاقة (كيلووات ساعة): إجمالي الطاقة المخزنة (كيلووات ساعة) يفعل زيادة لأن kwh = (الجهد الكلي) س (آه قدرة وحدة واحدة) / 1000.
• الأسلاك والانصهار: استخدم الأسلاك ذات الحجم المناسب للجهد الحالي والإجمالي. يجب أن تحتوي كل سلسلة سلسلة عادة على فتيلها أو قاطع الدائرة المصنفة لأقصى تيار وجهد آمن للسلسلة.
• احتياطات السلامة: العمل مع الفولتية العليا DC أكثر خطورة من الفولتية المنخفضة. استخدم دائمًا الأدوات المعزولة, اتبع إجراءات السلامة المناسبة, وإذا كنت غير متأكد, التشاور مع محترف مؤهل.

في حين أن معظم أنظمة بطارية LFP القابلة للتكديس GYCX Solar يتم تثبيتها للطاقة الشمسية السكنية والتجارية (مثل بطاريات رف الخادم 48V) تنطوي على وحدات موازية لزيادة سعة KWH ​​في جهد ثابت, لدينا أيضًا خبرة في تصميم أنظمة تتطلب اتصالات سلسلة لتطبيقات الجهد العالي المحددة, ضمان دائمًا تكوين يتضمن تدابير السلامة المناسبة وإدارة البطاريات.

تمثل البطاريات القابلة للتكديس ذكية, نهج مرن لتخزين الطاقة, السماح بالأنظمة لتوسيع احتياجات محددة وتوسيعها بمرور الوقت. إن فهم كيفية تصميمها للتكديس المادي الآمن وكيفية تأثير السلسلة والتوصيلات المتوازية على الجهد والقدرة هو مفتاح الاستفادة من فوائدها.

سواء كنت تفكر في نظام الطاقة الشمسية جديدة مع تخزين قابل للتطوير, أو تتطلع إلى ترقية واحدة موجودة, يمكن أن تساعدك GYCX Solar على التنقل في الخيارات.

نحن متخصصون في تصميم وتثبيت آمن, فعال, وحلول الطاقة الموثوقة باستخدام بطاريات قابلة للتكديس الجودة. تواصل معنا لإجراء تحقيق, ودعونا نبني مستقبل طاقتك, الوحدة النمطية!