تعتبر أنظمة تخزين الطاقة المتنقلة (BESS) حلاً مبتكرًا لمواجهة تحديات توفير الطاقة في المواقع النائية، خاصة في ظل الاعتماد المتزايد على المعدات الثقيلة.
توليد الطاقة باستخدام أنظمة تخزين الطاقة المتنقلة (BESS) للمعدات الثقيلة عن بُعد
في يونيو، حدث تسرب كبير للديزل بلغ 2000 جالون في حرم مستشفى جونز هوبكنز في بالتيمور. بينما كانت المدينة تسعى لاحتواء الفوضى، اكتشف المستجيبون مشكلة: لم يكن لديهم وصول إلى طاقة موثوقة في موقع الواجهة البحرية.
عادةً في مثل هذه الحالات، يجلب المستجيبون مولدات تعمل بالوقود الأحفوري. لكن المسؤولين في المدينة أرادوا القيام بعمل أفضل من حرق الوقود أثناء تنظيف الديزل. لذا، قاموا بالبحث عن سكوت كالهون، المدير التنفيذي لشركة Power Up Connect. بدأت هذه الشركة، التي تتخذ من بالتيمور مقرًا لها، في بناء وحدات بطارية متنقلة يمكنها تخزين ما يكفي من الطاقة لدعم مستشفى كامل أو، في هذه الحالة، لتزويد فريق تنظيف الواجهة البحرية بالطاقة.
تعتبر الشركة واحدة من عدة مجموعات تطور أنظمة بطارية متنقلة لتلبية احتياجات الكهرباء الكبيرة. تقوم شركة فولفو ببناء مثل هذه الأنظمة لشحن حفاراتها الكهربائية بالكامل، واللودرات، ومعدات البناء الثقيلة الأخرى. كما قامت تسلا بنقل بطاريات لتعزيز أداء محطات شحن السيارات الكهربائية خلال أوقات ذروة الطلب.
تعتبر البطاريات نسخة متنقلة من نظام تخزين الطاقة، أو BESS. في الماضي، تم استخدام BESS في مواقع ثابتة لتخزين الكهرباء على نطاق الشبكة للمساعدة في موازنة العرض والطلب، مثل تخزين الطاقة الشمسية لاستخدامها في الليل أو تخزين الطاقة الاحتياطية في حالة انقطاع التيار. لقد جعلت التحسينات في كيمياء وهندسة بطاريات الليثيوم أيون من الممكن نقل الطاقة بمستويات ميغاواط على ظهر شاحنة نصف مقطورة.
يفتح هذا التطوير إمكانية تسويق الكهرباء النظيفة على نطاق واسع أثناء التنقل للتطبيقات التي كانت تعتمد سابقًا فقط على مولدات الوقود الأحفوري.
لماذا تقوم شركات السيارات بتطوير أنظمة BESS المتنقلة؟
بدأت Power Up Connect في عام 2008 بتوفير محطات طاقة صغيرة تسمح للناس في الحفلات أو الأحداث الرياضية بشحن هواتفهم. لاحقًا، بدأ العملاء يطلبون طاقة كافية لدعم تطبيقات مثل شحن الكراسي المتحركة. الآن، قامت الشركة بتوسيع نطاقها إلى مقطورة يمكنها ربط ما يصل إلى 10 بطاريات ليثيوم أيون، كل منها بسعة 90 كيلووات ساعة—أكبر قليلاً من تلك الموجودة في سيارة لوسيد إير الكهربائية الأساسية.
في العام الماضي، بدأت فولفو في تقديم معدات البناء الثقيلة الكهربائية بالكامل مثل اللودرات والحفارات التي يمكنها تحريك الأرض بنفس قوة منافسيها الذين يعملون بالوقود الأحفوري. بالطبع، تحتاج هذه المعدات إلى الشحن، والعديد من العملاء سيرغبون في القيام بذلك في موقع العمل. لذا، تقوم فولفو ببناء حلول BESS المتنقلة لتوفير الشحن للحفارات.
ت stemmed المعرفة الخاصة بـ BESS المتنقلة من فولفو من بناء خطها المتزايد من الشاحنات الكهربائية بالكامل، التي تستخدم كيمياء بطارية متقدمة لتعبئة كمية مذهلة من الطاقة في حزمة بطارية متنقلة، وفقًا لما يقوله دارين تاسكر، نائب الرئيس في فولفو بينتا، قسم من الشركة يستخدم تقنياتها للتطبيقات الصناعية.
تعود التحسينات في بطاريات الليثيوم أيون جزئيًا إلى استخدام نسخة أكسيد الكوبالت والنيكل والألمنيوم (NCA) مع الألمنيوم كالكاثود. سمح لهم ذلك ببناء بطاريات نقل بسعة 90 كيلووات ساعة. وفقًا لتاسكر، يمكن لفولفو بسهولة وضع مجموعتين من هذه الوحدات على ظهر شاحنة نصف مقطورة، مما يوفر أكثر من ميغاوات من الطاقة حيثما كان ذلك مطلوبًا. يمكن نقل هذه البطاريات إلى محطة شحن ليلاً حيث يمكن إعادة شحنها، ثم إعادتها إلى موقع العمل في الصباح. بعد كل شيء، كما يقول تاسكر، “تعريف موقع البناء هو أنه قيد الإنشاء.”
تبحث فولفو في استخدام بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LFP) وبطاريات الليثيوم-كبريت (Li-S) للاستخدام المستقبلي، وفقًا لتاسكر.
هل يمكن لنظام BESS المتنقل تزويد العمل الصناعي عن بُعد بالطاقة؟
يمكن أن تكون هذه الكمية المتنقلة من الكهرباء مفيدة في مجموعة واسعة من الصناعات. على سبيل المثال، يمكن أن تستفيد عمليات الغابات، التي تنتقل من مكان إلى آخر، غالبًا في مواقع نائية تفتقر إلى الطاقة. كما يمكن أن تستفيد صناعة التعدين بشكل كبير من الكهرباء. إن تشغيل الشاحنات والمعدات التي تعمل بالوقود الأحفوري تحت الأرض ينتج انبعاثات خطيرة يجب تهويتها خارج المنجم. “الحاجة إلى كهرباء آلات التعدين تحت الأرض قوية جدًا،” كما يقول تاسكر. “للحصول على انبعاثات صفرية تحت الأرض هو دافع كبير للتكنولوجيا الجديدة،” كما يقول. لكن الطاقة يجب أن تكون متنقلة.
تعتبر أنظمة BESS المتنقلة أيضًا حلاً جذابًا للأماكن التي تكافح للعثور على المئات من الآلاف من الدولارات اللازمة upfront لتركيب محطة شحن كهربائية. إن اختبار الكهرباء باستخدام البطاريات المنقولة أقل خطورة من إنفاق ستة أرقام لبناء بنية تحتية كهربائية دائمة. لدى فولفو عملاء يستخدمون محطات الشحن المتنقلة لدعم الشاحنات الكهربائية، والرافعات الشوكية، واللودرات في الموانئ.
مع تحسن البطاريات وانخفاض تكلفتها، يمكن أن تخرج محطات شحن السيارات الكهربائية عن الشبكة. هذا الشهر، قامت تسلا بتركيب بطارية ونظام طاقة شمسية لتزويد محطة شحن تسلا خارج الشبكة، الواقعة على الطريق السريع 5 في كاليفورنيا. توفر المحطة ما يكفي من الكهرباء لأكثر من 80 سيارة كهربائية في وقت واحد.
التحدي الذي يواجه صانعي أنظمة BESS المتنقلة هو التكلفة. البطاريات ليست رخيصة؛ يقول تاسكر إنه في بعض الحالات، قد يدفع العملاء 1000 دولار لكل كيلووات ساعة من الطاقة من نظام BESS المتنقل. لا يزال هذا الحل المؤقت أرخص من بناء محطة شحن، ولكن يجب أن تنخفض التكلفة لجعل البطاريات المتنقلة منطقية لمزيد من الاستخدامات.
بعد تسرب الديزل في ميناء بالتيمور، لجأت المدينة في النهاية إلى مولدات موثوقة ولكن ملوثة في محاولة للسيطرة على التسرب بسرعة. لكن في المرة القادمة، قد يكون الأمر مختلفًا. بالتيمور الآن في محادثات مع Power Up Connect لاستخدام البطاريات المتنقلة في حالات الاستجابة للطوارئ المستقبلية، كما يقول كالهون.
مع استمرار تطور تكنولوجيا البطاريات، يمكن أن تصبح أنظمة BESS المتنقلة جزءًا أساسيًا من استراتيجيات الطاقة النظيفة في المستقبل.
