ما هو صمام الأمان (Ess Fuse)؟ دليل شامل لصمامات أنظمة تخزين الطاقة

مقدمة

أدى التوسع العالمي في تخزين الطاقة بالبطاريات إلى فرض متطلبات أمان صارمة على أجهزة أنظمة تخزين الطاقة. وتُشكل حزم بطاريات الليثيوم، سواءً استُخدمت في أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات واسعة النطاق، أو في أنظمة تخزين الطاقة التجارية، أو في أنظمة تخزين الطاقة المنزلية، مخاطر حدوث ماس كهربائي وزيادة في التيار. ولا يستطيع المصهر القياسي للأغراض العامة تحمل الجهد العالي للتيار المستمر وتيارات الأعطال الشديدة داخل خزائن تخزين الطاقة. لذا، تُعد المصهرات المخصصة لأنظمة تخزين الطاقة ضرورية.

فتيل إس، المعروف أيضًا باسم صمام نظام تخزين الطاقة, يُعدّ هذا المصهر مكونًا مصممًا خصيصًا لحماية التيار الزائد، وهو مُصمم لتطبيقات تخزين الطاقة في بطاريات التيار المستمر. يعمل كخط دفاع أول لعزل فروع البطارية المعيبة ومنع الانهيار الحراري. في هذا الدليل، نشرح بالتفصيل كل ما تحتاج معرفته عن مصهرات Ess.

ما هو الفيوز ذو المفتاح Es؟

صمامات ESS هي صمامات تيار مستمر عالية الأداء مصممة خصيصًا لأنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات. على عكس صمامات التيار المتردد التقليدية أو الصمامات الإلكترونية الصغيرة، يعمل المهندسون على تحسين صمامات ESS لتوفير جهد تيار مستمر عالٍ، وقدرة قطع عالية، وفقدان طاقة منخفض.

عند حدوث زيادة غير طبيعية في التيار أو ماس كهربائي داخل حزمة البطارية، يقوم مصهر Ess بصهر عنصره الداخلي في غضون فترة وجيزة جدًا. ويقطع الدائرة بشكل موثوق ويعزل سلسلة البطارية المعيبة قبل انتشار الحرارة.

تعمل صمامات Ess الحديثة مع أنظمة بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LFP) وبطاريات الليثيوم الثلاثية. وهي توفر الحماية على مستوى الرف وعلى مستوى حزمة البطاريات لمعدات تخزين الطاقة.

الوظائف الأساسية لصمامات Ess

تؤدي الصمامات خمس وظائف حيوية في أنظمة تخزين الطاقة:

1. الحماية من قصر الدائرة: عند حدوث قصر دائرة حاد في وحدات البطارية، يقوم مصهر Ess بقطع تيار العطل الهائل على الفور. ويمنع تشكل القوس الكهربائي ومخاطر الحريق.
2. الحماية من التيار الزائد: يحمي المصهر نظام البطارية من التيار الزائد المستمر الناتج عن الشحن أو التفريغ غير الطبيعي أو عطل في المعدات.
3. عزل الأعطال: تعمل الصمامات المحترقة على فصل فروع البطاريات المعيبة عن باقي منظومة تخزين الطاقة. ونتيجة لذلك، يمكن للوحدات السليمة المتبقية الاستمرار في العمل.
4. التخفيف من الهروب الحراري: من خلال الفصل السريع لسلاسل البطاريات المعيبة، تعمل صمامات Ess على تقليل خطر انتشار الهروب الحراري عبر خزانة تخزين الطاقة بأكملها بشكل كبير.
5. توافق النظام: تساعد صمامات Ess المؤهلة مشاريع تخزين البطاريات على تلبية معايير السلامة الدولية المطلوبة للمنشآت المتصلة بالشبكة.

الأنواع الرئيسية لصمامات تخزين الطاقة

يقوم الفنيون المختصون بتركيب مصهرات أنظمة تخزين الطاقة عادةً بتصنيفها حسب موضع التركيب والمواصفات المقدرة:

1. صمامات الحماية من التيار المنخفض على مستوى حزمة البطاريات: يتم تركيب هذه الصمامات داخل حزم البطاريات الفردية. وهي توفر الحماية لوحدات البطاريات الفردية ذات التيار المقنن المنخفض نسبيًا.
2. صمامات Ess على مستوى الرف: يقوم المهندسون بتركيب هذه الصمامات على رفوف تخزين الطاقة. وهي تحمي رف بطاريات كامل وتتحمل تيارًا مستمرًا أعلى.
3. صمامات سلسلة/فرع نظام تخزين الطاقة: يستخدم المصممون هذه الصمامات لسلاسل البطاريات المتوازية في حاويات تخزين الطاقة. فهي تعزل سلسلة معيبة دون إيقاف تشغيل حاوية تخزين الطاقة بأكملها.

بالإضافة إلى ذلك، يقوم المصنعون بتصنيع صمامات Ess على شكل صمامات عالية السرعة مثبتة بمسامير، وصمامات خرطوشة، وصمامات أسطوانية مدمجة.

المعايير الرئيسية لاختيار صمامات Ess

يُعد اختيار مصهر Ess المناسب أمرًا بالغ الأهمية لسلامة تخزين الطاقة. ويتعين على المشترين تقييم هذه المعايير الأساسية:

الجهد المقنن
يجب أن تتوافق مصهرات نظام الطاقة الكهربائية مع جهد التيار المستمر للنظام، مثل 500 فولت تيار مستمر، أو 800 فولت تيار مستمر، أو 1500 فولت تيار مستمر. على سبيل المثال، سيؤدي استخدام مصهر ذي جهد مقنن غير كافٍ إلى حدوث شرارة كهربائية وحوادث خطيرة.

التيار المستمر المقنن
ينبغي أن يكون التيار المقنن أعلى من الحد الأقصى لتيار التشغيل العادي لفرع البطارية. مع ذلك، يجب على المشترين تجنب المبالغة في اختيار الحجم الذي يؤخر فصل الدائرة عند حدوث عطل. كما يجب عليهم مراعاة درجة الحرارة المحيطة داخل خزانة تخزين الطاقة.

قدرة التحمل
هذا هو الحد الأقصى لتيار العطل الذي يمكن للفيوز قطعه بأمان. تحتاج أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات في الحاويات إلى فيوزات ذات قدرة قطع عالية للغاية. على سبيل المثال، يمكن لمصفوفات البطاريات الكبيرة أن تولد تيارات قصر هائلة.

خصائص التيار الزمني
يفحص المهندسون منحنى التيار الكهربائي للفيوز بعناية. يجب أن يفصل الفيوز بسرعة عند حدوث قصر في الدائرة، ولكن لا ينفجر تحت تقلبات التيار العادية أثناء الشحن والتفريغ.

مقاومة الحرارة
تعمل خزائن تخزين الطاقة ضمن نطاق واسع من درجات الحرارة. يجب أن يحافظ مصهر Ess المختار على أداء مستقر بدءًا من بدء التشغيل في درجات الحرارة المنخفضة وحتى التشغيل المستمر في درجات الحرارة العالية.

سيناريوهات التطبيق الشائعة

تُستخدم صمامات Ess في العديد من الصناعات، بما في ذلك:
– أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات في الحاويات على نطاق المرافق العامة (BESS)
- خزائن تخزين الطاقة التجارية والصناعية
– تخزين البطاريات في المنازل السكنية
– أنظمة الطاقة الشمسية خارج الشبكة + أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات
– وحدات تخزين الطاقة المتنقلة ومقطورات تخزين الطاقة

الفرق بين مصهرات Ess والمصهرات العادية

يخلط العديد من المشترين بين مصهرات Ess والمصهرات الصناعية العادية. والاختلافات واضحة:

1. صمامات Ess يُفضل تحسينها لدوائر التيار المستمر. تواجه الصمامات القياسية للتيار المتردد صعوبة في إخماد أقواس التيار المستمر.
2. تتميز صمامات Ess بسرعة قطع فائقة السرعة لإيقاف الهروب الحراري لبطارية الليثيوم.
3. صمامات Ess مناسبة لأحمال التيار المستمر طويلة الأمد، مع توليد حرارة منخفضة.
4. لا تستطيع الصمامات ذات الأغراض العامة عادةً الوصول إلى قدرة القطع العالية المطلوبة لأنظمة تخزين البطاريات الكبيرة.

على سبيل المثال، قد ينصهر الفيوز العادي ببطء شديد في حالة حدوث قصر في دائرة البطارية. وهذا قد يؤدي إلى مخاطر نشوب حريق وانفجار. لا تستبدله أبدًا صمامات Ess باستخدام صمامات التيار المتردد الشائعة في مشاريع تخزين طاقة البطاريات.

التعليمات

1: هل يمكنني إعادة استخدام فيوز Ess بعد احتراقه؟
لا. بمجرد انصهار عنصر المصهر أثناء الحماية من الأعطال، يجب استبدال المصهر. لا يمكن إعادة ضبطه أو إصلاحه.

2: هل تحتاج جميع أنظمة تخزين طاقة البطاريات إلى صمامات Ess؟
بالنسبة لأنظمة تخزين الطاقة القائمة على الليثيوم، يوصى بشدة باستخدام صمامات Ess المخصصة وغالبًا ما تكون إلزامية لتلبية متطلبات شهادة السلامة.

3: ما هي الشهادات التي يجب أن يحملها فنيو صمامات الطوارئ المؤهلون؟
ابحث عن شهادات IEC وUL. يتم التحقق من صحة مصهرات Ess المعتمدة لظروف تشغيل تخزين الطاقة DC.

4: ماذا سيحدث إذا اخترت فيوز Ess كبير الحجم؟
لن يفصل المصهر ذو الحجم الكبير عند حدوث زيادة معتدلة في التيار. قد ترتفع درجة حرارة وحدة البطارية بشكل مفرط وتتعرض لانهيار حراري في حال عدم توفير الحماية اللازمة في الوقت المناسب.

خاتمة

ختاماً، تُعدّ صمامات الأمان من نوع Ess مكونات أساسية لا غنى عنها في أنظمة تخزين الطاقة الحديثة التي تعمل بالبطاريات. فالاختيار الصحيح لها يحمي حزم البطاريات، ويمنع ارتفاع درجة الحرارة المفاجئ، ويحافظ على توافق نظام تخزين الطاقة مع المعايير وموثوقيته.

إذا كنت تبحث عن صمامات Ess عالية الجودة لمشاريع تخزين الطاقة الخاصة بك، فإن EssFuse توفر مجموعة كاملة من صمامات تخزين الطاقة DC ذات الأداء المستقر والشهادات الكاملة. تواصل مع فريقنا الهندسي للحصول على الدعم الفني وحلول الصمامات المُخصصة لمشاريع BESS الخاصة بك.

شركة صينية متخصصة في تصنيع صمامات تخزين الطاقة، تقدم الدعم الفني وتوصيات المنتجات. للتواصل، يرجى مراسلتنا عبر البريد الإلكتروني: sales@gfefuse.cn