تضع معايير تصميم حاويات تخزين الطاقة الحدود الدنيا والأساليب، أما متطلبات كل حاوية فتحددها حزمة البطاريات والوجهة ومسار النقل. يشرح هذا الدليل لمصنعي البطاريات ومكاملي الأنظمة، بنداً بنداً، الهيكل والرفع، ومخطط أبعاد الحامل والحزمة وأحمال الأرضية، ودرجة الحماية IP والحماية من التآكل، والتبريد السائل وإزالة الرطوبة، والحماية من الحريق وتنفيس الانفجار، والكابلات والتأريض، والاختيار بين عرض 2438 و2550 مم واعتماد CSC، ثم ما يُكتب في المواصفات وبنود التحقق في المصنع على مستوى الحاوية.
تُحسم معظم متطلبات تصميم حاوية تخزين الطاقة قبل رسم المخطط الأول: حزمة البطاريات تحدد الحوامل وأحمال الأرضية، والوجهة تحدد المعايير وفئة التآكل، ومسار النقل يحدد عرض الحاوية ووزنها الإجمالي؛ أما معايير التصميم فتضع الحدود الدنيا والأساليب. هذا الدليل موجّه لمصنعي البطاريات ومكاملي أنظمة التخزين، ويسير بالترتيب نفسه: ما الذي يحدد كل بند، وماذا تكتب في المواصفات، وكيف تتحقق منه في المصنع.
حاوية تخزين الطاقة هي الهيكل الفولاذي وحوامل البطاريات، ومعها ما يشمله نطاق التوريد من تبريد سائل وحماية من الحريق وتوزيع منخفض الجهد ومراقبة على مستوى الحاوية؛ أما حزم البطاريات وأنظمة BMS وPCS وEMS فيوردها مصنع البطاريات أو مكامل النظام. وبهذا تختلف عن نظام تخزين الطاقة بالبطاريات في حاوية، الذي يُباع عادةً كاملاً بالبطاريات. وعلى الحاوية أن تتحمل الأحمال أثناء الرفع والنقل، وأن تمنع دخول مياه الأمطار والغبار ورذاذ الملح، وأن تحافظ على درجة الحرارة دون تكاثف في داخلها، وأن توفّر لأنظمة الإطفاء والغازات مكاناً وتسلسل تشغيل محددين، وأن تقدّم نقاط ربط واضحة للتيار المستمر والجهد المنخفض.
تورّد ETENZ حاويات تخزين الطاقة بمستويين: هيكل الحاوية فقط، مع حوامل البطاريات اختيارياً؛ أو حاوية جاهزة للبطاريات، مركّبة ومختبرة بالكامل عدا حزم البطاريات. وتجد المقارنة بنداً بنداً في صفحة تصنيع هياكل حاويات تخزين الطاقة.
في المشاريع الأوروبية تصدر ETENZ إعلان مطابقة أوروبياً للتجهيزات الكهربائية التي تسلّمها داخل الحاوية، عادةً وفق توجيهات LVD وEMC وRoHS. ولمشاريع أمريكا الشمالية تقدّم مخططات الحاوية ووثائقها الفنية دعماً لإدراج UL 9540 الخاص بمورّد النظام ولإجراءات الترخيص وفق NFPA 855.
المسافة بين رفوف الحامل وحمل كل رف ونقاط التثبيت كلها تتبع حزمة البطاريات. فثلاث حزم بتكوين 1P104S نفسه من مصادر مختلفة تختلف أبعادها بين 10 و50 مم على كل محور، وقد يختلف الطراز الواحد ببضعة مليمترات بين ورقة المواصفات ومخطط العميل. لذلك ترسل ETENZ في مرحلة عرض السعر مخطط أبعاد الحامل والحزمة، وعليه الطول والعرض والارتفاع المتاحة لموضع الحزمة، وحمل كل رف، ومواضع وصلات التبريد ونقاط التثبيت، فلا تحتاج الحوامل إلى تعديل عند التجميع.
طول الحزمة يحدد الترتيب الداخلي. فالعرض الداخلي للحاوية الجافة مقاس 20 قدماً نحو 2350 مم، وحزمة طولها نحو 2200 مم موضوعة بالعرض لا تترك مكاناً لممر؛ لذلك صُمّمت حاوية الـ 28 حزمة وحاوية الـ 32 حزمة، وسعة كل منهما 6.25 MWh، بلا ممر داخلي، وتُدفع الحزم إلى أذرع الحوامل عبر أبواب الجانب الطويل. أما حاوية الـ 48 حزمة بسعة 5 MWh فطولها 5650 مم وارتفاعها 3288 مم، مستعيضةً بالارتفاع عن العمق. وفي المقابل، فإن حاويات دفعة تشونغوي البالغة 143 حاوية بسعة 5 MWh مزوّدة بممر في الوسط يتيح الدخول إليها.
تُظهر أوراق المواصفات المنشورة لحاويات تخزين الطاقة 5 MWh المبردة بالسائل وزناً بعد التحميل الكامل يبلغ نحو 42 إلى 43 طناً، ووزن عنقود البطاريات (Cluster) الواحد 2.9 إلى 3.3 طن بارتفاع 2.4 إلى 2.7 م. على هذا المستوى تُراجَع الأرضية ومسامير التثبيت والأساسات، ويُخصَّص الارتفاع الحر لمجاري الكابلات وأنابيب الإطفاء مع ارتفاع الحامل. وخذ الوزن من مورّد البطاريات: فوزن الخلية الواحدة يختلف بين مرجع وآخر بمقدار 0.4 إلى 0.5 كغ، ويصبح الفرق أطناناً عبر آلاف الخلايا.
التكوين الأساسي لحاويات ETENZ: سقف مجلفن بسماكة 2.0 مم، وجدران مموجة بسماكة 1.6 إلى 2.0 مم، وعزل من الصوف الصخري بسماكة 50 مم، وإطار من الحديد القنواتي والأنابيب المربعة، وقاعدة مطلية، بعمر تصميمي للهيكل يبلغ 25 سنة مع افتراض الصيانة.
في حاويات مشروع China Three Gorges في هايشي، وهي من فئة 12 متراً، دُعِّم الإطار السفلي موضعياً على امتداد عناقيد البطاريات كي لا تنحني الأرضية بعد التحميل الكامل. ويمكن احتساب لوح الأرضية الملحوم لحاماً كاملاً ضمن مقطع مركب يشارك في حمل الأحمال؛ أما مع اللحام المتقطع ومادة الإحكام فلا يُحتسب عادةً، لأن مادة الإحكام لا تنقل الأحمال. وتُلحم حاويات ETENZ المخصصة للتصدير لحاماً كاملاً.
حدّد طريقة الرفع قبل إصدار المخططات. فحاوية ISO مقاس 20 قدماً تُرفع من قطعها الركنية بمعدات رفع الحاويات؛ أما الحاويات غير القياسية فتُرفع عادةً من الإطار السفلي عند 4 أو 8 نقاط، مع حلقات رفع على العوارض الرئيسية العرضية، وتُستخدم 8 نقاط إذا تجاوز الطول 12.2 م. واطلب في كل مشروع مخطط الرفع، وتحليل القوى في حبال الرفع، وحساب مركز الثقل، ومخطط عارضة الرفع.
تُحدَّد درجة حماية حاوية تخزين الطاقة عادةً عند IP54 أو IP55، ويعني الرقم الثاني الانتقال من الحماية من رذاذ الماء إلى الحماية من نفث الماء؛ والحد الأدنى في GB/T 44026-2024 هو IP54. اكتب الدرجة لكل جزء على حدة، لأن أضعف فتحة هي التي تحدد المستوى الفعلي: باب، أو فتحة تهوية مشبكة، أو مروحة بمرشح، أو لوح إدخال الكابلات. وحاويات هايشي بدرجة IP55 إجمالاً، بأبواب ذات حشوتي إحكام ومظلات مطر وسقف مائل لتصريف المياه. ثم حدّد في المواصفات مستوى الإثبات:
اختر C3 أو C4 أو C5 وفق ISO 12944 بحسب الموقع، وأضف فئة المتانة: تعني C5-H من 15 إلى 25 سنة حتى أول صيانة رئيسية للطلاء. ويمكن أن تكون الفئة الداخلية أدنى بدرجة أو درجتين، مثل C5 للخارج وC3 للداخل. ولا يمكن فحص الفئة بحد ذاتها، لذا فصّلها إلى: تجهيز السطح (والصيغة الشائعة Sa 2½ وفق ISO 8501-1)، والطبقات وسماكة الطبقة الجافة الكلية، وطبقات التقوية على اللحامات وحواف القطع، وطرق اختبار السماكة والالتصاق.
في المواقع الساحلية يبدأ الصدأ غالباً من مواضع نقص سماكة الطلاء على خطوط اللحام، ومحاور مفصلات الأبواب، وحواف قطع مظلات فتحات التهوية، والثقوب في العوارض العرضية؛ فاجعلها بنود فحص مستقلة. وللتفصيل الكامل، راجع كيف تصبح الحماية من التآكل قابلة للتحقق.
يغلب التبريد السائل اليوم على أنظمة التخزين الكبيرة في حاويات، ويبقى التبريد بالهواء للسعات الصغيرة ولمواقع بعينها. ويشمل نطاق الحاوية وحدة التبريد (الشيلر)، وأنابيب التوزيع، والخراطيم والوصلات السريعة حتى كل حامل، وموازنة التدفق بين الحوامل؛ أما ألواح التبريد فداخل الحزمة، لذا تبقى حرارة الخلايا هدفاً مشتركاً بين الطرفين. وتُركَّب وحدة التبريد عادةً على الجدار الطرفي أو السقف أو قاعدة منزلقة (Skid)، ويجب أن يظهر موضعها في مخطط الترتيب العام لأنها تشغل جزءاً من أرض الموقع.
تُختار سعة التبريد وفق الحمل الحراري الذي يحدده مورّد البطاريات. حرارة الخلايا هي البند الأكبر، ويضاف إليها انتقال الحرارة عبر الجدران والإشعاع الشمسي، فيصبح العزل ولون الطلاء النهائي من مدخلات الاختيار. وكلما صغر الفرق بين حرارة الإمداد والعودة زاد التدفق، فيلزم قطر أنابيب ومضخة أكبر بدرجة. ولا يجوز عادةً شحن خلايا الليثيوم كهربائياً تحت 0 °م، ومضاعفة مدة التسخين المسبق المسموح بها تخفض قدرة التسخين إلى النصف.
يحدث التكاثف عندما تنخفض حرارة إمداد سائل التبريد عن نقطة الندى لهواء الحاوية، لذا أبقِ نقطة الندى داخل الحاوية دون أدنى حرارة إمداد، ثم راجع الحد الأدنى للرطوبة الذي يستطيع مزيل الرطوبة ضبطه، لأن السعة الاسمية في الرطوبة العالية لا تنطبق على الرطوبة المنخفضة. وكل تسرب يُدخل هواءً رطباً من الخارج، فراجع الإحكام واختيار مزيل الرطوبة معاً. واختر قاطع التغذية وكابلها على أقصى حالة تشغيل، لأن تيارها أعلى من تيار حالة التبريد الاسمية.
في حادثة McMicken لتخزين الطاقة في ولاية أريزونا الأمريكية عام 2019، عمل نظام الإطفاء بالعامل النظيف كما صُمّم، لكن الانفلات الحراري المتتابع استمر وتراكمت الغازات القابلة للاشتعال داخل الحاوية، ووقع انفجار بعد نحو ثلاث ساعات عندما فتح رجال الإطفاء الباب. فالإطفاء يتعامل مع اللهب، أما كشف الغازات والشفط وتخفيف الضغط فتتعامل مع الغاز المتراكم، ولذلك تُصمَّم هذه الأنظمة معاً.
تجمع الحماية على مستوى الحاوية عادةً بين كشف الدخان والحرارة والغازات القابلة للاشتعال ولوحة تحكم بالإنذار، مع إطفاء بشبكة أنابيب أو بأسطوانات؛ ويمكن أن تورّد ETENZ النظام وتركّبه أو يُعتمد نظام يحدده العميل، وفي الحالتين تبقى نقاط الربط للكشف والإنذار وأمر الإطلاق ضمن النطاق. وتستخدم حاوية الـ 32 حزمة مادة البيرفلوروهكسانون (FK-5-1-12) بشبكة على مستوى الحاوية وأخرى على مستوى العنقود. وتُحدَّد مادة الإطفاء وكميتها وفق نتائج اختبارات الحريق لدى مورّد البطاريات والاشتراطات المحلية.
يُهيَّأ تنفيس الانفجار والشفط المرتبط بكشف الغازات حسب المشروع، ومدخله بيانات الغازات الناتجة عن الانفلات الحراري من مورّد البطاريات، مثل تقرير UL 9540A. في أوروبا تُحسب مساحة التنفيس وفق EN 14994، وتطابق ألواح التنفيس EN 14797، ثم يُتحقق من أن ضغط الانفجار المخفَّض (Pred) أقل مما يتحمله هيكل الحاوية؛ وفي أمريكا الشمالية يُطبَّق NFPA 855 كما اعتمدته الجهة المحلية، مع كشف الغازات والشفط وفق NFPA 69 والتحليل وفق NFPA 68.
اتفق مبكراً على جدول الاستجابة: ماذا تفعل وحدة التبريد ومراوح الشفط ومخمدات الهواء في كل من المراحل الثلاث، الإنذار المبكر والإنذار وإطلاق مادة الإطفاء، وهل تستمر المضخة في تدوير السائل بعد الإطلاق. أما تقارير UL 9540A وإدراج UL 9540 وموافقة الدفاع المدني فتقع على مستوى البطارية والنظام، ويتولاها مورّد النظام ومالك المشروع.
أوضح حدّ بين النطاقات هو جانب التيار المستمر: تجميع التيار المستمر، وقضبان التوصيل الداخلية، وأطراف الخرج، وألواح إدخال الكابلات المحكمة، وينتهي نطاق توريد ETENZ عند أطراف الخرج. وتُختار قضبان التوصيل وفق بيانات السلاسل لدى العميل، وتبيّن وثائق نقاط الربط مواضع الأطراف ومقاسات الكابلات الممكن توصيلها ومساحة الانحناء. وموضع صندوق الجهد العالي، أعلى العنقود أو عند طرفه، يحدد اتجاه خروج كابلات التيار المستمر وموضع خزانة التجميع، فاسأل عنه قبل وضع الترتيب الداخلي.
تُصمَّم لوحات الجهد المنخفض وفق IEC 61439-1 وIEC 61439-2، وتُمدّ كابلات القدرة والتحكم في مجارٍ منفصلة؛ وتُربط الأبواب بإطاراتها بأشرطة نحاسية مضفورة، وتتصل قضبان التأريض بشبكة التأريض في الموقع. وفي حاوية تخزين الطاقة بالربط المباشر على الجهد المتوسط تقف عناقيد البطاريات على قواعد عازلة، وتُترك مسافات الزحف والخلوص وفق مستوى الجهد.
العرضان مستخدمان في السوق. فحاوية تخزين الطاقة بعرض 2550 مم تزيد 112 مم على عرض ISO 668، فلا تدخل موجّهات الخلايا في سفن الحاويات ويُسعَّر شحنها البحري كبضاعة خارج المقاس (Out of Gauge)، ومن هذا العرض مقصورة تخزين الطاقة المدمجة مقاس 10 أقدام. وعلى الطرق يبلغ الحد الأقصى للعرض في الصين والاتحاد الأوروبي 2.55 م بالضبط، فلا يبقى هامش لمقابض الأبواب أو حلقات الرفع؛ وفي الولايات المتحدة 102 بوصة؛ أما في أستراليا فالحد 2.5 م، فتُعامل الحاوية كحمولة عريضة.
قيمة اعتماد CSC أن تُحجز الحاوية وتُشحن كحاوية شحن عادية، بشرط أن يكون طولها وعرضها وارتفاعها ضمن مقاسات ISO، وأن تكون قطع ISO الركنية في مواضعها القياسية، وألا يبرز منها شيء أثناء النقل، فتُفك المكيفات المركبة على الأبواب. ويصدر الاعتماد للتصميم، وأي تعديل في الشكل الخارجي يعود إلى جهة الاعتماد لتقرر فيه. أما الوحدات التي تتجاوز المقاس، مثل غرفة تحكم BESS للربط المباشر على الجهد المتوسط بأبعاد 8000 × 3200 × 3450 مم، فتُشحن كبضاعة غير قياسية مع تصميم للرفع وخطة للتثبيت.
يحدد ISO 668 الوزن الإجمالي المقنن لحاوية 20 قدماً بـ 36,000 كغ. أما تصميم ETENZ لحاوية High Cube مقاس 20 قدماً فحاصل على اعتماد النوع وفق CSC من RINA بوزن إجمالي أقصى 50,000 كغ: تُحجز الحاوية فارغةً كحاوية قياسية، وبعد تحميل البطاريات يُصرَّح بوزنها الفعلي وتُشحن عند الحاجة كحاوية زائدة الوزن. وللطرق حدودها أيضاً، مثل 40 طناً في الاتحاد الأوروبي (44 طناً لحاويات النقل متعدد الوسائط). ويتولى الشاحن متطلبات UN 38.3 وإقرار البضائع الخطرة عند الشحن مع البطاريات، ولذلك فإن تركيب الحزم بعد وصول الحاوية يتجنب معظم هذه القيود.
تغطي قائمة بيانات طلب عرض السعر لحاويات تخزين الطاقة ما يحتاجه عرض السعر، وتضيف المواصفات ما يمكن قبوله عند التسليم:
تبدأ المشاريع متعددة الوحدات بالوحدة الأولى. ففي مشروع هايشي اجتازت حاوية نموذجية مراجعة الوحدة الأولى قبل إطلاق إنتاج 72 حاوية، وشمل فحص المصنع الرفع من الأسفل، ومتانة الهيكل، واللحامات، والأبعاد، ورش الماء من كل الاتجاهات.
يُحدَّد اختبار قبول المصنع (FAT) لحاوية تخزين الطاقة لدى ETENZ وفق نطاق التسليم، وتُسلَّم سجلاته مع وثائق التسليم، ويمكن للعميل حضوره في المصنع:
من دون حزم البطاريات لا يوجد حمل حراري، فيُتحقق من وحدة التبريد بتشغيلها. أما تشغيل BMS وEMS وضبطهما، واختبارات الشحن والتفريغ والربط بالشبكة، فتأتي بعد تركيب الحزم ويتولاها مورّد البطاريات ومورّد النظام.
تأتي قيم القبول من مواصفة المشروع، فاكتبها أرقاماً محددة: هبوط الباب بعد الوقوف بالحمل الكامل، واستواء القطع الركنية الأربع، ومدة رش الماء، ومقاومة نقطة التأريض، والتصاق الطلاء. وإذا حُجزت الحاوية كحاوية قياسية فعليها أيضاً تفاوتات ISO 668: 0/−6 مم على 6058 مم، و0/−5 مم على 2438 و2896 مم.
لا. تتعلق IP54 وIP55 بالغبار والماء، وتبقى في الحاوية فتحات مضبوطة للشفط وتخفيف الضغط والصيانة.
يتوقف ذلك على حزم البطاريات. ففي أوراق المواصفات المنشورة لحاويات تخزين الطاقة 5 MWh المبردة بالسائل يبلغ الوزن نحو 42 إلى 43 طناً، وتُراجَع معدات الرفع والمركبات والأساسات على الوزن الفعلي بعد التحميل الكامل.
ليس بالضرورة؛ يتوقف ذلك على بيانات الغازات التي تطلقها البطارية وعلى الاشتراطات المحلية. وفي المشاريع التي تحتاج إليه، احصل على هذه البيانات قبل تثبيت تصميم الأبواب والسقف.
الأبعاد التي تلتقي بمعدات أخرى: ارتفاع رفوف الحوامل ومواضع الحزم، وموضع القطع الركنية واستواؤها، والأبعاد الخارجية إذا حُجزت الحاوية كحاوية قياسية.
للبدء، أرسل ورقة مواصفات حزمة البطاريات والوجهة، وترسل ETENZ في مرحلة عرض السعر مخطط أبعاد الحامل والحزمة ومخطط الترتيب العام. ويمكنك إرسال طلب عرض السعر مباشرة.
شكراً لمشاركتك محتوى ETENZ
راسلنا على واتساب أو أرسل استفسارك، ونرد خلال 24 ساعة في أيام العمل.
كيف تختار مورد حاويات تخزين الطاقة؟ قبل الطلب تحقق من 6 نقاط: هل يصمم الحوامل على مقاس حزمة البطاريات لديك ويرسل مخطط أبعاد الحامل والحزمة مع عرض السعر، وما الذي يشمله اختبار قبول المصنع على مستوى الحاوية، وما الشهادات والاعتمادات التي يحملها، وكم حاوية ينتج سنوياً وما حجم الدفعات التي سلّمها، وهل تُشحن الحاوية بعرضها كحاوية قياسية، وهل يمكنك تدقيق المصنع وفحص الحاويات قبل الشحن.
يصل غلاف مسبق الصنع مخصص لمعالجة المياه إلى عرض قابل للتصنيع أسرع عند الاختيار مبكراً بين الغلاف والوحدة المجهزة وتركيب المعدات والتكامل في المصنع.
يصل غلاف مركز بيانات معياري إلى تصميم قابل للتصنيع أسرع عند تحديد الأحمال الحرارية والموقع والطاقة وواجهات التبريد والتشغيل ونطاق التوريد مبكراً.
كيف تختار مورد حاويات تخزين الطاقة؟ قبل الطلب تحقق من 6 نقاط: هل يصمم الحوامل على مقاس حزمة البطاريات لديك ويرسل مخطط أبعاد الحامل والحزمة مع عرض السعر، وما الذي يشمله اختبار قبول المصنع على مستوى الحاوية، وما الشهادات والاعتمادات التي يحملها، وكم حاوية ينتج سنوياً وما حجم الدفعات التي سلّمها، وهل تُشحن الحاوية بعرضها كحاوية قياسية، وهل يمكنك تدقيق المصنع وفحص الحاويات قبل الشحن.
مركز أخبار ETENZ
كيف تختار مورد حاويات تخزين الطاقة؟ قبل الطلب تحقق من 6 نقاط: هل يصمم الحوامل على مقاس حزمة البطاريات لديك ويرسل مخطط أبعاد الحامل والحزمة مع عرض السعر، وما الذي يشمله اختبار قبول المصنع على مستوى الحاوية، وما الشهادات والاعتمادات التي يحملها، وكم حاوية ينتج سنوياً وما حجم الدفعات التي سلّمها، وهل تُشحن الحاوية بعرضها كحاوية قياسية، وهل يمكنك تدقيق المصنع وفحص الحاويات قبل الشحن.
يصل غلاف مسبق الصنع مخصص لمعالجة المياه إلى عرض قابل للتصنيع أسرع عند الاختيار مبكراً بين الغلاف والوحدة المجهزة وتركيب المعدات والتكامل في المصنع.
يصل غلاف مركز بيانات معياري إلى تصميم قابل للتصنيع أسرع عند تحديد الأحمال الحرارية والموقع والطاقة وواجهات التبريد والتشغيل ونطاق التوريد مبكراً.
