Aug 07, 2026
يدخل تخزين طاقة البطارية في تصميم مركز البيانات عندما يحتاج المشغل إلى استجابة أسرع مما يمكن لمجموعة المولدات توفيره، أو انبعاثات أقل من التشغيل الاحتياطي، أو كلاهما. في معظم التصاميم الحالية، يعمل جنبًا إلى جنب مع توليد الديزل بدلاً من استبداله، لأن تغطية الانقطاع المستمر لا تزال تعتمد على الوقود أو على سعة طاقة كبيرة بما يكفي للمدة المطلوبة.
تحدد هذه المقالة القدرات التي تهم الأحمال الحرجة، وتكوينات MPMC HBD-A الموثقة على نطاق مراكز البيانات، والأسئلة التصميمية التي يجب حسمها قبل اختيار النظام.
أنظمة تخزين طاقة البطارية المعبأة في حاويات من سلسلة MPMC HBD-A.
تقليديًا، كان سلسلة طاقة مركز البيانات تقسم المسؤولية بين أصلين. يغطي UPS الثواني بين فشل التيار الكهربائي وتوفر المولد. تغطي مجموعة المولدات الانقطاع نفسه.
ثلاث ضغوط تغير هذا الترتيب.
الأول هو حساب الانبعاثات. يتم الإبلاغ بشكل متزايد عن اختبار وتشغيل مولدات الاحتياط، ووقت تشغيل الديزل هو خط مرئي في هذا التقرير.
الثاني هو التفاعل مع الشبكة. تجعل رسوم الطلب، ومدفوعات السعة، وبرامج دعم الشبكة الأصل التي يمكنها التفريغ عند الطلب ذات صلة تجارية بدلاً من كونها دفاعية بحتة.
الثالث هو دمج الطاقة المتجددة. ينتج التوليد الشمسي في الموقع أو المتعاقد عليه فائضًا في أوقات لا تتطابق مع طلب المنشأة، والتخزين هو الآلية التي توفق بين الاثنين.
لا يلغي أي من هذه الحاجة إلى الموثوقية. بل يغير ما يُطلب من سلسلة الموثوقية تضمينه.
تفصل أربع خصائص نظام البطارية المناسب لدعم الأحمال الحرجة عن منتج التخزين العام.
سرعة الاستجابة. لا يمكن للأحمال الحرجة تحمل وجود فجوة. تستجيب أنظمة البطاريات في أجزاء من الثانية، ولهذا يمكنها سد الاضطرابات التي لا يمكن لتسلسل بدء المولد التعامل معها.
تشكيل الشبكة والبدء الأسود. النظام الذي يتبع فقط مرجع شبكة موجود لا يمكنه إعادة تأسيس واحد. تسمح قدرة تشكيل الشبكة للبطارية بضبط الجهد والتردد بنفسها، ويسمح البدء الأسود للموقع باستعادة شبكته الخاصة بعد انقطاع دون انتظار المرفق.
الطاقة والطاقة في النسبة الصحيحة. تحدد القدرة المقدرة مقدار الحمل الذي يمكن دعمه. تحدد السعة المدة الزمنية. لا يمكن للنظام عالي القدرة ذو الطاقة المحدودة تغطية حدث ممتد، ولا يمكن للنظام عالي الطاقة ذو القدرة المحدودة دعم الحمل الكامل.
الكيمياء والتحكم الحراري. بالنسبة لتركيب بالقرب من البنية التحتية الحرجة، تعتبر كيمياء الخلايا، وإدارة الحرارة، والحماية من الحرائق قيودًا تصميمية بدلاً من تفضيلات.
سلسلة MPMC HBD-A، HBD-1000-2000
سلسلة HBD-A من MPMC هي الخط الثابت والمتصل بالشبكة الموثق للتطبيقات التجارية والصناعية وعلى نطاق أكبر.
| نموذج | القدرة الكهربائية المقدرة AC | سعة البطارية | عمر الدورة عند 90% عمق التفريغ | التبريد |
|---|---|---|---|---|
|
HBD-125-260 |
125 kW |
261 kWh |
8,000 دورة |
سائل |
|
HBD-210-410 |
210 kW |
418 kWh |
8,000 دورة |
سائل |
|
HBD-250-1000 |
250 kW |
1,045 kWh |
8,000 دورة |
سائل |
|
HBD-500-1000 |
500 kW |
1,045 kWh |
8,000 دورة |
سائل |
|
HBD-1000-2000 |
1,125 kW |
2,170 kWh |
8,000 دورة |
سائل |
|
HBD-DC 410 |
مربوط بالتيار المستمر، 0.5P |
418 kWh |
8,000 دورة |
سائل |
|
HBD-DC 5000 |
مربوط بالتيار المستمر، 0.5P |
5,015 كيلوواط ساعة |
8,000 دورة |
سائل |
الخصائص المشتركة المدرجة عبر السلسلة هي خلايا LFP بسعة 314 Ah، التبريد السائل في جميع الطرازات، حماية النظام بمعيار IP54 وحماية حزمة البطارية بمعيار IP67، نطاق تشغيل من −20°C إلى +55°C مع تقليل الأداء فوق 45°C، إخماد الحرائق بالهباء الجوي وفقًا لمعيار CE، وأقصى ارتفاع 3000 متر مع تقليل الأداء فوق 2000 متر.
توضح HBD-250-1000 و HBD-500-1000 نقطة القدرة إلى الطاقة مباشرة. كلاهما يسرد سعة 1,045 كيلوواط ساعة، لكن أحدهما مصنف عند 250 كيلوواط والآخر عند 500 كيلوواط. يعتمد الاختيار بينهما على ما إذا كان الموقع يحتاج إلى مدة أطول عند قدرة أقل أو مدة أقصر عند قدرة أعلى.
تدرج MPMC الأنماط التالية لأنظمة HBD-A والميكروغريد. كل نمط يقوم بشيء مختلف في سياق الحمل الحرج.
| النمط | ما يفعله | الأهمية لمركز البيانات |
|---|---|---|
|
PQ |
يتحكم في القدرة الفعالة والتفاعلية أثناء الاتصال بالشبكة |
تقليل الذروة، إدارة الطلب، الإرسال المجدول |
|
VF |
يتحكم في الجهد والتردد بشكل مستقل |
تشغيل خارج الشبكة عندما تكون المرافق غير متاحة |
|
VSG |
يحاكي قصور آلة التزامن |
دعم الاستقرار على الشبكات الضعيفة أو التي تحتوي على محولات كثيرة |
|
بدء التشغيل الأسود |
يستعيد الطاقة بشكل مستقل بعد انقطاع التيار |
استعادة الموقع دون انتظار استعادة المرافق |
|
تشكيل الشبكة |
يؤسس شبكة مستقرة حيث لا توجد شبكة |
تشغيل المنشأة أو قسم محدد منها في وضع معزول |
|
تقليل الذروة وموازنة الأحمال |
التوزيع المدفوع بنظام إدارة الطاقة مقابل ملف الطلب |
يقلل من ذروة الطلب المفوترة دون تشغيل مجموعة مولدات |
ما إذا كان الموقع المعني يحتاج إلى كل هذه الأمور يعتمد على اتصال الشبكة وهدف المرونة الخاص به. قد يحتاج مرفق ذو اتصال قوي بالمرافق ونظام UPS تقليدي فقط إلى تقليل الذروة وتخزين الطاقة المتجددة. أما المرفق في منطقة ذات شبكة ضعيفة فقد يحتاج إلى المجموعة الكاملة.
هناك ثلاث آليات مميزة، ويجب تقييمها بشكل منفصل لأنها تنطبق على مواقع مختلفة.
تقليل وقت تشغيل المولد. حيث يبدأ مجموعة المولدات حاليًا لفترات اضطراب قصيرة أو ذروات مؤقتة، يمكن للبطارية تغطية تلك الأحداث بدلاً من ذلك. التوفير يتناسب مع تكرار حدوث تلك الأحداث.
زيادة الاستهلاك الذاتي للطاقة المتجددة. نادرًا ما يتزامن إنتاج الطاقة الشمسية مع طلب المنشأة. تخزين الفائض في منتصف النهار للاستخدام في المساء يزيد من نسبة توليد الطاقة في الموقع التي يتم استهلاكها فعليًا بدلاً من تصديرها أو تقليلها.
إدارة الذروة بدون احتراق. حيث تقوم المنشأة حاليًا بتشغيل مجموعة مولدات لتقليل ذروات الطلب المفوترة، يمكن للبطارية أداء نفس الوظيفة دون انبعاثات محلية.
الآلية الثالثة عادة ما تكون الأسهل في القياس، لأن هيكل التعرفة يوفر الحسابات. الأولى تعتمد على إحصائيات الانقطاعات التي تختلف كثيرًا حسب الموقع. يجب أن يُبنى أي ادعاء بالانبعاثات على بيانات الموقع نفسه بدلاً من نسبة تقليل عامة.
عادةً ما يخصص ترتيب طاقة مركز البيانات الهجين الأدوار كما يلي.
| الأصل | الدور الأساسي | الدور الثانوي |
|---|---|---|
|
توريد المرافق |
التشغيل العادي |
إعادة شحن البطارية خلال فترات انخفاض الحمل |
|
UPS |
الاستمرارية الفورية للحمل التقني |
غير قابل للتطبيق |
|
نظام بطارية HBD-A |
استجابة سريعة، تقليل الذروة، تخزين الطاقة المتجددة |
توفير الطاقة أثناء بدء تشغيل المولد |
|
مجموعة مولد ديزل محمولة في حاوية |
تغطية الانقطاع المستمر |
إعادة شحن البطارية خلال فترة العزلة الممتدة |
|
الألواح الشمسية الكهروضوئية، حيثما تم تركيبها |
تعويض التوليد خلال النهار |
مصدر شحن البطارية |
|
نظام إدارة الطاقة (EMS) ونظام التحكم والمراقبة (SCADA) |
الإرسال، المراقبة، التقرير |
إدارة الإنذارات واحتفاظ البيانات |
تشمل منصة التحكم المنشورة من MPMC نظام EMS وSCADA مطور داخليًا مع مراقبة عن بُعد في الوقت الحقيقي، وإدارة الإنذارات والأعطال، والتقارير الآلية، واحتفاظ بالبيانات لمدة 10 سنوات، وإطار أمني إلكتروني بمستوى SL3، واتصال عبر الأقمار الصناعية Starlink كرابط احتياطي.
بالنسبة لجهة التوليد في هذا الهيكل، تسرد تكوينات مركز البيانات الموثقة لـ MPMC من مجموعة واحدة إلى أربع مجموعات مولدات ديزل محمولة بحاويات بقدرة 1000 إلى 3000 كيلو فولت أمبير لكل وحدة، تعمل بمحركات CUMMINS أو PERKINS أو MTU، مع نظام DSE 4520 MKII للفشل التلقائي في التيار الرئيسي أو DEIF AGC 150 للمزامنة المتوازية، وطبقة C4 مضادة للتآكل كمعيار مع خيار C5، وخيارات خزان وقود مدمجة توفر استقلالية لمدة 6 أو 8 أو 12 أو 24 ساعة.
تشمل مراجع المشاريع المنشورة من MPMC ذات الصلة بهذا النقاش ما يلي.
| المشروع | الحجم | التكوين والوظيفة الموثقة |
|---|---|---|
|
محطة طاقة خضراء، المجر |
8 MWh |
HBD-500-1000 × 2 و HBD-1000-2000 × 3؛ تنظيم التردد، تقليل الذروة، موازنة الحمل |
|
محطة تخزين FM متصلة بالشبكة، هولندا |
8 MWh |
سلسلة HBD-A، 2 MWh × 4 وحدات |
|
نظام BESS مُسلم إلى أوروبا |
8 MWh |
HBD-1000-2000A، بنية PCS مزدوجة متوازية، 2,097 kWh لكل وحدة عبر 5 وحدات، حاوية 20HQ، طلاء C4، IP55، عزل الأيروجيل |
|
تخزين تقليل الذروة، هولندا |
3.2 MWh |
سلسلة HBD-A و HBD-R بقدرة 125 kW / 260 kWh و 100 kW / 200 kWh |
|
مركز بيانات، الإمارات العربية المتحدة |
3 MW |
محرك MTU 20V4000 G63LF، مولد LEROY SOMER LSA 53.2 XL13، 50 هرتز عند 6 ك.ف |
المشاريع الأوروبية المذكورة أعلاه هي خدمات شبكية ونشر صناعي بدلاً من تركيبات مراكز البيانات. وهي تشير إلى الحجم والتكوين الذي قدمته MPMC، ويجب قراءتها كدليل على القدرة بدلاً من مراجع مراكز البيانات.
• ما هو الحمل الحرج بالكيلوواط، وما هي النسبة التي يجب أن تدعمها البطارية؟
• إلى متى يجب أن يستمر هذا الدعم قبل أن يتولى مجموعة المولدات المهمة أو تعود المرافق؟
• هل هناك حاجة لتشكيل الشبكة أو بدء التشغيل الأسود، أم أن النظام سيعمل دائمًا مع وجود مرجع للشبكة؟
• ما هو ترتيب التحويل بين المرافق، والبطارية، ومجموعة المولدات، وهل مطلوب انتقال سلس؟ تسرد MPMC التحويل السلس على الشبكة وخارجها كمعيار في سلسلة HBD-R والتحويل بفجوة كإعداد افتراضي في HBD-A، مع إمكانية التكوين عند الطلب.
• ما هي الظروف المحيطة في نقطة التركيب، وما هو التخفيض المطبق؟
• ما هي متطلبات الحريق والكهرباء والتصاريح المحلية لتركيب بطارية بهذا الحجم؟
• كيف سيتكامل النظام مع منصات إدارة المباني والمراقبة القائمة؟
• ما هو عدد الدورات السنوية المتوقعة، وكيف يقارن ذلك مع تصنيف 8000 دورة عند عمق تفريغ 90%؟
• ما هي الضمانات المطبقة؟ شروط HBD-A المنشورة من MPMC هي 5 سنوات أو 2.2 MWh/kWh إجمالي الإنتاج للنظام و10 سنوات أو 4.3 MWh/kWh لأداء البطارية، مع احتفاظ بنهاية العمر لا يقل عن 70%. صلاحية ضمان أداء البطارية مشروطة بالحفاظ على درجة حرارة صندوق البطارية بين 0°C و25°C والرطوبة عند 80% أو أقل.
بشكل عام لا، عند كثافات الطاقة والتكاليف الحالية. يمكنه تقليل وقت تشغيل المولد وتغطية الأحداث القصيرة. الاستبدال الكامل يتطلب سعة طاقة مثبتة تكفي لأطول انقطاع محتمل، وهو أمر نادرًا ما يكون اقتصاديًا على نطاق مراكز البيانات.
تقاس استجابة البطارية بالميلي ثانية. يجب على مجموعة المولدات أن تبدأ، وتصل إلى السرعة، وتقبل الحمل، وهي سلسلة تقاس بالثواني. لهذا السبب يتم عادةً تحديد الاثنين معًا بدلاً من اعتبارهما بدائل.
تدرج MPMC خلايا LiFePO₄ (LFP) عبر جميع سلاسل BESS. تُدرج سلسلة HBD-A بخلايا 314 Ah. تم توثيق مشروع أوروبا 8 ميغاواط ساعة بحزم بطاريات CATL 1P52S.
تدرج MPMC وضع VF، والبدء الأسود، وتشكيل الشبكة ضمن الأوضاع المدعومة، وهي الوظائف المطلوبة للتشغيل خارج الشبكة. يجب تأكيد التكوين المناسب للطراز والمشروع المحددين.
هيكل التعرفة، وتكرار ومدة أحداث الشبكة، والهدف من الانبعاثات، واستخدام الأصل. هذه عوامل خاصة بالموقع، لذا يجب أن يُبنى التقييم على بيانات الحمل والانقطاع الخاصة بالمرفق.