در محیط های افراطی مانند بیابان ها و گبی ها ، مناطق کوهستانی با ارتفاع بالا و ایستگاه های تحقیقاتی علمی قطبی ، تأمین انرژی پایدار حیات برای حفظ تولید و زندگی است. ظروف ذخیره سازی انرژی ، با طراحی مدولار ، سازگاری قوی محیطی و قابلیت استقرار سریع ، به "نیروهای ویژه انرژی" برای این سناریوها تبدیل شده اند. آنها نه تنها می توانند در برابر شرایط سخت مانند طوفان های ماسه ای ، سرماخوردگی شدید و کمبود اکسیژن مقاومت کنند ، بلکه با سیستم های انرژی جدید مانند فتوولتائیک و انرژی باد برای ساخت شبکه های برق مستقل و قابل اعتماد نیز همکاری می کنند ، و قدرت مداوم را برای عملیات و تحقیقات علمی در محیط های شدید فراهم می کنند.
1 کویر گوبی: "قلعه انرژی" در برابر طوفان های ماسه ای و درجه حرارت بالا
مناطق بیابانی و گوبی در شمال غربی چین مدت زمان آفتاب سالانه بیش از 3000 ساعت دارند و آنها را به مکانی ایده آل برای نیروگاه های فتوولتائیک تبدیل می کند. با این حال ، آنها همچنین با چالش هایی مانند طوفان های مکرر و دمای سطح بیش از 70 درجه در تابستان روبرو هستند. در پاسخ به این محیط ، ظروف ذخیره انرژی از نوع صحرا یک طرح "محافظت سه گانه" را اتخاذ می کنند: پوسته بیرونی از فولاد مقاوم در برابر آب و هوا 3 میلی متر ساخته شده است که تحت پوشش ماسه ای ، حذف زنگ زدگی و پوشش پوشش فلوئوروکربن قرار گرفته است. مقاومت آن در برابر سایش باد و شن و ماسه سه برابر بیشتر از ظروف معمولی است و عمر خدمات آن به بیش از 20 سال گسترش می یابد. یک لایه عایق پشمی صخره 50 میلی متری را روی دیواره داخلی جعبه نصب کنید ، همراه با یک آفتاب آفتاب فتوولتائیک در قسمت بالا ، برای کنترل دمای داخل کابین زیر 40 درجه و از تخریب باتری به دلیل درجه حرارت بالا جلوگیری کنید. قسمت پایین یک پایه ضد ماسه ای 30 سانتی متر افزایش یافته را برای جلوگیری از تجمع سریع حیاط سوراخ های اتلاف گرما اتخاذ می کند.
از نظر پیکربندی سیستم ذخیره انرژی ، باتری های فسفات آهن لیتیوم مقاوم در برابر دمای بالا ترجیح داده می شوند ، با دامنه دمای کار -20 درجه 60 درجه و عمر چرخه بیش از 6000 بار. در یک پروژه ذخیره انرژی فتوولتائیک فتوولتائیک بیابانی خاص ، ظروف ذخیره انرژی 410 20}}}} inte (با ظرفیت کل 20mww) با یک نیروگاه فتوولتائیک 50 مگاوات مطابقت دارد. از طریق یک سیستم کنترل دمای هوشمند ، خنک کننده مایع به طور خودکار در طول دمای بالا در ظهر در تابستان فعال می شود تا دمای باتری در 35 درجه 2 درجه تثبیت شود و از شارژ و تخلیه روزانه کامل برخوردار شود. تولید برق سالانه به 80 میلیون کیلووات ساعت می رسد و پشتیبانی جدی برای تراشیدن اوج و پر کردن دره مزارع بادی اطراف آن را فراهم می کند.
"تمیز کردن هوشمند+طراحی اضافی" برای مقابله با آب و هوای ماسه سنگ به همان اندازه بسیار مهم است. پانل های فتوولتائیک در بالای ظرف مجهز به یک دستگاه تمیز کردن برس اتوماتیک هستند که می توان طی 1 ساعت پس از طوفان ماسه ای تمیز کرد و بیش از 95 ٪ از راندمان تولید برق را بازیابی کرد. سیستم ذخیره انرژی N +1 طراحی افزونگی را اتخاذ می کند ، بنابراین حتی اگر یک ظرف واحد از بین برود ، تجهیزات باقیمانده هنوز هم می توانند 80 ٪ از ظرفیت منبع تغذیه خود را حفظ کنند ، و از عملکرد بی وقفه بارهای کلیدی مانند استخراج روغن و پست های مرزی اطمینان حاصل می کنند.
2 منطقه کوهستانی با ارتفاع زیاد: ترک کد انرژی هیپوکسی و دمای پایین
در ارتفاع بیش از 4000 متر در فلات تبت چینگه ، میزان اکسیژن موجود در هوا تنها 60 ٪ از آن در دشت است. دمای پایین پایین -30 درجه می تواند باعث کاهش ظرفیت باتری بیش از 30 ٪ شود. کانتینر ذخیره انرژی با ارتفاع زیاد مشکل را از طریق استراتژی دوگانه "مقاومت سرد+اکسیژن رسانی" حل می کند: باتری از مواد لیتیوم تیتانات استفاده می کند ، که میزان احتباس ظرفیت تخلیه 85 ٪ در محیط -40 درجه را حفظ می کند و سرعت شارژ سریع (تا 80 ٪ در 10 دقیقه) مناسب برای دیدار با تقاضای برق متناوب در مناطق کوهستانی است. یک سیستم تأمین اکسیژن پراکنده در داخل جعبه نصب شده است ، که به طور خودکار از زمانی که ارتفاع از 3500 متر فراتر می رود ، شروع می شود و میزان اکسیژن موجود در کابین را به 21 ٪ افزایش می دهد و از عملکرد پایدار اجزای الکترونیکی مانند اینورترها و تجهیزات نظارت اطمینان می یابد.
برای انطباق با زمین های پیچیده مناطق کوهستانی ، ظرف ذخیره انرژی یک طرح تقسیم ماژولار را اتخاذ می کند ، که می تواند در سه واحد مستقل جدا شود ، با هلیکوپتر یا قاطر و اسب به کوهستان منتقل شود و سپس در سایت مونتاژ شود. در پروژه ذخیره انرژی یک ایستگاه تحقیقاتی علمی در Xizang ، سه واحد ذخیره انرژی 50 کیلووات ساعت تنها در دو روز مستقر شدند و یک شبکه میکرو با یک آرایه فتوولتائیک 20 کیلو وات تشکیل دادند که مشکل تأمین کننده سوخت دشوار برای ژنراتورهای دیزل در ایستگاه تحقیقات علمی در زمستان را حل می کند و مصرف دیزل را 15 تن و انتشار کربن با 40 تن سالانه کاهش می دهد.
طراحی پیری ضد UV و حفاظت از رعد و برق به همان اندازه ضروری است. پوشش ضد اشعه ماوراء بنفش روی سطح ظرف می تواند در برابر تابش اشعه ماوراء بنفش قوی از ارتفاع زیاد مقاومت کند و از شکننده شدن قطعات پلاستیکی جلوگیری کند. دستگاه محافظت از رعد و برق فعال نصب شده در بالا می تواند جریان صاعقه را به طور مستقیم وارد زمین کند و با کمک محافظ تجهیزات داخلی ، سطح حفاظت از رعد و برق سیستم به کلاس IIC IEC می رسد و از عملکرد ایمن در هوای رعد و برق اطمینان می دهد.
3 سفر قطبی: یک کشتی انرژی برای مقاومت در برابر شب های سرد و قطبی
ایستگاه تحقیقاتی علمی قطب جنوب با سرماخوردگی -60 درجه و نیم سال شدید شب روبرو است که تقاضای شدید در مورد قابلیت اطمینان سیستم ذخیره انرژی ایجاد می کند. کانتینر ذخیره انرژی از نوع قطبی ، طرح "عایق دمای فوق العاده پایین+مکمل چند انرژی" را اتخاذ می کند: کابین پانل عایق خلاء (VIP) و عایق کامپوزیت پلی اورتان را تصویب می کند ، با هدایت حرارتی کم به اندازه 0.008W/(M · K) ، تنها 1/5 از مواد عایق عادی. با جبران گرمایش الکتریکی ، حتی اگر دمای خارجی -60 درجه باشد ، کابین می تواند 15 درجه 15 درجه را حفظ کند. باتری ذخیره انرژی از باتری کامپوزیت گرافن لیتیوم آهن فسفات استفاده می کند ، که عملکرد درجه حرارت پایین را از طریق هدایت بالای گرافن بهبود می بخشد. میزان احتباس ظرفیت تخلیه در -50 درجه به 70 ٪ می رسد و عمر چرخه از 5000 بار فراتر می رود.
برای مقابله با معضل بدون نور در شب ، ظروف ذخیره انرژی با ژنراتورهای دیزل و سیستم های انرژی باد ترکیب می شوند تا یک میکروگرید ترکیبی تشکیل شود. در ایستگاه Zhongshan در قطب جنوب ، دو کانتینر ذخیره انرژی 100 کیلووات ساعت و سه ژنراتور دیزل 50 کیلو وات با هم کار می کنند تا میزان مصرف دیزل را 20 ٪ در طول دوره شب قطبی از طریق حالت "تراشیدن اوج ذخیره انرژی+تراز ژنراتور" کاهش دهند ، در عین حال باعث کاهش ضررهای مکانیکی ناشی از شروع و توقف های مکرر می شود. سیستم مدیریت انرژی هوشمند در داخل ظرف می تواند بار برق را به مدت 7 روز پیش بینی کند ، به طور خودکار استراتژی های شارژ و تخلیه را تنظیم کرده و از عملکرد عادی تجهیزات آزمایشگاهی و امکانات زندگی در شب قطبی ایستگاه تحقیقات علمی اطمینان حاصل کند.
ضربه ضد یخ ضد یخ و طراحی مقاوم در برابر باد پایه و اساس بقای قطبی است. پوسته کانتینر مجهز به یک لایه ضد کنترل فولادی منگنز منگنز 5 میلی متر است که می تواند در برابر تأثیر در حال سقوط لبه های یخ مقاومت کند. پایین یک پایه سبک سورتمه ای را تصویب می کند ، که می تواند در زمین پوشیده از برف ثابت باشد و دارای مقاومت در برابر باد 12 است و ثبات ساختاری را در هوای کولاک قطب جنوب حفظ می کند.
استفاده از ظروف ذخیره انرژی در محیط های شدید نه تنها یک پیروزی تکنولوژیکی است ، بلکه نشان دهنده عزم بشریت برای فتح طبیعت با انرژی پاک است. از بیابان ها تا مناطق قطبی ، این "قلعه های انرژی" موبایل از قدرت فناوری استفاده می کنند تا برق پایدار و قابل اعتماد را برای هر گوشه از راه دور فراهم کنند و امنیت انرژی جامد را برای اکتشافات علمی ، توسعه منابع و ساخت و سازهای مرزی فراهم می کنند.