1- تعریف و کارکرد
مبدل ذخیره انرژی (PCS) دستگاهی است که به طور خاص برای کنترل فرآیندهای شارژ و دشارژ باتری ها با عملکرد تبدیل AC/DC طراحی شده است. از مبدل های دو طرفه DC/AC، واحدهای کنترل و غیره تشکیل شده است و می تواند به جریان دو طرفه انرژی الکتریکی دست یابد، یعنی جریان مستقیم را به جریان متناوب تبدیل کند و همچنین می تواند جریان متناوب را به جریان مستقیم تبدیل کند. کنترلر PCS دستورالعمل های کنترل پشتیبان را از طریق ارتباط دریافت می کند و اینورتر را برای شارژ یا تخلیه باتری بر اساس نماد و اندازه دستورالعمل برق کنترل می کند و از این طریق به تنظیم توان اکتیو و راکتیو در شبکه برق دست می یابد. علاوه بر این، PCS می تواند با سیستم مدیریت باتری (BMS) برای به دست آوردن اطلاعات وضعیت بسته باتری، دستیابی به شارژ و دشارژ محافظ باتری و اطمینان از عملکرد ایمن باتری ارتباط برقرار کند.
منبع تغذیه بدون وقفه (UPS) نوعی منبع تغذیه اضطراری است که شامل دستگاه‌های ذخیره‌سازی انرژی است که عمدتاً برای تأمین برق بدون وقفه برای برخی از دستگاه‌هایی که به پایداری توان بالا نیاز دارند، استفاده می‌شود. هنگامی که ورودی برق اصلی عادی است، UPS بار را با برق اصلی ثابت شده تامین می کند و باتری داخلی را شارژ می کند. هنگامی که برق شبکه قطع می شود (به دلیل قطع برق تصادفی)، UPS بلافاصله با تغییر انرژی DC باتری از طریق یک اینورتر، تغذیه AC را به بار می رساند، عملکرد عادی بار را حفظ می کند و از نرم افزار و سخت افزار بار در برابر آسیب محافظت می کند. . تجهیزات UPS معمولاً محافظت در برابر ولتاژ بالا یا پایین را برای جلوگیری از آسیب به تجهیزات الکتریکی ناشی از نوسانات ولتاژ فراهم می کند.
2- مشخصات فنی
PCS ذخیره انرژی دارای ویژگی های تبدیل جریان دو طرفه، کنترل دقیق، راندمان بالا و پایداری در فناوری است. این می تواند تبدیل انعطاف پذیر انرژی الکتریکی را به دست آورد، فرآیند شارژ و تخلیه باتری را با توجه به الزامات به دقت کنترل کند و از عملکرد ایمن باتری اطمینان حاصل کند. علاوه بر این، PCS ذخیره انرژی دارای عملکردهایی مانند نظارت و مدیریت اطلاعات در زمان واقعی وضعیت بسته باتری، مدیریت شارژ و دشارژ هوشمند و بهینه سازی است. می تواند پارامترهای کلیدی بسته باتری مانند ولتاژ، جریان، دما و مقاومت داخلی را در زمان واقعی به دست آورد و نظارت کند و به طور هوشمند استراتژی های شارژ و دشارژ را بر اساس این اطلاعات تنظیم کند تا به بهترین اثر شارژ و دشارژ دست یابد.
UPS بر روی عملکردهایی مانند پایداری برق، منبع تغذیه اضطراری و حفاظت از اضافه بار تمرکز دارد. این می تواند ولتاژ، جریان و فرکانس را در زمانی که کیفیت منبع تغذیه نوسان یا نوسان زیادی داشته باشد، تنظیم کند و از توان خروجی پایدار اطمینان حاصل کند و از آسیب به تجهیزات الکتریکی جلوگیری کند. هنگامی که یک موقعیت ناگهانی منجر به قطع برق در شبکه برق می شود، UPS می تواند فوراً به حالت منبع تغذیه باتری داخلی برای اطمینان از عملکرد عادی تجهیزات تغییر کند. علاوه بر این، UPS همچنین دارای عملکرد حفاظت از اضافه بار است. هنگامی که بار تجهیزات از مقدار نامی تجاوز می کند، به طور خودکار جریان خروجی را محدود می کند یا برق خروجی را برای محافظت از تجهیزات قطع می کند.
3، سناریوهای کاربردی
PCS ذخیره‌سازی انرژی عمدتاً در سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی متصل به AC مانند ذخیره‌سازی انرژی متصل به شبکه و ذخیره‌سازی انرژی ریزشبکه استفاده می‌شود. در این سیستم‌ها، PCS ذخیره‌سازی انرژی با کنترل فرآیند شارژ و دشارژ باتری‌ها، توان فعال و راکتیو شبکه برق را تنظیم می‌کند و در نتیجه تفاوت‌های بین عرضه و تقاضا را متعادل می‌کند و به پیک تراشیدن و پر شدن دره سیستم قدرت می‌رسد. علاوه بر این، PCS ذخیره‌سازی انرژی نیز می‌تواند با سیستم‌های تولید انرژی خورشیدی و بادی ترکیب شود تا الکتریسیته تولید شده توسط سیستم تولید برق را ذخیره کرده و در صورت نیاز آن را آزاد کند تا خروجی سیستم تولید برق و بهبود استفاده از انرژی را بهبود بخشد.
UPS به طور گسترده در زمینه هایی مانند مراکز داده، تجهیزات پزشکی، اتوماسیون صنعتی و تجهیزات ارتباطی استفاده می شود. در این زمینه ها، دستگاه ها دارای الزامات بالایی برای پایداری برق هستند. هنگامی که برق قطع می شود، ممکن است منجر به از دست دادن اطلاعات، خرابی تجهیزات و حتی به خطر انداختن ایمنی شود. بنابراین، یو پی اس به یک تجهیزات تضمین برق ضروری در این زمینه ها تبدیل شده است. این می تواند منبع تغذیه پایدار و بدون وقفه را برای دستگاه ها فراهم کند و از خرابی تجهیزات و از دست دادن داده های ناشی از قطع یا نوسانات برق جلوگیری کند.
4- روندهای توسعه
با توسعه مداوم انرژی های تجدید پذیر و فناوری ذخیره سازی انرژی، PCS ذخیره انرژی و UPS چشم انداز کاربرد گسترده تری خواهند داشت. PCS ذخیره انرژی توجه بیشتری به عملکردهایی مانند کارایی، پایداری و کنترل هوشمند برای پاسخگویی به تقاضای فزاینده برای ذخیره و استفاده انرژی خواهد داشت. در همین حال، با استفاده مداوم از فناوری‌هایی مانند اینترنت اشیا و داده‌های بزرگ، رایانه‌های شخصی ذخیره‌سازی انرژی به مدیریت و کنترل هوشمندتر دست می‌یابند و کارایی مصرف انرژی را بهبود می‌بخشند. UPS توجه بیشتری به عملکردهایی مانند پایداری برق و منبع تغذیه اضطراری خواهد داشت و همچنین به سمت مسیرهای کارآمدتر و دوستدار محیط زیست توسعه خواهد یافت. علاوه بر این، با محبوبیت و کاربرد خودروهای انرژی نو، یو پی اس نقش مهمی در زمینه هایی مانند ایستگاه های شارژ خودروهای برقی نیز خواهد داشت.
5- خلاصه
به طور خلاصه، تفاوت های قابل توجهی بین PCS ذخیره انرژی و UPS از نظر تعریف، عملکرد، ویژگی های فنی و سناریوهای کاربردی وجود دارد. PCS ذخیره انرژی عمدتاً برای کنترل فرآیند شارژ و تخلیه باتری ها، دستیابی به جریان دو طرفه انرژی الکتریکی و تنظیم توان فعال و راکتیو شبکه برق استفاده می شود. از سوی دیگر، یو پی اس عمدتاً برای ارائه تضمین منبع تغذیه بدون وقفه برای دستگاه هایی که به پایداری برق بالا نیاز دارند استفاده می شود. در کاربردهای عملی، هر دو مزایای خاص خود را دارند و با هم پشتیبانی مهمی برای عملکرد پایدار سیستم قدرت و استفاده بهینه از انرژی فراهم می‌کنند.