ما هي خزانة الطاقة الخارجية؟ شرح التصميم والتكنولوجيا والتطبيقات

تقدم هذه المقالة نظرة فنية تفصيلية لخزائن الطاقة الخارجية، بما في ذلك:

◆ الهيكل

◆ المكونات

◆ EMS مقابل EMU مقابل FSU

◆ نظام مراقبة البيئة

◆ معايير الحماية

◆ تقنيات التبريد

◆ التطبيقات

◆ الأسئلة الشائعة

 

مع التوسع السريع لشبكات الاتصالات السلكية واللاسلكية، وأنظمة الطاقة المتجددة، والأتمتة الصناعية، أصبحت البنية التحتية الموثوقة للطاقة الخارجية مطلبًا بالغ الأهمية. أحد الحلول الأساسية المعتمدة على نطاق واسع عبر الصناعات هو خزانة الطاقة الخارجية.

 

توفر خزانة الطاقة الخارجية بيئة آمنة ومقاومة للعوامل الجوية لإيواء المعدات الكهربائية ومعدات إدارة الطاقة في الظروف الخارجية. فهو يضمن موثوقية النظام وسلامته وتشغيله بكفاءة حتى في البيئات القاسية.

 

فهم تصميم خزانة الطاقة الخارجية

خزانة الطاقة الخارجية عبارة عن حاوية مصممة خصيصًا لدمج أنظمة إمداد الطاقة مع حماية المكونات الكهربائية الحساسة من المخاطر البيئية.

 ميزات التصميم الرئيسية:

 

• هيكل من الفولاذ شديد التحمل، أو الفولاذ المقاوم للصدأ، أو الألومنيوم                                                                                   

• المعالجة السطحية المقاومة للتآكل (طلاء المسحوق أو الجلفنة)

• حماية عالية من الدخول (IP55، IP65 أو أعلى)

• إغلاق متعدد الطبقات لمقاومة الغبار والماء

• هيكل مقوى لحمل الرياح والاهتزاز الخارجي

 

تتيح هذه الميزات التشغيل الخارجي على المدى الطويل بأقل قدر من الصيانة.

المكونات الرئيسية داخل خزانة الطاقة الخارجية

على الرغم من أن التكوينات تختلف حسب التطبيق، إلا أن خزانة الطاقة الخارجية النموذجية تتضمن ما يلي:

 

نظام توزيع الطاقة (وحدات توزيع الطاقة)

تقوم وحدة PDU بإدارة تدفق الطاقة الكهربائية إلى الأحمال المختلفة باستخدام قواطع دوائر مدمجة وآليات حماية

 

المعدلات والعاكسات

تقوم المقومات بتحويل طاقة التيار المتردد إلى تيار مستمر لأنظمة الاتصالات والبطاريات، بينما تقوم العاكسات بتحويل التيار المستمر إلى تيار متردد للأحمال الصناعية.

 

بطاريات تخزين الطاقة

غالبًا ما تكون بطاريات الليثيوم أيون أو بطاريات الرصاص الحمضية لأنظمة الطاقة الاحتياطية أو المتجددة.

 

نظام التبريد

مثل مكيفات الهواء، أو المبادلات الحرارية، أو المراوح للحفاظ على درجة الحرارة المناسبة.

 

وحدات المراقبة والتحكم، وتسمى أيضًا EMS أو EMU أو FSU

تتيح المراقبة الذكية التتبع في الوقت الفعلي لما يلي: الجهد والتيار، وحالة البطارية، ودرجة الحرارة والرطوبة الداخلية، وإشعارات الإنذار. تعمل الإدارة عن بعد على تحسين الكفاءة التشغيلية.

 

حماية السلامة

قواطع الدوائر الكهربائية، والحماية من زيادة التيار، وأنظمة التأريض، وإجراءات الوقاية من الحرائق.

EMS مقابل EMU مقابل FSU

في مجال أنظمة تخزين الطاقة، وخزائن الاتصالات، وحلول الطاقة الصناعية، ترتبط EMS وEMU وFSU ولكنها ليست نفس الشيء. أنها تخدم أدوار التحكم والإدارة المختلفة.

 

EMS (نظام إدارة الطاقة) هو نظام التحكم عالي المستوى.

إنها منصة برمجيات + أجهزة تقوم بما يلي:

◇ مراقبة توليد الطاقة (الطاقة الشمسية، الشبكة، الديزل، الخ)

◇ التحكم في شحن وتفريغ البطارية

◇ يحسن استخدام الطاقة

◇ يدير جدولة التحميل

◇ يقلل من تكلفة الطاقة ويحسن الكفاءة

 

EMU (وحدة إدارة الطاقة) هي عادةً وحدة تحكم في الأجهزة (جهاز محلي).

△ يجمع البيانات من البطاريات والعاكسات والعدادات وأجهزة الاستشعار

△ ينفذ أوامر EMS محليًا

△ يتواصل مع برنامج EMS

 

FSU (وحدة الإشراف الميداني (أو وحدة الخدمة الميدانية في الاتصالات)، تستخدم بشكل رئيسي في أنظمة الاتصالات والخزائن الخارجية. 

◎ يراقب بيئة الخزانة (درجة الحرارة والرطوبة والدخان وحالة الباب)

◎ شاشات معدات الطاقة (المقومات والبطاريات ووحدات التيار المتردد)

◎ يرسل إنذارات إلى منصة المراقبة عن بعد

مقارنة سريعة : 

شرط	الاسم الكامل	الوظيفة الرئيسية	الاستخدام النموذجي
إي إم إس	نظام إدارة الطاقة	تحسين الطاقة على مستوى النظام	ESS، شبكة صغيرة
الاتحاد الاقتصادي والنقدي	وحدة إدارة الطاقة	أجهزة التحكم المحلية	خزائن ESS
الاتحاد الفيدرالي لكرة القدم	وحدة الإشراف الميداني	المراقبة والإنذارات	خزائن الاتصالات

ما هو نظام مراقبة البيئة في صناعة الاتصالات؟

في صناعة الاتصالات، نظام مراقبة البيئة (يُسمى غالبًا EMS أو أحيانًا جزء من حلول FSU) هو نظام يستخدم لمراقبة وجمع وإدارة بيانات الحالة البيئية والمعدات داخل مواقع الاتصالات مثل:

 

♂ خزائن اتصالات خارجية

♂ ملاجئ المحطة الأساسية

♂ غرف البيانات

♂ غرف إمدادات الطاقة

 

هدفها الرئيسي هو ضمان التشغيل المستقر، ومنع الأعطال، وتمكين الصيانة عن بعد.

 

ماذا يفعل نظام مراقبة البيئة؟

يقوم نظام EMS بمراقبة مستمرة:

الظروف البيئية

※ درجة حرارة

※ رطوبة

※ كشف الدخان / الحريق

※ تسرب المياه

※ حالة مكيف الهواء

الأمن الجسدي

⊙ حالة فتح/إغلاق الباب

⊙ أجهزة إنذار بالاهتزاز أو الاقتحام

 

حالة الطاقة والمعدات

☆ مدخلات طاقة التيار المتردد

☆ المعدلات

☆ البطاريات (الجهد والتيار)

☆ UPS أو وحدات توزيع الطاقة

 

كيف يعمل

 

◇ تقوم أجهزة الاستشعار بجمع البيانات البيئية وبيانات الطاقة

◇ تقوم وحدة تحكم EMS (أو FSU) بمعالجة البيانات

◇ يتم إرسال المعلومات إلى منصة المراقبة عن بعد

◇ يتم إطلاق الإنذارات في حالة حدوث ظروف غير طبيعية

 

يمكن للمشغلين مراقبة الآلاف من مواقع الاتصالات عن بعد.

لماذا يعتبر نظام الإدارة البيئية (EMS) مهمًا في مجال الاتصالات؟

 

✔ يمنع ارتفاع درجة حرارة المعدات

✔ يقلل من وقت التوقف عن العمل

✔ تمكين المحطات القاعدية غير المأهولة

✔ يقلل من تكلفة الصيانة

✔ تحسين موثوقية الشبكة

 

المكونات النموذجية لـ EMS

 

♀ حساسات البيئة (درجة الحرارة، الرطوبة، الدخان، تسرب المياه)

♀ وحدات مراقبة الطاقة

♀ وحدة التحكم (مضيف FSU أو EMS)

♀ وحدة الاتصال (إيثرنت، RS485، 4G/5G)

♀ منصة برمجيات الرصد

 

EMS مقابل FSU (مجال الاتصالات)

 

في العديد من مشاريع الاتصالات:

FSU = وحدة تحكم مراقبة الأجهزة

EMS = نظام مراقبة كامل (أجهزة + برامج + منصة)

لذا فإن EMS هو الحل الكامل، في حين أن FSU عادة ما يكون الجهاز الأساسي داخل الخزانة.

يعد نظام مراقبة البيئة في صناعة الاتصالات بمثابة حل للمراقبة عن بعد يتتبع الظروف البيئية ومعدات الطاقة والحالة الأمنية لمواقع الاتصالات لضمان تشغيل الشبكة بشكل آمن ومستقر وفعال.

حلول الإدارة الحرارية لخزائن الطاقة الخارجية

 

الحرارة هي عامل رئيسي يؤثر على عمر المعدات الكهربائية. تشمل حلول التبريد الشائعة ما يلي:

 

مكيفات الهواء مجلس الوزراء

يستخدم في البيئات عالية الحرارة أو الأجهزة الإلكترونية الحساسة، مما يضمن التحكم الدقيق في درجة الحرارة.

 

المبادلات الحرارية جو-جو

يمنع الغبار والرطوبة أثناء نقل الحرارة بشكل فعال.

 

مراوح تهوية مع فلاتر

مناسبة للمناخات المعتدلة والأحمال الحرارية المنخفضة.

يعتمد اختيار نظام التبريد المناسب على الظروف المناخية وتبديد الحرارة وحساسية المعدات.

معايير الحماية وميزات السلامة

 

• خزانات الطاقة الخارجية عالية الجودة تتوافق مع المعايير الدولية:

• حماية IP55/IP65 ضد الغبار والماء

• طلاءات مضادة للتآكل للمناطق الساحلية والصناعية

• أنظمة التأريض للسلامة الكهربائية

• أجهزة الحماية من الصواعق (SPD) ضد الصواعق وارتفاع الجهد

• مواد مقاومة للحريق وأنظمة إخماد الحرائق الاختيارية

التطبيقات الشائعة لخزائن الطاقة الخارجية

 

تُستخدم خزانات الطاقة الخارجية على نطاق واسع في العديد من الصناعات:

 

الاتصالات

 

• المحطات الأساسية

• مواقع شبكات 5G

• خزائن الاتصالات الخارجية والملاجئ

 

إنها توفر طاقة مستقرة وطاقة احتياطية للحفاظ على تشغيل أنظمة الاتصالات على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع.

 

أنظمة تخزين الطاقة (ESS)

 

• محطات الطاقة الشمسية

• مشاريع طاقة الرياح

• حاويات تخزين طاقة البطارية

 

إنهم يديرون تحويل الطاقة وتخزينها وتوزيعها بكفاءة.

 

البنية التحتية الصناعية والمدينة الذكية

 

• أنظمة التحكم في حركة المرور

• أنظمة المراقبة

• محطات شحن السيارات الكهربائية

 

إنها تدعم المعدات الخارجية المهمة بإمدادات طاقة موثوقة.

الفوائد الرئيسية لاستخدام خزانات الطاقة الخارجية

1. حماية البيئة القوية

بفضل مواد مانعة للتسرب ومقاومة للتآكل حاصلة على تصنيف IP، تعمل خزانات الطاقة الخارجية على حماية المعدات من الظروف الجوية القاسية.

 

2. موثوقية عالية

مصممة للتشغيل المستمر مع أنظمة التبريد والسلامة المدمجة.

 

3. تحسين المساحة

يدمج الهيكل المدمج مكونات طاقة متعددة في حاوية واحدة.

 

4. سهولة الصيانة

تعمل أبواب الوصول الأمامية والخلفية، والتصميم المعياري، والمراقبة عن بعد على تقليل وقت الصيانة وتكاليفها.

 

5. تصميم قابل للتخصيص

يمكن تصميمه من حيث الحجم وطريقة التبريد والتخطيط الداخلي وقدرة الطاقة وفقًا لاحتياجات المشروع.

كيفية اختيار خزانة الطاقة الخارجية المناسبة

 

عند اختيار خزانة الطاقة الخارجية، ضع في اعتبارك العوامل التالية:

• بيئة التثبيت (درجة الحرارة والرطوبة والمناطق الساحلية والصحراء وغيرها)

• قدرة الطاقة ومتطلبات الجهد

• محلول التبريد (مكيف الهواء، المبادل الحراري، التهوية الطبيعية)

• مستوى الحماية (IP55، IP65، إلخ.)

• المواد (الفولاذ المجلفن، الفولاذ المقاوم للصدأ، الألومنيوم)

 

يساعد العمل مع شركة تصنيع ذات خبرة على ضمان الموثوقية والأداء على المدى الطويل.

خاتمة

 

تعتبر خزانة الطاقة الخارجية حلاً بالغ الأهمية للبنية التحتية لإدارة أنظمة الطاقة بأمان في البيئات الخارجية. من شبكات الاتصالات إلى مشاريع تخزين الطاقة، تحمي هذه الخزانات المعدات، وتضمن إمداد الطاقة المستمر، وتحسن كفاءة النظام.

 

مع تزايد الطلب على حلول الطاقة الخارجية الموثوقة مع تطوير شبكات الجيل الخامس والطاقة المتجددة، ستستمر خزانات الطاقة الخارجية عالية الجودة في لعب دور رئيسي في البنية التحتية الحديثة.

التعليمات

ما هو استخدام خزانة الطاقة الخارجية؟

 

يتم استخدام خزانة الطاقة الخارجية لإيواء وحماية معدات توزيع الطاقة والبطاريات والمقومات وأنظمة التحكم في البيئات الخارجية. يتم تطبيقه بشكل شائع في محطات الاتصالات الأساسية، وأنظمة تخزين الطاقة، ومشاريع الطاقة المتجددة، والبنية التحتية الصناعية.

 

 

ما هي المواد التي تصنع منها خزائن الطاقة الخارجية؟

 

عادةً ما تكون خزانات الطاقة الخارجية مصنوعة من الفولاذ المجلفن أو الفولاذ المقاوم للصدأ أو سبائك الألومنيوم. توفر هذه المواد قوة عالية ومقاومة للتآكل ومتانة طويلة الأمد للظروف الخارجية القاسية.

 

 

ما هو تصنيف IP الموصى به لخزائن الطاقة الخارجية؟

 

تستخدم معظم خزانات الطاقة الخارجية مستويات الحماية IP55 أو IP65.

IP55 يحمي من الغبار ونفاثات الماء

يوفر IP65 حماية أعلى ضد الغبار والأمطار الغزيرة

الاختيار يعتمد على الظروف البيئية.

 

 

كيف يتم التحكم في درجة الحرارة داخل خزانة الطاقة الخارجية؟

 

يتم التحكم في درجة الحرارة باستخدام: مكيفات الهواء، المبادلات الحرارية الهواء إلى الهواء،

مراوح تهوية مع فلاتر

 

بالنسبة للمعدات ذات الحرارة العالية أو الحساسة، فإن مكيفات الهواء هي الحل الأكثر فعالية.

 

هل يمكن تخصيص خزائن الطاقة الخارجية؟

 

نعم. يمكن تخصيص خزانات الطاقة الخارجية من حيث الحجم والتخطيط الداخلي ونظام التبريد والمواد ومستوى الحماية وقدرة الطاقة بناءً على متطلبات المشروع المحددة.

 

 

ما هي الصناعات التي تستخدم عادة خزانات الطاقة الخارجية؟

 

تُستخدم خزانات الطاقة الخارجية على نطاق واسع في: الاتصالات (شبكات 4G/5G)، وأنظمة تخزين الطاقة (BESS)، ومحطات الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، والبنية التحتية للمدينة الذكية، والأتمتة الصناعية

 

 

ما المدة التي تدوم فيها خزانات الطاقة الخارجية عادةً؟

 

باستخدام المواد والطلاءات وأنظمة التبريد المناسبة، يمكن لخزانات الطاقة الخارجية عالية الجودة أن تعمل بشكل موثوق لمدة تتراوح بين 10 و20 عامًا، حتى في البيئات القاسية.

 

هل تبحث عن شركة مصنعة موثوقة لخزانة الطاقة الخارجية؟ يرجى الاتصال بنا للحصول على مزيد من المعلومات.