المواقع التي تُبنى فيها المباني، والمناطق التي تتعافى من الكوارث، وأماكن المهرجانات المؤقتة جميعها تحتاج في يومنا هذا إلى حلول للطاقة لا تأتي معها مشكلات المولدات التقليدية التي تعمل بالديزل. الضجيج المستمر، والدخان، وصعوبة الحصول على الوقود في المناطق النائية لم تعد مجدية بعد اليوم. وبحسب تقرير حديث عن قطاع الصناعة في عام 2023، فإن نحو سبعة من كل عشرة مقاولين يبحثون الآن عن خيارات أكثر استدامة عندما تكون مشاريعهم أقل من سنة. لماذا؟ لأن اللوائح المتعلقة بالانبعاثات تزداد صرامةً باستمرار، وتسعى الشركات إلى تحقيق تلك الأهداف المتعلقة بالصفر الصافي التي وعدت بها المستثمرين. وهنا تظهر أهمية أنظمة تخزين الطاقة المتنقلة. إذ يمكن لهذه الوحدات (BESS) أن توفر الطاقة متى ما دعت الحاجة، دون انبعاثات ملوثة مزعجة أو الحاجة إلى إعادة تعبئة خزانات الوقود باستمرار. كما أصبحت هذه الوحدات الحل المفضل في قطاعات البناء والاستجابة للطوارئ.
يمكن لأنظمة تخزين الطاقة المتنقلة (Mobile BESS) تقليل استخدام الديزل بنسبة تصل إلى 90% في معظم مواقع العمل عندما تخزن الطاقة من الشبكة أو مصادر الطاقة المتجددة مثل الألواح الشمسية. على سبيل المثال، خفضت إحدى فرق العمل على الطرق ساعات تشغيل المولدات من 18 ساعة يوميًا إلى ساعتين فقط بعد تركيب وحدة بسعة 450 كيلوواط/ساعة. وقد تعاملت هذه الوحدة بسلاسة مع الإضاءة الليلية وشحن الأدوات الكهربائية دون أي مشاكل تذكر. كما أن التشغيل الهادئ يُعد ميزة كبيرة أخرى، إذ تعمل هذه البطاريات بصمت يكاد لا يُسمع بين 20 إلى 50 ديسيبل، بينما تُصدر المولدات القديمة تعمل بالديزل ضجيجًا عاليًا يتراوح بين 85 إلى 100 ديسيبل، مما يجعل من الصعب التحدث ويُزعج الجميع في نطاق السمع. ويُقدّر العمال بالفعل مدى سهولة التواصل في مواقع العمل بمجرد اختفاء هذه الآلات الصاخبة.
أظهر مشروع ترقية طريق في كولورادو على مدى ثلاثة أشهر الأثر البيئي لأنظمة تخزين الطاقة المتنقلة:
| المتر | مولد الديزل | أنظمة تخزين الطاقة المتنقلة (Mobile BESS) | التقليل |
|---|---|---|---|
| انبعاثات ثاني أكسيد الكربون | 38 طنًا | 4 أطنان | 89% |
| تكاليف الوقود | 26,000 دولار | 3100 دولار | 88% |
| ساعات الصيانة | 64 | 12 | 81% |
تجنب المشروع غرامات جودة الهواء المحلية البالغة 8200 دولار مع الحفاظ على الطاقة دون انقطاع لعمليات معالجة الخرسانة وأنظمة السلامة.
تأتي القواعد الجديدة لوكالة حماية البيئة التي ستدخل حيز التنفيذ في يناير 2025 مع غرامات جزاء كبيرة أيضًا، سيئة للغاية لأي شخص يطلق كميات إضافية من أكسيـد النيتروجين في مواقع البناء. والغرامة؟ تصل إلى 22,000 دولار لكل طن يتجاوز الحد المسموح. هذا بالتأكيد عجّل من وتيرة تركيب أنظمة تخزين الطاقة المتنقلة القائمة على البطاريات في مواقع العمل. في الوقت نفسه، يلزم ما يقارب ثلثي شركات فورتشن 500 الكبيرة مقاوليها من الباطن باستخدام معدات صديقة للبيئة ضمن متطلبات العقود هذه الأيام. كل هذا الضغط القادم من الجهات التنظيمية والمشترين من الشركات يدفع السوق إلى الأمام بسرعة كبيرة. وبحسب تقرير التكنولوجيا النظيفة الأخير من العام الماضي، فإننا ننظر إلى ما يقارب 3.8 مليار دولار من الأعمال الخاصة بحلول تخزين الطاقة المحمولة المستخدمة بشكل مؤقت عبر مشاريع مختلفة بحلول عام 2027.
توفر أنظمة تخزين الطاقة المتنقلة بالبطاريات طاقة موثوقة عندما لا تكون هناك إمكانية للاتصال بالشبكة الكهربائية، وهو أمر بالغ الأهمية خلال ساعات البناء المتأخرة التي كانت تتطلب فيها المولدات التقليدية التي تعمل بالديزل. يمكننا أن نأخذ كمثال مشروع توسيع الطريق العام الماضي، حيث تم تركيب وحدات متنقلة لتوفير الطاقة لتشغيل جميع مصابيح LED المحيطة بالموقع بالإضافة إلى تشغيل كاميرات المراقبة طوال الليل. بقيت السلامة على مستوى جيد، لكن الجزء الأفضل كان هو استخدام كمية أقل بكثير من الوقود مقارنة بالماضي، وبحسب التقارير فقد انخفض الاستهلاك بنسبة تصل إلى أربعة أخماس. وبالإضافة إلى ذلك، وبما أن هذه الأنظمة تعمل بصمت تام، لم يعد هناك أي شكوى من السكان القريبين حول صوت المحركات الدائمة في الماضي. وقد ساعد هذا الصمت في تغيير نظرة السكان المحليين تجاه المشروع ككل.
عندما تبدأ مواقع البناء في التحول إلى استخدام الحفارات واللوادر الكهربائية، تتيح أنظمة تخزين الطاقة المتنقلة القائمة على البطاريات (BESS) الحصول على قدر كبير من الطاقة دون الحاجة إلى بنية تحتية دائمة منذ البداية. على سبيل المثال، قام أحد مخيمات التعدين بخفض استهلاك وقود الديزل بنسبة تصل إلى الثلثين تقريبًا بمجرد إدخال وحدات التخزين المحمولة هذه. تقوم هذه الوحدات بشحن المعدات التي تعمل بجهد 240 فولت طوال اليوم بينما يكون العمال مشغولين بالحفر ونقل المواد. وفي أوقات الليل، تقوم البطاريات بإعادة شحن نفسها باستخدام الكهرباء الزائدة من الشبكة أو من وحدات الطاقة الشمسية الموجودة في الموقع إذا كانت متوفرة. وفي معظم الأيام، يمكن لهذه أنظمة التخزين أن تُنتج ما بين 300 إلى 500 كيلوواط ساعة من الطاقة، مما يضمن استمرار تشغيل الآلات بسلاسة خلال الفترات الطويلة من العمل.
تخفف وحدة تخزين الطاقة المتنقلة (Mobile BESS) من الارتفاعات المؤقتة في استهلاك الطاقة أثناء الأنشطة مثل صب الخرسانة أو تشغيل الرافعات. قام أحد مطوري البنية التحتية بخفض فواتير الذروة بنسبة 45٪ من خلال نشر أربع وحدات متنقلة بسعة 250 كيلوواط في الساعة خلال مراحل إنشاء الأساسات. تقوم الأنظمة بإطلاق الطاقة تلقائيًا خلال فترات الحمل العالي، مما يستقر تدفق الطاقة ويمنع الانقطاعات المكلفة في الشبكة.
تتفوق الوحدات المتنقلة لتخزين الطاقة (Portable BESS) في المشاريع التي تتطلب نقلًا متكررًا، مثل تركيب خطوط الأنابيب أو عمليات التعافي من الكوارث. قام مقاول طاقة متجددة بخفض وقت الإعداد بنسبة 70٪ باستخدام مقطورات بطاريات معيارية بسعة 100 كيلوواط في الساعة يمكن ربطها خلال أقل من 30 دقيقة. تتيح هذه المرونة الحفاظ على الإنتاجية دون تأخير ناتج عن توصيل الوقود أو صيانة المولدات.
يواصل العديد من الشركات استخدام المولدات الكهربائية التي تعمل بالديزل في مواقع العمل المؤقتة لأنها توفر عزم دوران قوي وتعمل بشكل جيد حتى في الظروف الباردة للغاية. الجانب السلبي؟ تطلق هذه الأنظمة القديمة ما يعادل 35 لترًا من التلوث بغاز ثاني أكسيد الكربون كل ساعة تعمل فيها. والأمر أسوأ من ذلك، فهي تساهم بنحو ربع مادة الجسيمات الموجودة في المناطق التي لا توجد فيها شبكات كهربائية. ارتفعت الغرامات الخاصة بتشغيل هذه الآلات بنسبة تقارب النصف منذ بداية العقد. ومع ذلك، يفضل معظم العاملين في هذه المواقع المؤقتة الاعتماد على ما يتقنونه بدلًا من التحول إلى خيارات أنظف. نحو ثلثي مديري المواقع يفضلون التعامل مع المعدات المألوفة لديهم بدلًا من تعلم تقنيات جديدة مثل حلول تخزين الطاقة المتنقلة بالبطاريات، وهو السبب الرئيسي في بقاء معدلات اعتماد هذه الحلول منخفضة رغم الزيادة في القضايا البيئية.
أنظمة تخزين الطاقة المتنقلة بالبطاريات (BESS) تتفوق على المولدات الديزلية من حيث ثلاث مقاييس حيوية هي:
| المعايير | مولدات ديزل | أنظمة تخزين الطاقة المتنقلة (Mobile BESS) |
|---|---|---|
| مستوى الضجيج | 70–100 ديسيبل | 20–50 ديسيبل |
| تكلفة الصيانة السنوية | 15–25 دولار لكل كيلوواط ساعة | 2–5 دولارات لكل كيلوواط ساعة |
| الكفاءة في الطقس البارد | انخفاض الكفاءة بنسبة 12–18% | انخفاض الكفاءة بنسبة أقل من 5% |
تُلغي وحدات تخزين الطاقة الكهربائية (BESS) مخاطر تسرب الوقود وتتطلب صيانة دورية أقل بنسبة 80% مقارنة بالأنظمة التي تعمل بالاحتراق، وفقًا لتقرير مرونة الطاقة لعام 2023.
خلال توسيع طريق في جبال الألب السويسرية استمر ستة أشهر، اكتشف العمال أنفسهم يستهلكون ما يقارب 3800 لتر من الديزل أسبوعيًا فقط لإبقاء معدات التسوية الخاصة بهم قيد التشغيل. غيرت الأمور بشكل كبير عندما تم إحضار أنظمة تخزين الطاقة المتنقلة هذه المتصلة بألواح الطاقة الشمسية. فجأة، بدأوا باستخدام كمية أقل بكثير من الوقود الديزلي – حوالي 94% أقل وفقًا لسجلاتهم. ما يثير الإعجاب حقًا هو كيف استمرت هذه البطاريات في توفير الطاقة المستقرة حتى عندما انخفضت درجات الحرارة دون نقطة التجمد، وهي حالة كانت تسبب مشاكل متعددة للماكينات التقليدية التي تعمل بالديزل. كانت تلك الماكينات القديمة تحتاج إلى التشغيل المستمر فقط لتبقى دافئة بما يكفي لتجنب التجمد. لاحظ القائمون على إدارة المشروع أن فاتورة الطاقة لديهم انخفضت بنسبة تقارب 31%، كما لم تعد هناك أي انقطاعات ناتجة عن الضجيج العالي. يبدو أن النتائج كانت مفيدة للجميع في نهاية المطاف.
أظهرت مخيمات التعدين التي تجمع بين تخزين البطاريات (حوالي 80٪) والديزل الاحتياطي (حوالي 20٪) انخفاضًا في استخدام المولدات بنسبة تتراوح بين 60 إلى ربما 80 بالمئة وفقًا للبحث المنشور السنة الماضية في مجلة التعدين المستدام. يعمل النظام عن طريق السماح للذكاء الاصطناعي بتلبية معظم احتياجات الطاقة بشكل طبيعي، مع التبديل إلى الديزل فقط عندما يحدث ارتفاع مفاجئ يزيد عن 1.2 ميغاواط. تُعد هذه الطريقة أيضًا أسرع في استرداد الشركات لأموالها – حيث تشير الدراسات إلى أنها تحقق عوائد أسرع بنسبة 57 بالمئة مقارنة بتشغيل المولدات العادية فقط. على سبيل المثال، هناك عملية اتصالات تابعة لشركة شمالًا نُفذت فيها هذه الترتيبات. تمكنوا من خفض تكاليف تصاريح الكربون بنحو 740 طنًا متريًا كل عام رغم العمل في درجات حرارة قاسية تصل إلى ناقص ثلاثين درجة مئوية، وفي الوقت نفسه حافظوا على تشغيل معداتهم بشكل شبه دائم بنسبة 99.98٪ على مدار أشهر الشتاء.
يمكن أن يؤدي التحول إلى تخزين الطاقة المتنقل بدلًا من المولدات الديزلية التقليدية إلى خفض كبير في المصروفات التشغيلية. نحن نتحدث هنا عن توفير يتراوح بين 40 إلى 60 بالمائة عندما تتوقف الشركات عن شراء الوقود وتقلل من أعمال الصيانة الخاصة بالمحركات. أظهرت دراسة بحثية أجريت العام الماضي على اثني عشر مشروع بناء شيئًا مثيرًا للاهتمام: المشاريع التي استبدلت معظم وقت تشغيل المولدات بالطاقة الكهربائية المخزنة حققت توفيرًا شهريًا بلغ حوالي 18 ألف دولار لكل مشروع. هذا رقم مثير للإعجاب. ودعنا لا ننسى أيضًا تكاليف الصيانة الدورية. تحتاج المولدات الديزلية إلى مراقبة مستمرة كل أسبوع، في حين أن أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) تحتاج فقط إلى فحص كل ثلاثة أشهر تقريبًا. هذا يعني أن فرق البناء توفر ما بين 120 إلى 150 ساعة عمل لكل وحدة يتم تركيبها سنويًا.
تفرض لوائح الانبعاثات الحديثة غرامات يومية تتراوح بين 160 و420 دولارًا لتجاوز مستويات الجسيمات الديزلية في مواقع العمل. يلغي BESS المتنقل هذه الغرامات ويمنع تكبّد مبالغ تتراوح بين 5000 و15000 دولار كرسوم مخالفة ضوضاء في المجتمع، وهي شائعة مع استخدام المولدات على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع. وتشير مبادرة كاليفورنيا لـ "المواقع الخالية من الضجيج" لعام 2024 إلى أن المشاريع التي استخدمت تخزين الطاقة قللت من تكاليف التقاضي المتعلقة بالضوضاء بنسبة 92% مقارنةً بالمواقع المعتمدة على الديزل.
حقق مشروع منجمي كندي تم نشره على مدى ستة أشهر عائد استثمار خلال 14 شهرًا باستخدام BESS المتنقل المؤجر مع صفائف الطاقة الشمسية. قلّل النظام من استهلاك الديزل من 5200 غالون إلى 900 غالون شهريًا، مما وفر 287000 دولار في تكاليف الوقود وتجنب 48000 دولار في ائتمان الانبعاثات. ساهم شحن المعدات ليلاً عبر الطاقة الشمسية المخزنة في 63% من إجمالي التوفير.
يفضل 72٪ من المقاولين تأجير وحدات تخزين الطاقة المتنقلة (BESS) لتجنب تكاليف أولية تتراوح بين 75,000 و 220,000 دولار لكل وحدة. توفر برامج FlexiLease اتفاقيات تتراوح مدتها بين 12 و 36 شهرًا برسوم شهرية تتراوح بين 1,200 و 2,500 دولار، وتشمل الصيانة واستبدال البطاريات. وللعمليات الدائمة، يقلل الشراء بقروض الطاقة النظيفة لخمس سنوات بنسبة 0% فائدة من إجمالي تكاليف الملكية بنسبة 31٪ مقارنة بأسطول المولدات التي تعمل بالديزل.
تتطلب نشر وحدات تخزين الطاقة المتنقلة (BESS) في المواقع النائية خيارات جيدة لإعادة الشحن عندما لا تكون هناك شبكة كهرباء قريبة. يلجأ العديد من المشغلين الآن إلى استخدام الألواح الشمسية والمولدات الريحية لشحن بطارياتهم كلما سمحت الظروف، مما يقلل من استهلاك الديزل بشكل كبير. وقد بدأت بعض الشركات العاملة في المناطق المعزولة للغاية باستخدام برامج تبديل البطاريات أيضًا. تتيح هذه الخدمات تبديل البطاريات الفارغة ببطاريات مشحونة مسبقًا، بحيث لا يضطر العملاء إلى بناء مرافق شحن محلية. ويضمن هذا الأسلوب استمرار تشغيل المعدات الأساسية بسلاسة، سواء كانت منصة حفر في أعماق المناطق النائية أو مصدر طاقة طارئ لمستشفى ميداني.
يمكن أن تفقد بطاريات الليثيوم أيون حوالي 30 بالمائة من كفاءتها عندما تتعرض لدرجات حرارة متجمدة، ما لم تكن مزودة بحلول جيدة لإدارة الحرارة. تأتي أنظمة تخزين الطاقة المتنقلة الحديثة مزودة بعناصر تسخين مدمجة بالإضافة إلى مواد تغيير الطور الخاصة التي تساعد في الحفاظ على التشغيل السلس حتى في الطقس البارد. أظهرت الاختبارات الميدانية على خطوط الأنابيب في القطب الشمالي أن هذه النماذج الأحدث حافظت على حوالي 95 بالمائة من سعتها في درجة حرارة 40 مئوية تحت الصفر، وهو ما يمثل أداءً أفضل بثلاث مرات تقريبًا مقارنة بالإصدارات الأقدم من بضع سنوات مضت. هذا النوع من الموثوقية يُحدث فرقًا كبيرًا لطواقم البناء التي تعمل خلال الشتاء القاسية أو الباحثين الذين يُجريون دراساتهم في المناطق القطبية النائية حيث لا يمكن للمصادر التقليدية لتوليد الطاقة أن تفي بالمتطلبات.
توفر حالياً تكوينات الطاقة المتجددة الهجينة مع أنظمة تخزين البطاريات (BESS) 78٪ من احتياجات مخيمات التنقيب عن المعادن في المناطق النائية. وقد قللت الألواح الشمسية المدمجة مع أنظمة التخزين المتنقلة من استهلاك الديزل بنسبة 62٪ في موقع كندي لاستكشاف الذهب. كما أظهرت أنظمة الرياح الهجينة مع وحدات تخزين الطاقة إمكانات مشابهة، حيث استخدم مشروع طرق في منطقة باتاغونيا تركيبات من التوربينات ووحدات التخزين لإلغاء الحاجة إلى المولدات الاحتياطية لأنظمة خلط الخرسانة.
في الوقت الحالي، يمكن للتعلم الآلي بالفعل التنبؤ بدرجة استخدام المعدات بالإضافة إلى نوع الطقس الذي قد يؤثر على الأمور، مما يسمح لنا بتحقيق نتائج أفضل عند شحن وتفريغ البطاريات. على سبيل المثال لا الحصر مشروع النفق في النرويج حيث تم تطبيق نظام لتخزين الطاقة مدعوم بالذكاء الاصطناعي. النتيجة؟ تقلصت قمم استهلاك الطاقة بنسبة تصل إلى النصف تقريبًا، حوالي 41 %، ونجحوا بطريقة ما في جعل بطارياتهم تدوم لفترة أطول أيضًا. ومن حين لآخر، تظهر منصات برمجية جديدة تتيح للمشغلين تعديل الإعدادات بشكل فوري عبر عدة مكونات متحركة في آنٍ واحد. ما يبدأ كتركيب في موقع واحد فقط يمكن أن يتطور إلى شيء أكبر، خاصة في حالات الطوارئ حين تحتاج مناطق مختلفة كثيرة إلى توزيع الكهرباء بشكل منسق دون أن يشعر أحد بالارتباك.
وحدات أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات المتنقلة (BESS) هي حلول طاقة متنقلة تُخزّن الطاقة، عادةً من الشبكة الكهربائية أو مصادر الطاقة المتجددة مثل الألواح الشمسية، لتوفير الطاقة إلى مواقع نائية أو مؤقتة دون الحاجة إلى مولدات الديزل.
تقلل وحدات BESS المتنقلة الانبعاثات من خلال توفير بديل أنظف لمولدات الديزل، التي تُنتج كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون (CO₂) والجسيمات الدقيقة. وبفضل تخزين الطاقة المتجددة، فإنها تقلل من استخدام الديزل وبالتالي تقلل الانبعاثات.
يمكن أن يؤدي استخدام وحدات BESS المتنقلة إلى توفير ما نسبته 40-60% من تكاليف الوقود والصيانة مقارنة بمولدات الديزل. كما أنها تساعد في تجنب الغرامات المتعلقة بالانبعاثات وتكاليف الشكاوى المتعلقة من الضجيج.
نعم، تحتوي وحدات BESS المتنقلة اليوم على أنظمة إدارة حرارية تسمح لها بالعمل بكفاءة حتى في درجات الحرارة المتجمدة، مع الحفاظ على ما يصل إلى 95٪ من سعة الشحن تحت الظروف القاسية.
Hot News2025-02-25
2024-11-27
2024-12-17
EN
