المعايير الفنية لموصل تخزين الطاقة الكهروضوئية وتحليل نمو السوق

# المعايير الفنية لموصل تخزين الطاقة الكهروضوئية وتحليل نمو السوق

مدفوعًا بالانتقال العالمي للطاقة والأهداف المحايدة للكربون، بشرت صناعة الطاقة الكهروضوئية وتخزين الطاقة بفرص تنمية غير مسبوقة. تستمر الطاقة الشمسية في النمو بسرعة باعتبارها الشكل الواعد للطاقة المتجددة. في الوقت نفسه، فإن تكنولوجيا تخزين الطاقة، كمفتاح لحل المشكلة المتقطعة للطاقة الجديدة، قد بشرت أيضًا بنمو هائل. في محطات الطاقة الكهروضوئية وأنظمة تخزين الطاقة، تلعب الموصلات، على الرغم من صغر مكوناتها، دورًا مهمًا في نقل التيار الكبير والتوصيلات الآمنة والموثوقة. يرتبط أداء موصلات تخزين الطاقة الكهروضوئية ارتباطًا مباشرًا بكفاءة توليد الطاقة وسلامة النظام. ستحلل هذه المقالة بعمق متطلبات المعايير الفنية واتجاهات نمو السوق لموصلات تخزين الطاقة الكهروضوئية.

## أولاً، تزدهر صناعة تخزين الطاقة الكهروضوئية

### استمرار النمو المرتفع في صناعة الخلايا الكهروضوئية

حافظت القدرة المركبة العالمية لتوليد الطاقة الكهروضوئية على اتجاه نمو سريع في السنوات الأخيرة. وفقًا لوكالة الطاقة الدولية (IEA)، تجاوزت السعة العالمية المركبة من الخلايا الكهروضوئية مستوى التيراواط (TW)، مع إضافة أكثر من 200 جيجاوات من السعة الجديدة كل عام. باعتبارها أكبر سوق للطاقة الكهروضوئية في العالم، تحتل الصين المرتبة الأولى في العالم من حيث السعة المركبة الجديدة والسعة المركبة التراكمية.

كما أصبحت سيناريوهات التطبيقات الكهروضوئية أكثر وفرة:
– ** محطة طاقة كهروضوئية مركزية **: محطة طاقة كهروضوئية كبيرة على الأرض بسعة مركبة تتراوح من عشرات الميجاوات إلى جيجاوات.
– ** الطاقة الكهروضوئية الموزعة **: الطاقة الكهروضوئية على السطح، الطاقة الكهروضوئية الصناعية والتجارية، قريبة من جانب الكهرباء، قريبة من الامتصاص.
– ** الطاقة الكهروضوئية المنزلية **: نظام الطاقة الكهروضوئية المنزلية، مع تخزين الطاقة لتحقيق الاستخدام التلقائي.
– ** BIPV **: تكامل المباني الكهروضوئية، ودمج الوحدات الكهروضوئية في التصميم المعماري.

### النمو الهائل في سوق تخزين الطاقة

مع تزايد نسبة توليد الطاقة الجديدة، أصبحت أهمية تخزين الطاقة بارزة بشكل متزايد. يمكن لنظام تخزين الطاقة أن يخفف من تقلبات الطاقة، ويحسن استقرار الشبكة، ويحقق موازنة أسعار الذروة والوادي، وهو جزء لا غنى عنه من نظام الطاقة الجديد.

يعد تخزين الطاقة الكهروكيميائية (بشكل رئيسي بطاريات الليثيوم أيون) حاليًا الطريق الأسرع نموًا لتكنولوجيا تخزين الطاقة. تنمو القدرة العالمية المركبة لتخزين الطاقة بمعدل يزيد عن 50 ٪ سنويًا. الصين والولايات المتحدة وأوروبا هي الأسواق الرئيسية الثلاثة في العالم.

تتنوع سيناريوهات التطبيق لتخزين الطاقة بنفس القدر:
– ** تخزين الطاقة على جانب الشبكة **: محطة طاقة كبيرة لتخزين الطاقة، توفر خدمات شبكة الطاقة مثل حلاقة الذروة و FM.
– ** تخزين الطاقة من جانب المستخدم **: تخزين الطاقة الصناعية والتجارية والسكنية لمراجحة الذروة والوادي والطاقة الاحتياطية.
– ** الخلايا الكهروضوئية + تخزين الطاقة **: تم تجهيز الخلايا الكهروضوئية بتخزين الطاقة لزيادة نسبة الاستخدام التلقائي وتحسين قدرة امتصاص الطاقة الجديدة.
– ** تخزين الطاقة المحمول **: منتجات تخزين الطاقة الصغيرة للسيناريوهات الخارجية والطوارئ وغيرها.

### الدور الرئيسي للموصلات

في أنظمة الطاقة الكهروضوئية وتخزين الطاقة، يعد دور الموصلات أمرًا بالغ الأهمية:

** الجانب الكهروضوئي **: الموصلات الكهروضوئية الخاصة مطلوبة للتوصيلات بين المكونات، وصلات السلسلة، وصلات صندوق المجمع، وصلات المحول، إلخ. مئات الميغاواط من محطة الطاقة الكهروضوئية، يمكن أن يصل استخدام الموصلات إلى عشرات الآلاف أو حتى مئات الآلاف من المجموعات.

** جانب تخزين الطاقة **: يتطلب الاتصال داخل مجموعة البطارية، والاتصال بين وحدات البطارية، وتوصيل محول تخزين الطاقة (PCS)، ووصلة توزيع الطاقة عالية الجهد، وما إلى ذلك، موصلات عالية التيار وموثوقة للغاية. عادة ما يكون تيار نظام تخزين الطاقة أكبر من تيار النظام الكهروضوئي، ويجب أن تكون القدرة الاستيعابية الحالية وارتفاع درجة حرارة الموصل أعلى.

## II. المعايير والمتطلبات الفنية للموصلات الكهروضوئية

الموصلات الكهروضوئية هي موصلات تيار مستمر تستخدم خصيصًا في أنظمة توليد الطاقة الكهروضوئية. نظرًا للبيئة الخارجية القاسية ومخاطر قوس التيار المستمر العالية، فإن الموصلات الكهروضوئية لها معايير فنية صارمة ومتطلبات تصميم خاصة.

### المعايير الفنية الرئيسية

يخضع تصميم وإنتاج الموصلات الكهروضوئية لعدد من المعايير الدولية والوطنية:

** IEC 62852 **: معيار الموصلات الكهروضوئية الذي طورته اللجنة الكهروتقنية الدولية، الاسم الكامل “متطلبات السلامة واختبارات موصلات التيار المستمر لأنظمة توليد الطاقة الكهروضوئية”. هذا هو المعيار الأساسي للموصلات الكهروضوئية، وهناك لوائح مفصلة حول الخواص الكهربائية، والخواص الميكانيكية، والقدرة على التكيف البيئي، وما إلى ذلك من المنتجات.

** UL 6703 **: معيار السلامة الأمريكي لمتطلبات شهادة السلامة للموصلات الكهروضوئية. عادة ما تحتاج المنتجات الكهروضوئية في سوق أمريكا الشمالية إلى أن تكون معتمدة من UL.

** GB/T 33764 **: المعيار الوطني المحلي للموصلات الكهروضوئية يعادل IEC 62852.

** شهادة تي يو في **: شهادة الوحدات والمكونات الكهروضوئية من قبل أطراف ثالثة مثل تي يو في راينلاند هي جواز سفر مهم لدخول السوق الدولية.

### المتطلبات الفنية الرئيسية

** الفولطية المقدرة والتيار **: عادة ما يكون الفولطية المقدرة للموصلات الكهروضوئية 1000 فولت أو 1500 فولت تيار مستمر. يمكن لنظام 1500 فولت تقليل فقد الخط وتقليل تكلفة النظام، وهو الاتجاه السائد لمحطات الطاقة الأرضية الكبيرة. يختلف التيار المقنن وفقًا للمقطع العرضي، والمواصفات الشائعة هي 20 أمبير، 30 أمبير، 50 أمبير، إلخ.

** مستوى الحماية **: يجب أن يصل الموصل الكهروضوئي إلى مستوى حماية أعلى من IP67، ويمكن أن تصل بعض المنتجات إلى IP68، مما يضمن التشغيل طويل الأجل والموثوق به في البيئات القاسية مثل المطر الخارجي والرمل والغبار ودرجات الحرارة المرتفعة والمنخفضة.

** مقاومة للأشعة فوق البنفسجية **: يجب أن تتمتع الموصلات الكهروضوئية بمقاومة ممتازة للشيخوخة بسبب التعرض المطول لأشعة الشمس. عادة ما تستخدم المواد البلاستيك الهندسي مع مقاومة جيدة للطقس، مثل سبائك PC/PA، PPO، معدات الوقاية الشخصية، وما إلى ذلك، وإضافة مثبتات الأشعة فوق البنفسجية.

** مقاومة درجات الحرارة **: عادة ما يكون نطاق درجة حرارة التشغيل -40 درجة مئوية ~ + 85 درجة مئوية أو أعلى، والتي يمكن أن تتحمل التغيرات الشديدة في درجات الحرارة. في الوقت نفسه، من الضروري تحمل درجات حرارة تشغيل طويلة الأجل تبلغ 105 درجة مئوية أو أعلى (مع الأخذ في الاعتبار ارتفاع درجة الحرارة).

** خصائص مثبطات اللهب **: يجب أن تفي الموصلات الكهروضوئية بمتطلبات مثبطات اللهب (مثل فئة UL94 V -0) لمنع انتشار الحريق بسبب الفشل.

** مقاومة التلامس وارتفاع درجة الحرارة **: مقاومة التلامس المنخفضة وارتفاع درجة الحرارة المنخفضة هي مؤشرات الأداء الأساسية للموصلات الكهروضوئية. يمكن أن تؤدي مقاومة التلامس العالية إلى توليد الحرارة وفقدان الطاقة، وقد يتسبب التشغيل طويل الأجل أيضًا في مشاكل تتعلق بالسلامة.

** تصميم القفل **: عادة ما تحتوي الموصلات الكهروضوئية على هيكل قفل خاص مضاد للارتخاء لضمان عدم سقوطها عن طريق الخطأ في حالة الاهتزاز وتحميل الرياح وما إلى ذلك. يتطلب إلغاء القفل استخدام أدوات خاصة لمنع سوء الاستخدام.

** تصميم صدمة مضادة للكهرباء **: بالنظر إلى مخاطر القوس لنظام التيار المستمر، يجب أن يكون الموصل الكهروضوئي مجهزًا بهيكل حماية للأصابع (صدمة مضادة للكهرباء) لضمان سلامة المشغل.

### منتجات الموصل الكهروضوئي النموذجية

موصل MC4 هو النوع الأكثر كلاسيكية واستخدامًا على نطاق واسع من الموصلات في صناعة الخلايا الكهروضوئية. تم تطوير MC4 في الأصل من قبل الشركة الألمانية Multi – Contact (الآن Stäubli)، وقد أصبحت تدريجياً المعيار الفعلي في الصناعة بسبب موثوقيتها العالية وسهولة تركيبها. هناك عدد كبير من منتجات الموصلات الكهروضوئية المحلية المتوافقة مع واجهات MC4 في السوق.

ميزات موصل MC4:
– اعتماد هيكل قفل مكبس، ووصلة موثوقة، وأداء جيد مضاد للارتخاء
– مستوى حماية IP67، مناسب للبيئة الخارجية
– كابلات مخصصة للخلايا الكهروضوئية 4 مم ² ~ 6 مم ²
– التيار المقنن عادة ما يكون 30 أمبير ~ 50 أمبير، الجهد المقنن 1000 فولت/1500 فولت تيار مستمر
– هناك ذكر وأنثى، مع قطبية لمنع الركود والاتصال العكسي

بالإضافة إلى MC4، هناك العديد من أنواع منتجات الموصلات الكهروضوئية مثل MC3 (التخلص التدريجي)، وموصلات صندوق التوصيل الكهروضوئي، وموصلات صندوق الناقل.

## III. المعايير والمتطلبات الفنية لموصلات تخزين الطاقة

على الرغم من أن نظام تخزين الطاقة يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالنظام الكهروضوئي، إلا أن المتطلبات الفنية لموصل تخزين الطاقة تختلف اختلافًا كبيرًا عن الموصل الكهروضوئي. يتميز نظام تخزين الطاقة بشكل أساسي بالتيار العالي والجهد العالي والموثوقية العالية، مما يتطلب قدرة حمل تيار أعلى وأداء أمان للموصل.

### المعايير الفنية الرئيسية

في الوقت الحاضر، لا يوجد معيار محدد لموصلات تخزين الطاقة موحد مثل الخلايا الكهروضوئية، يشير بشكل أساسي إلى المعايير التالية ذات الصلة:

** IEC 62196 **: معيار الموصل للشحن الموصل للسيارات الكهربائية، تستخدم بعض أنظمة تخزين الطاقة حلولًا تقنية مماثلة.

** UL 1977/UL 950 **: معيار السلامة المستخدم عادة لموصلات بطارية تخزين الطاقة.

** GB/T 11918/GB/T 11919 **: قياسي لمقابس التوصيل الصناعية والمقرنات.

** معايير الشركة ذات الصلة **: غالبًا ما يكون لدى الشركات المصنعة الرئيسية لتخزين الطاقة والبطاريات معايير الشركة والمواصفات الفنية الخاصة بها.

مع التطور السريع لصناعة تخزين الطاقة، يتم أيضًا صياغة وتحسين معايير موصل تخزين الطاقة الخاصة تدريجيًا.

### المتطلبات الفنية الرئيسية لموصلات تخزين الطاقة

** حمل التيار العالي **: تحتوي أنظمة تخزين الطاقة عادةً على تيارات كبيرة، تتراوح من عشرات إلى مئات الأمبيرات. يجب أن يكون للموصل مقاومة تلامس منخفضة وتصميم جيد لتبديد الحرارة لضمان عدم تجاوز ارتفاع درجة الحرارة للمعيار عند التيارات العالية. المواصفات الشائعة هي 50A، 120A، 200A، 250A، 350A وحتى مستويات تيار أكبر.

** تصنيف الجهد العالي **: تتراوح مجموعات بطاريات تخزين الطاقة عادة في الجهد من بضع مئات من الفولتات إلى أكثر من ألف فولت، ويمكن أن تصل أنظمة تخزين الطاقة عالية الجهد إلى 1500 فولت تيار مستمر. يجب أن يفي أداء العزل ومسافة زحف الموصل بمتطلبات الجهد العالي.

** متطلبات السلامة العالية **: يتضمن نظام تخزين الطاقة عددًا كبيرًا من بطاريات تخزين الطاقة، وقد تتسبب الدائرة القصيرة والتيار الزائد وغيرها من الأعطال في وقوع حوادث خطيرة تتعلق بالسلامة. يجب أن يكون لموصل تخزين الطاقة تصميم أمان صوتي:
– تصميم منع سوء الإدخال لمنع إدخال القطب الإيجابي والسلبي
– مع حماية المكونات الإضافية، لا يوجد تشغيل مباشر
– التعشيق عالي الجهد (HVIL) لضمان إيقاف تشغيل الطاقة عند توصيلها
– مثبطات اللهب والمواد المقاومة لدرجات الحرارة العالية

** الموثوقية وطول العمر **: عادة ما يتم تصميم أنظمة تخزين الطاقة لتدوم من 10 إلى 15 عامًا، وخلال هذه الفترة يجب أن يحافظ الموصل على أداء مستقر. يجب النظر بشكل كامل في مشاكل مثل الشيخوخة والتآكل في ظل التشغيل طويل الأجل للتيار العالي.

** التوصيل والصيانة **: يجب أن يكون نظام تخزين الطاقة قابلاً للصيانة، ويجب أن يكون تصميم التوصيل للموصل سهل التركيب والإصلاح. ولكن في الوقت نفسه لمنع سوء التشغيل، غالبًا ما تتطلب الدوائر المهمة أدوات لفتحها.

### أنواع موصلات تخزين الطاقة الشائعة

** Anderson Powerpole **: موصل عالي التيار له تاريخ طويل، يعتمد وضع تلامس مسطح، ويدعم التوصيل المباشر (في ظل ظروف معينة)، ويستخدم على نطاق واسع في تخزين الطاقة، وإمدادات طاقة الاتصالات وغيرها من المجالات.

** موصل تخزين الطاقة من نوع قابس الطائرة **: يشبه شكل قابس الطائرة، ومعظمه بهيكل دائري، مع آلية قفل، ووصلة موثوقة، ومستوى حماية عالٍ، وغالبًا ما يستخدم للاتصال بين مجموعات البطاريات.

** موصل مستطيل عالي التيار **: موصل طاقة مستطيل عالي التيار بدرجة تيار عالية وقدرة تحمل قوية، مناسب للدوائر عالية التيار.

** موصل حزام الجهد العالي **: يستخدم في دوائر توزيع الجهد العالي، وعادة مع تصميم التعشيق والتدريع عالي الجهد، بما يتماشى مع المعايير ذات الصلة للموصلات عالية الجهد للسيارات الكهربائية.

## IV. محركات نمو السوق

إن النمو السريع لسوق موصلات تخزين الطاقة الكهروضوئية مدفوع بشكل أساسي بالعوامل التالية:

### دفع السياسة العالمية لحياد الكربون

حددت البلدان في جميع أنحاء العالم أهدافًا للحياد الكربوني وطورت الطاقة المتجددة بقوة. أدخلت الاقتصادات الكبرى مثل الاتحاد الأوروبي والصين والولايات المتحدة واليابان سياسات لدعم تطوير الخلايا الكهروضوئية وتخزين الطاقة، بما في ذلك الإعانات والحوافز الضريبية والتخزين الإلزامي، والتي عززت بشكل مباشر نمو الطلب في السوق.

### التحسين الاقتصادي يدفع النمو الداخلي

مع التقدم التكنولوجي وتأثير الحجم، استمرت تكلفة توليد الطاقة الكهروضوئية في الانخفاض، وتم تحقيق الوصول إلى الإنترنت بأسعار معقولة وحتى منخفضة التكلفة في معظم أنحاء العالم. كما أن تكلفة تخزين الطاقة آخذة في الانخفاض بسرعة، ولديها القدرة على العمل تجاريًا تدريجيًا. أدى تحسين الاقتصاد إلى تحويل نمو الخلايا الكهروضوئية وتخزين الطاقة من التنمية المدفوعة بالسياسات إلى التنمية المدفوعة بالسوق والأكثر استدامة.

### زيادة الوعي بأمن الطاقة

جعلت الصراعات الجيوسياسية وأسعار الطاقة المتقلبة البلدان تولي المزيد من الاهتمام لأمن الطاقة. أصبح تطوير الخلايا الكهروضوئية المحلية وتخزين الطاقة وتقليل الاعتماد على الطاقة الأحفورية المستوردة خيارات استراتيجية للعديد من البلدان.

### التقدم التكنولوجي يوسع سيناريوهات التطبيق

تستمر كفاءة الوحدات الكهروضوئية في التحسن، وتستمر كثافة الطاقة وعمر دورة بطاريات تخزين الطاقة في التحسن، بحيث تستمر سيناريوهات تطبيق تخزين الطاقة الكهروضوئية في التوسع. من محطات الطاقة الأرضية الكبيرة إلى تخزين الطاقة السكنية، من جانب الشبكة إلى جانب المستخدم، أصبحت مساحة السوق أكثر اتساعًا.

## V. نمط السوق والاستبدال المحلي

### تخطيط السوق

تشمل الشركات المشاركة في سوق موصلات تخزين الطاقة الكهروضوئية بشكل أساسي:

** العلامات التجارية الدولية **:
– ** ستوبلي **: مخترع موصل MC4، والرائد العالمي في الموصلات الكهروضوئية، والتكنولوجيا القوية والتعرف العالي على العلامة التجارية.
– ** أمفينول **: موصل عالمي عملاق مع توزيع واسع في تخزين الطاقة والطاقة الجديدة.
– ** اتصال TE **: هو أيضًا عملاق موصل عالمي، مع منتجات تغطي مجالات متعددة من الخلايا الكهروضوئية وتخزين الطاقة.
– ** العلامات التجارية الأخرى **: على سبيل المثال Weidmüller، Phoenix Contact، إلخ.

** العلامات التجارية المحلية **:
تطورت الشركات المصنعة لموصلات تخزين الطاقة الكهروضوئية المحلية بسرعة. مع مزايا أداء التكلفة والخدمات المحلية، استمرت حصة السوق في الزيادة. هيمنت الشركات المحلية بالفعل على السوق المنخفضة المستوى وهي تسرع من الاختراقات في السوق الراقية.

### فرص وتحديات الاستبدال المحلي

الفرص
– الصين هي أكبر سوق لتخزين الطاقة الكهروضوئية والطاقة في العالم وأكبر قاعدة إنتاج، مما يوفر مساحة سوق واسعة للموصلات المحلية.
– السلسلة الصناعية المحلية مكتملة، وهناك نظام سلسلة توريد ناضج من المواد إلى المعالجة، مع مزايا واضحة من حيث التكلفة.
– تم تحسين المستوى الفني وجودة المنتج للموصلات المحلية بشكل مستمر وتم التعرف عليها تدريجياً من قبل العملاء.
– تدفع الدورة المزدوجة وسياسات الإحلال المحلية العملاء النهائيين إلى إعطاء الأولوية للموردين المحليين.

ألف – التحديات
– لا يزال التعرف على العلامة التجارية في السوق الراقية بحاجة إلى تحسين، كما أن عتبة اعتماد الموردين للعملاء الدوليين الكبار عالية.
– لا تزال هناك فجوات في بعض المواد والعمليات الرئيسية، ويجب تحسين موثوقية المنتج واتساقه على المدى الطويل باستمرار.
– الصوت في وضع المعايير ليس قوياً بما فيه الكفاية، ويواجه توسع السوق الدولية حواجز المعايير والشهادات.

بشكل عام، يتجه اتجاه الاستبدال المحلي لموصلات تخزين الطاقة الكهروضوئية، ومن المتوقع أن يحتل المصنعون المحليون مكانة متزايدة الأهمية في هذا السوق سريع النمو.

## الخاتمة

جلب التطور القوي للصناعات الكهروضوئية وتخزين الطاقة فرصًا كبيرة في السوق لصناعة الموصلات. من موصل MC4 في نهاية الوحدة الكهروضوئية إلى الموصل عالي الجهد عالي التيار لنظام تخزين الطاقة، فإن سيناريوهات التطبيق المختلفة لها متطلبات فنية مختلفة للموصل. تعتبر الحماية العالية والتيار العالي والموثوقية العالية والعمر الطويل من الخصائص الشائعة لموصلات تخزين الطاقة الكهروضوئية.

أولت Ruixin Shengye اهتمامًا وثيقًا لتطوير صناعة الطاقة الجديدة، ووضعت بنشاط خط إنتاج موصل تخزين الطاقة الكهروضوئية، وقدمت حلول اتصال عالية الموثوقية. لمزيد من المعلومات حول منتجات الموصلات في مجال الطاقة الجديدة، يرجى الرجوع إلى مجموعة منتجات Ruixin Shengye. سنواصل الاستثمار في الابتكار التكنولوجي للمساعدة في التطوير عالي الجودة لصناعة الطاقة الجديدة.