تنتقل الطائرات بدون طيار الثقيلة من المشاريع التجريبية إلى العمل الصناعي الحقيقي.ويمكنها حمل الأدوات والمواد وأجهزة الاستشعار وإمدادات الطوارئ والحمولات الأخرى عبر مواقع البناء والمناجم وممرات المرافق والطرق اللوجستية البعيدة. ومع ذلك، فإن الطائرة ليست سوى نصف نظام التشغيل. أما النصف الآخر فهو البنية التحتية للطاقة على الأرض.
بالنسبة لمدير المشروع، تظهر المشكلة العملية عادة في أسوأ وقت ممكن: عودة عدة طائرات خلال نفس نافذة التشغيل، وحالة شحن البطارية أقل من المخطط لها، ولا يمكن للشبكة المحلية دعم حمل الشحن المشترك، ولا يمكن للمهمة التالية الانتظار. في هذه الحالة، لم تعد قدرة الطائرات بدون طيار هي عنق الزجاجة. إنه توافر الطاقة.
ولهذا السبب يجب أن يبدأ تحديد حجم مركز شحن الطائرات بدون طيار الثقيلة بالعمليات، وليس بلوحة اسم الشاحن.يحتاج المشتري إلى معرفة عدد الكيلووات/الساعة (kWh) التي يستهلكها الأسطول كل يوم، وعدد الكيلووات (kW) المطلوبة خلال فترات ذروة الشحن، ومقدار الطاقة الاحتياطية المطلوبة، ومدى سرعة تجديد مصدر الطاقة نفسه.
بالنسبة للمشاريع البعيدة والمؤقتة، أشاحن EV المحمولمع تخزين الطاقة المتكامل يمكن أن يصبح أيضًا جزءًا من بنية طاقة متنقلة أوسع. تقوم شركة Door Energy بتطوير أنظمة شحن متنقلة لتخزين الطاقة لأغراض الإنقاذ على جانب الطريق والمركبات التجارية وتطبيقات الطاقة الصناعية. في مركز الطائرات بدون طيار، يمكن اعتبار منصة الطاقة نفسها مصدرًا للطاقة الأولية، في حين أن بطاريات الطائرات بدون طيار لا تزال تستخدم أجهزة الشحن والواجهات المعتمدة من قبل صانعي القطع الأصلية.
سياق الصناعة: توصلت أبحاث وكالة ناسا حول البنية التحتية للطيران المكهرب إلى أن الاعتماد غير المقيد للطائرات التي تعمل بالبطاريات الكهربائية يمكن أن يزيد الطلب على الطاقة في المطارات في أوقات الذروة بنحو رتبة من حيث الحجم وإجمالي احتياجات الكهرباء بنحو مرتين إلى أربع مرات في السيناريوهات النموذجية. هذه ليست توقعات مباشرة للطائرات بدون طيار ذات الحمولة الثقيلة، ولكنها توضح لماذا يمكن لكهربة الطيران أن تخلق طلبًا مركزًا على الطاقة.مذكرة ناسا الفنية
قد يكون لدى الأسطول سعة بطارية كافية على الورق ولا يزال يعاني من تأخيرات تشغيلية. السبب هو التوقيت. إذا عادت ثماني طائرات خلال فترة ثلاث ساعات، فمن الممكن توزيع طلب الشحن. إذا عاد أربعة أو ستة خلال نفس النافذة البالغة 30 دقيقة، فقد يحتاج المركز إلى طاقة لحظية أكثر بعدة مرات على الرغم من أن استهلاك الطاقة اليومي لم يتغير.
هذا التمييز مهم لأن مشاريع الطائرات بدون طيار الصناعية عادة ما يتم الحكم عليها من خلال إكمال المهمة، وليس من خلال استخدام الشاحن. قد يحتاج فريق البناء إلى مهمة رفع قبل صب الخرسانة. قد يحتاج مقاول المرافق إلى إجراء فحص كامل قبل تغير الطقس. قد يحتاج فريق الطوارئ إلى عودة الطائرة إلى الجو على الفور. عندما يصبح الشحن بمثابة طابور، يبدأ نظام الطاقة بالتحكم في إنتاجية أسطول الطائرات بدون طيار بأكمله.
| نقطة الألم التشغيلية | ماذا يحدث إذا تم تجاهله | ما يجب أن يفعله تصميم الطاقة |
| سعة الشبكة غير كافية | يتم تقليل عملية الشحن أو تأخيرها عند عودة عدة طائرات معًا | توفير دعم ذروة الطاقة أو تحويل جزء من الحمل إلى الطاقة المخزنة |
| موقع العمل البعيد أو المتحرك | قد لا تتبع الترقيات الكهربائية الدائمة المشروع | استخدم البنية التحتية للطاقة القابلة للنقل أو المؤقتة |
| هبوط منخفض غير مخطط له (SOC). | المهمة القادمة تحتاج إلى طاقة أكثر مما كان متوقعا | الحفاظ على الطاقة الاحتياطية ومراقبة وصول SOC الفعلي |
| هدف التحول القصير | قد لا يزال يتم شحن مصدر كيلووات ساعة مناسب تقنيًا ببطء شديد | حجم قنوات الشحن والطاقة المنبع للتحول المطلوب |
| تحميل موقع مختلط | الإضاءة والمضخات والاتصالات والأدوات تتنافس مع الشحن | استخدم أولويات التحميل وقم بتضمين الطلب الإضافي في النموذج |
لهذا السبب، فإن السؤال الصحيح ليس ببساطة "ما هو حجم بطارية الطائرة بدون طيار؟" والسؤال الأفضل هو: "ما مقدار الطاقة القابلة للاستخدام التي يجب توفيرها، وخلال أي فترة زمنية، لعدد الطائرات، بينما يعمل باقي الموقع أيضًا؟"
يظل اتصال الشبكة الثابتة هو الخيار الأفضل للعديد من المواقع الدائمة التي يمكن التنبؤ بها. ومع ذلك، فإن المشاريع ذات الطلب المؤقت أو ضعف الوصول إلى الشبكة أو مناطق التشغيل المتغيرة أو متطلبات الطوارئ قد تستفيد من مخزن الطاقة المحمول. تضع طاقة الباب مكانهامحفظة شحن المحمولبالنسبة بالضبط لأنواع المواقف التي يجب أن تقترب فيها الطاقة من الحمل بدلاً من انتظار إنشاء بنية تحتية دائمة.
والأهم من ذلك، أن هذا لا يعني أن النظام المحمول يجب أن يحل محل كل شاحن ثابت. يجب أن يستخدم التصميم الاحترافي مزيجًا أقل تكلفة من طاقة الشبكة والتخزين المحلي والطاقة المتنقلة وجدولة التحميل التي يمكن أن تلبي مستوى الخدمة المطلوب.
قبل طلب عرض أسعار لأي نظام لتخزين الطاقة أو الشحن، يجب على المشغل جمع الحد الأدنى من مجموعة البيانات من خطط الطيران الحقيقية أو من سيناريو التشغيل المحافظ. غالبًا ما توفر هذه الخطوة أموالًا أكثر من اختيار شاحن أكبر "احتياطيًا"، لأنها تفصل بين الطلب الفعلي على الطاقة والطلب المتصور.
| مدخل | مثال على قيمة التخطيط | لماذا يهم؟ |
| حجم الأسطول | 8 طائرات بدون طيار ثقيلة | يضبط الحد الأقصى لعدد المستخدمين المتزامنين |
| سعة البطارية | 28 كيلوواط ساعة لكل طائرة | يحدد الحد الأعلى للطاقة لكل بطارية |
| هبوط نموذجي SOC | 20% | يحدد مقدار الطاقة التي يجب استعادتها |
| استهدف SOC قبل المهمة التالية | 90% | يتجنب افتراض أن كل دورة هي 0-100% |
| طلعات جوية لكل طائرة | 6 في اليوم الواحد | يدفع إنتاجية الطاقة اليومية |
| الوقت المستهدف للتنفيذ | 45 دقيقة | يحدد قوة الشحن المطلوبة |
| الشحن المتزامن | 4 طائرات | يحدد ذروة الطلب |
| الأحمال المساعدة | 12 كيلوواط الذروة / 60 كيلوواط ساعة يوميا | يلتقط الاتصالات والتكييف والإضاءة والأدوات |
| هامش الاحتياطي | 15% حالة التخطيط | يحمي من التقلبات وتغييرات الجدول الزمني |
| الوصول إلى إعادة الشحن الخارجي | مصدر سريع للتيار المستمر و/أو مصدر تيار متردد | يحدد مدى سرعة استعادة مصدر الطاقة المحمول |
جميع القيم الرقمية في الجداول أعلاه عبارة عن توضيحات هندسية ما لم يتم تحديدها صراحةً على أنها مواصفات منتج Door Energy. يجب على المشغل استبدالها ببيانات OEM والشاحن والموقع الفعلية للطائرة بدون طيار.
لا تتطلب البطارية التي تبلغ سعتها 28 كيلووات في الساعة بالضرورة 28 كيلووات في الساعة بعد كل رحلة. إذا هبطت الطائرة بنسبة 20% من SOC وتم إرسالها مرة أخرى بنسبة 90%، فإن البطارية تحتاج فقط إلى استعادة 70% من سعتها الاسمية قبل أخذ خسائر الكفاءة في الاعتبار.
إعادة شحن الطاقة لكل دورة:28 كيلووات ساعة × (0.90 - 0.20)= 19.6 كيلو وات ساعة يتم توصيلها للبطارية
يمكن لهذا التصحيح البسيط أن يغير حجم النظام بشكل ملموس. عبر 48 دورة شحن يوميًا، فإن استخدام لوحة الاسم الكاملة بقدرة 28 كيلووات في الساعة يعني توصيل 1,344 كيلووات في الساعة للبطاريات. باستخدام نافذة التشغيل الفعلية من 20% إلى 90% يعطي 940.8 كيلووات في الساعة. الفرق هو 403.2 كيلووات ساعة يوميًا قبل تضمين خسائر الشحن.
| دورات الشحن اليومية | باستخدام لوحة كاملة بقدرة 28 كيلووات في الساعة | باستخدام 19.6 كيلووات ساعة من الشحن الفعلي | اختلاف |
| 10 | 280 كيلوواط ساعة | 196 كيلوواط ساعة | 84 كيلوواط ساعة |
| 20 | 560 كيلوواط ساعة | 392 كيلوواط ساعة | 168 كيلوواط ساعة |
| 30 | 840 كيلوواط ساعة | 588 كيلوواط ساعة | 252 كيلوواط ساعة |
| 40 | 1,120 كيلوواط ساعة | 784 كيلوواط ساعة | 336 كيلوواط ساعة |
| 48 | 1,344 كيلوواط ساعة | 940.8 كيلوواط ساعة | 403.2 كيلوواط ساعة |
لا ينبغي لنموذج التحجيم المفيد أن يفترض أن كل رحلة متطابقة. يمكن أن تؤدي الحمولة والرياح وطول المسار ودرجة الحرارة ووقت التحويم وتغييرات المهمة إلى تغيير مركز عمليات الأمان (SOC) للهبوط. يمكن أن يؤدي تقادم البطارية والحدود الحرارية أيضًا إلى تغيير قبول الشحن. وبالتالي، يجب على فرق المشروع تسجيل صافرة العمليات (SOC) للوصول الفعلي وأوقات التنفيذ أثناء العمليات التجريبية، ثم تحديث نموذج الطاقة بتوزيع بدلاً من قيمة مثالية واحدة.
وينطبق نفس المبدأ على السلامة. وتشير إدارة الطيران الفيدرالية الأمريكية إلى أن بطاريات الليثيوم المستخدمة في الطائرات بدون طيار قد تصنف على أنها بضائع خطرة. ولذلك تحتاج المراكز الصناعية الكبيرة إلى التعامل مع البطاريات والتخزين والفحص والإدارة الحرارية وإجراءات الطوارئ بالإضافة إلى التحجيم الكهربائي.
مرجع السلامة:FAA UAS / عمليات الطائرات بدون طيار موارد بطارية الليثيوم FAA
لنفترض أن مشروعًا بعيدًا يشغل ثماني طائرات بدون طيار للرفع الثقيل. تستخدم كل طائرة بطارية بقدرة 28 كيلووات في الساعة، وعادةً ما تعود بنسبة 20% من طاقة العمليات، ويتم إعادة شحنها إلى 90%، وتقوم بست طلعات جوية يوميًا. الحساب الأول واضح ومباشر.
دورات الشحن يوميا:8 طائرات × 6 طلعات جوية= 48 دورة/يوم
طاقة البطارية لكل دورة:28 كيلووات ساعة × 70%= 19.6 كيلووات ساعة/دورة
الطاقة اليومية التي يتم توصيلها إلى البطاريات:48 × 19.6 كيلووات ساعة= 940.8 كيلووات ساعة/يوم
في هذه المرحلة يمثل الرقم الطاقة التي تصل إلى البطاريات. ولا يتضمن حتى الآن خسائر التحويل أو الطاقة التي يستهلكها باقي مركز الشحن.
كل مسار قوة حقيقي له خسائر. اعتمادًا على البنية، قد يحدث ذلك في العاكس، وشاحن AC/DC، ومحول DC/DC، والكابل، ونظام الإدارة الحرارية، والبطارية نفسها. بالنسبة للتحجيم الأولي، لنفترض أن كفاءة الشحن من طرف إلى طرف تبلغ 92%. وهذا افتراض تخطيط توضيحي، وليس ضمانًا لكفاءة استخدام الطاقة في الباب.
مصدر الطاقة لشحن الطائرات بدون طيار:940.8 كيلووات ساعة ÷ 0.92= 1,022.6 كيلووات ساعة/يوم
إذا كانت كفاءة النظام الفعلية أقل، فيجب أن يوفر المصدر المزيد من الطاقة. لذلك، بمجرد اختيار معدات معينة، يجب استبدال الافتراض الأولي ببيانات الكفاءة المقاسة أو المحددة من قبل الشركة المصنعة عبر نطاق الحمل المتوقع.
يستهلك مركز الطائرات بدون طيار الطاقة حتى في حالة عدم شحن الطائرة. قد تعمل أجهزة كمبيوتر المهمة، وأجهزة الراديو، وتبريد البطاريات، وأنظمة الأمان، وإضاءة الموقع، والمكاتب المؤقتة، وأدوات الصيانة، وأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) لعدة ساعات. في المشاريع الصناعية البعيدة، يمكن لمضخات المياه أو غيرها من المعدات الكهربائية إضافة المزيد من الحمل.
| تحميل مساعد | الطاقة اليومية التوضيحية | اعتبارات التصميم |
| الاتصالات والشبكات | 8 كيلوواط ساعة | غالبًا ما تكون المهمة حرجة ويجب أن تظل مدعومة |
| أجهزة الكمبيوتر لتخطيط المهمة | 6 كيلوواط ساعة | قد يعمل بشكل مستمر خلال التحول |
| تبريد / تهوية البطارية | 18 كيلوواط ساعة | يمكن أن يرتفع في الطقس الحار أو في شدة الشحن العالية |
| إضاءة | 10 كيلوواط ساعة | أعلى للعمليات الليلية |
| أدوات الصيانة | 8 كيلوواط ساعة | يمكن في كثير من الأحيان أن يتم تحويلها بعيدًا عن قمم الشحن |
| ضوابط / أنظمة السلامة الأخرى | 10 كيلوواط ساعة | تشمل أحمال المراقبة والتحكم |
| المجموع | 60 كيلووات ساعة/يوم | مثال فقط |
الطاقة المحورية قبل الاحتياطي:1,022.6 كيلووات ساعة + 60 كيلووات ساعة= 1,082.6 كيلووات ساعة/يوم
تقوم شركة Door Energy بالفعل بتصميم أنظمة تخزين الطاقة المتنقلة للأحمال الصناعية المختلطة.تصف مواد التطبيق الخاصة به دعم طاقة التيار المتردد للمعدات مثل الحفارات الكهربائية ومضخات المياه والإضاءة. وهذا يجعل التخطيط للأحمال المختلطة ذا أهمية خاصة عندما يقع مركز الطائرات بدون طيار داخل موقع بناء أوسع أو موقع صناعي خارجي. انظر طاقة البابتطبيق الطاقة المحمول في موقع البناءلحالات الاستخدام ذات الصلة.
لا يترك التصميم وفقًا للمتطلبات المتوسطة الدقيقة أي مجال لسوء الأحوال الجوية أو الطرق الأطول أو المهام غير المتوقعة أو الانقطاع المؤقت للشبكة أو هبوط SOC أقل من المخطط له. ولذلك ينبغي اختيار هامش الاحتياطي وفقا للأهمية التشغيلية بدلا من نسخه من قاعدة عامة.
على سبيل المثال، احتياطي التخطيط بنسبة 15% يعطي:
متطلبات الطاقة التصميمية:1,082.6 كيلووات ساعة × 1.15= حوالي 1,245 كيلووات ساعة/يوم
وبالنسبة للاستجابة للكوارث أو غيرها من المهام الحاسمة، قد يكون هناك ما يبرر وجود احتياطي أكبر. بالنسبة لموقع دائم متصل بشكل جيد مع دعم موثوق للشبكة، قد يكون الاحتياطي المنخفض في الموقع اقتصاديًا. يعتمد الرقم الصحيح على تكلفة المهمة الفائتة مقابل تكلفة التخزين الإضافي.
تجيب سعة الطاقة على السؤال "ما هي كمية الكهرباء المطلوبة؟" تجيب القوة "ما مدى سرعة تسليمها؟" إذا كانت إحدى الطائرات تحتاج إلى استعادة 19.6 كيلووات في الساعة وكانت فترة الشحن المستهدفة 45 دقيقة، فإن متوسط الطاقة النظرية من جانب البطارية يبلغ حوالي 26.1 كيلووات. وبعد تطبيق نفس الكفاءة التوضيحية البالغة 92%، تبلغ متطلبات جانب المصدر حوالي 28.4 كيلووات لكل قناة شحن نشطة.
طاقة الشحن من جانب المصدر لكل طائرة:19.6 كيلووات ساعة ÷ 0.75 ساعة ÷ 0.92= حوالي 28.4 كيلو واط
| نافذة شحن الهدف | تقريبا. مصدر الطاقة لكل طائرة* | أربع طائرات يتم شحنها معًا* |
| 60 دقيقة | 21.3 كيلو واط | 85.2 كيلو واط |
| 45 دقيقة | 28.4 كيلو واط | 113.6 كيلو واط |
| 30 دقيقة | 42.6 كيلو واط | 170.4 كيلو واط |
| 20 دقيقة | 63.9 كيلو واط | 255.6 كيلوواط |
*حساب توضيحي يعتمد على استعادة 19.6 كيلووات في الساعة لكل دورة وكفاءة شاملة بنسبة 92%. يجب ألا يتجاوز معدل الشحن الفعلي أبدًا حدود بطارية الطائرة بدون طيار أو BMS أو حدود الشاحن المعتمدة من قبل OEM.
أضف الآن حملًا مساعدًا فوريًا بقدرة 12 كيلووات. ومع شحن أربع طائرات لهدف مدته 45 دقيقة، يصبح إجمالي الطلب في الموقع حوالي 125.6 كيلووات. ومع وجود ست قنوات مماثلة نشطة، سيكون المجموع حوالي 182.4 كيلوواط. لم تتغير كيلووات ساعة اليومية. لقد تغير فقط تركيز الطلب.
| نافذة التشغيل | طيران الطائرات | شحن الطائرات | حمل الشحن المقدر | تحميل مساعد | تحميل الموقع المقدر |
| 06:00-08:00 | 8 | 0 | 0 كيلوواط | 10 كيلو واط | 10 كيلو واط |
| 08:00-10:00 | 8 | 2 | 57 كيلوواط | 12 كيلو واط | 69 كيلوواط |
| 10:00-12:00 | 6 | 4 | 114 كيلوواط | 12 كيلو واط | 126 كيلوواط |
| 12:00-14:00 | 4 | 6 | 170 كيلوواط | 15 كيلوواط | 185 كيلوواط |
| 14:00-16:00 | 8 | 2 | 57 كيلوواط | 12 كيلو واط | 69 كيلوواط |
| 16:00-18:00 | 4 | 4 | 114 كيلوواط | 15 كيلوواط | 129 كيلوواط |
يكشف هذا الجدول غالبًا عن حالة العمل الحقيقية للتخزين. قد لا يحتاج المشروع إلى 185 كيلوواط طوال اليوم؛ قد تحتاج فقط إلى طاقة إضافية خلال ساعتين من الذروة. في مثل هذه الحالات، يمكن أن يكون مخزن الطاقة المحمول أو الثابت أكثر استهدافًا من ترقية البنية التحتية الدائمة فقط لفترة الذروة القصيرة.
بالنسبة للعملاء الصناعيين، غالبًا ما لا تكون التكلفة الرئيسية لتصميم الطاقة السيئ هي الكهرباء. إنه وقت التوقف. إذا اضطرت الطائرة إلى الانتظار حتى يتوفر الشاحن أو حتى تستعيد الطاقة في الموقع، فإن الأسطول يكمل عددًا أقل من المهام في كل نوبة عمل. وهذا يمكن أن يؤخر العمل الذي يعتمد على تلك المهام.
النظر في التوضيح التشغيلي المبسط. لنفترض أن الدورة العادية تتكون من 45 دقيقة من الطيران والتعامل بالإضافة إلى 45 دقيقة من الشحن. إذا كانت الطاقة غير كافية تمتد فترة الانتظار والشحن إلى 90 دقيقة، فإن الدورة الإجمالية تزيد من 90 إلى 135 دقيقة. على مدار فترة تشغيل مدتها ثماني ساعات، يمكن أن ينخفض العدد النظري للدورات الكاملة بشكل ملموس.
| سيناريو | المهمة التوضيحية + دورة الطاقة | دورات نظرية كاملة في 8 ساعات | المعنى التشغيلي |
| القوة الكافية | 90 دقيقة | حوالي 5 | البنية التحتية للطاقة ليست عنق الزجاجة الرئيسي |
| السلطة مقيدة | 135 دقيقة | حوالي 3 | تقضي الطائرات وقتًا أطول في انتظار الطاقة |
| طابور شحن شديد | 180 دقيقة | حوالي 2 | الاستثمار في الأسطول غير مستغل بشكل كافٍ |
هذا توضيح تشغيلي، وليس مطالبة بالأداء لأي طراز محدد من الطائرات بدون طيار. يجب أن يقوم مشغل الطائرة بتوفير المدة الفعلية للطلعة الجوية ووقت المناولة وملف الشحن المسموح به.
| خطأ في الحجم | لماذا تبدو معقولة | لماذا يفشل في الممارسة العملية |
| استخدام سعة البطارية الكاملة لكل دورة | من السهل حساب | يتجاهل الهبوط الحقيقي ويستهدف شركة نفط الجنوب |
| التحجيم فقط إلى كيلووات ساعة يوميا | يلتقط الطاقة الإجمالية | يفتقد ذروة الطلب على الشحن المتزامن |
| تجاهل خسائر التحويل | يبسط النموذج | المصدر ينفد في وقت أقرب مما كان متوقعا |
| تجاهل الأحمال المساعدة | يبقى التركيز على الطائرة | تتنافس أنظمة الموقع على نفس الطاقة |
| لا يوجد هامش احتياطي | يقلل من حجم النظام الأولي | تؤدي المهام غير المتوقعة أو انخفاض SOC إلى حدوث نقص |
| تجاهل وقت إعادة شحن المصدر | يفترض أن وحدة التخزين ممتلئة دائمًا | ويمكن أن يبدأ التحول التالي بمحدودية الطاقة |
| لا يوجد بدل التوسع | يقلل من النفقات الرأسمالية الحالية | قد يتطلب الأسطول الأكبر إعادة تصميم سابقة لأوانها |
تعتبر عمليات النقل الثقيل حساسة بشكل خاص لظروف المهمة. الحمولة الإضافية يمكن أن تزيد من استخدام الطاقة. قد تؤدي الرياح القوية إلى تغيير الاستهلاك الصادر والعودة. يمكن أن تؤدي ظروف البطارية الساخنة أو الباردة إلى تغيير استراتيجية الشحن. يمكن أن يؤدي الانعطاف حول منطقة محظورة إلى خفض مستوى SOC أثناء الهبوط. وفي الوقت نفسه، قد تظهر مهمة طارئة خارج الجدول الزمني العادي. تفسر هذه العوامل سبب هشاشة التصميم الذي يعتمد على يوم عادي فقط.
النهج الأفضل هو وضع نموذج لثلاث حالات على الأقل: يوم عادي، ويوم مرتفع الطلب، ويوم طوارئ. إذا نجا النظام من الحالة العادية فقط، فيجب على المشتري أن يعرف بالضبط ما هي القيود التشغيلية التي سيتم تطبيقها خلال الحالتين الأخريين.
أحد أسهل المتغيرات التي يجب التغاضي عنها هو مدى سرعة تعافي مصدر تخزين الطاقة نفسه. يمكن للنظام المحمول الذي يمكن تجديده أثناء استراحة الغداء أو تغيير المناوبة أو النافذة الليلية أن يدعم إنتاجية يومية أكبر بكثير من نفس سعة التخزين مع التجديد البطيء.
تنص شركة Door Energy على أنه يمكن تجديد أنظمة الشحن المحمولة الخاصة بها خلال ساعة واحدة تقريبًا من خلال مصدر شحن مناسب بالتيار المستمر أو حوالي ساعتين من خلال مصدر طاقة تيار متردد، اعتمادًا على التكوين وظروف الموقع.يؤدي هذا إلى إنشاء نموذج تشغيل يعتمد على دورات الطاقة المتكررة بدلاً من استخدام بطارية كبيرة واحدة مرة واحدة فقط:النشر ← عمليات الدعم ← إعادة الشحن ← إعادة النشر.
| وقت | إجراء التشغيل التوضيحي | الغرض من تخطيط الطاقة |
| 07:00 | وحدة الطاقة المتنقلة المنتشرة في منطقة عمل الطائرات بدون طيار | تجنب تشغيل الكابلات الطويلة أو انتظار البنية التحتية الدائمة |
| 07:00-12:00 | يدعم شحن الطائرات بدون طيار وأحمال الموقع ذات الأولوية | يغطي كتلة المهمة الأولى |
| 12:00-13:00 | نافذة تجديد التيار المستمر حيثما كان ذلك متاحًا | يستعيد الطاقة قبل ذروة فترة ما بعد الظهر |
| 13:00-18:00 | كتلة المهمة الثانية | يدعم فترة استخدام عالية أخرى |
| مساءا / بين عشية وضحاها | تجديد التيار المتردد أو التيار المستمر | الاستعداد ليوم العمل التالي |
وهذا التمييز ضروري. تم تصميم معدات Door Energy بشكل أساسي للشحن السريع للمركبات الكهربائية والطاقة المتنقلة الصناعية. تستخدم الطائرات بدون طيار ذات الرفع الثقيل بشكل عام حزم البطاريات الخاصة بالطائرات، ومنطق BMS، والموصلات، وملفات تعريف الشحن. لذلك، لا ينبغي وصف نظام طاقة الباب بأنه يرسل 420 كيلووات مباشرة إلى بطارية الطائرة بدون طيار ما لم تدعم الشركة المصنعة للطائرة هذه البنية بشكل صريح.
في مركز الطائرات بدون طيار، الهندسة المعمارية الأكثر صحة من الناحية الفنية هي:تخزين الطاقة المتنقلة من Door Energy ← توزيع الموقع / تحويل الطاقة ← شاحن بدون طيار معتمد من قبل OEM ← بطارية بدون طيار. وهذا يحافظ على واجهة شحن الطائرة وفقًا لمتطلبات الشركة المصنعة للطائرة بدون طيار مع السماح لمصدر الطاقة الأولي بأن يكون متنقلًا وعالي الطاقة.
تقوم شركة Door Energy بتطوير وتصنيع أنظمة شحن المركبات الكهربائية المتنقلة وأنظمة شحن تخزين الطاقة للتطبيقات التجارية والصناعية. الشركةموقع إلكترونيوالملف الشخصي للشركةوصف أعمال البحث والتطوير والتصنيع التي تخدم مشاريع الشحن والطاقة المتنقلة العالمية. بالنسبة لمشغل الطائرة بدون طيار، هذا مهم لأن المشروع لا يعني مجرد شراء بطارية. إنه يطابق تخزين الطاقة، وتحويل الطاقة، والمخرجات، والاتصالات، والإدارة الحرارية ومتطلبات الخدمة الميدانية مع دورة العمل.
يصبح عرض القيمة أكثر وضوحًا عندما يتم ربطه مباشرة بالمشكلة التشغيلية للعميل.
| مشكلة عملاء الطائرات بدون طيار الثقيلة | قدرة طاقة الباب | قيمة العملاء المحتملة |
| شبكة ضعيفة أو غير متوفرة في موقع العمل | تخزين الطاقة المتكامل المحمول | جعل الطاقة المخزنة أقرب إلى منطقة التشغيل |
| فترات قصيرة من ارتفاع الطلب على الشحن | منصة DC عالية الطاقة مع ما يصل إلى 420 كيلووات من خرج السيارة الكهربائية على أنظمة مختارة | قم بإنشاء مساحة رأسية لبنيات الطاقة متعددة الأحمال والتوسع المستقبلي |
| يتغير موقع المشروع | مفهوم النشر المحمول | قم بنقل أصول الطاقة بدلاً من إعادة بناء البنية التحتية الثابتة في كل موقع |
| يجب أن يتعافى مصدر الطاقة بسرعة | خيارات تجديد التيار المستمر والتيار المتردد | استخدم فترات الراحة أو تغيير الورديات أو فترات الليل لاستعادة الطاقة المخزنة |
| يشارك مركز الطائرات بدون طيار الموقع مع الأحمال الصناعية | قدرة طاقة التيار المتردد على التكوينات ذات الصلة | دعم الأحمال المساعدة أو الصناعية المحددة من نفس منصة الطاقة المتنقلة |
| الصيانة عن بعد مكلفة | تصميم النظام المعياري | تبسيط عزل الخطأ واستبدال المكونات |
| قد يتوسع الأسطول | منصة طاقة عالية الطاقة قابلة للتطوير | تقليل خطر أن يصبح الحد الأدنى من التصميم اليوم هو عنق الزجاجة في الغد |
طاقة باب واحدتكوين منتج شاحن EV المحمول بقدرة 420 كيلووات في الساعةيسرد 420 كيلووات في الساعة من تخزين الطاقة، وما يصل إلى 420 كيلووات من مخرجات شحن المركبات الكهربائية المجمعة عبر أربعة مدافع، ودعم CCS1/CCS2 وOCPP 1.6J. تسرد الصفحة أيضًا مخرجات التيار المتردد للأحمال الصناعية. توضح هذه المواصفات حجم منصة الطاقة؛ فهي لا تتجاوز حدود شحن بطارية الطائرة بدون طيار.
وهذا التوضيح في الواقع يعزز الحجة التجارية. يمكن لمنصة متنقلة عالية الطاقة أن تكون بمثابة مورد مشترك. بدلاً من تخصيص الإنتاج الكامل لطائرة واحدة، يمكن للمشغل تخصيص الطاقة لعدة قنوات شحن متوافقة أو معدات مساعدة أو أحمال مستقبلية ضمن حدود التكوين المحدد ونظام توزيع الموقع.
تدعم Door Energy CCS1 وCCS2 في تطبيقات شحن المركبات الكهربائية وتستخدم اتصالات OCPP على المنتجات المتوافقة. لا يجوز للطائرة بدون طيار ذات الرفع الثقيل استخدام موصلات EV هذه. ومع ذلك، توضح المعايير أن منصة الهاتف المحمول مصممة للعمل داخل بيئات أوسع للشحن وإدارة الطاقة، وليس كصندوق بطارية معزول.
بالنسبة لأسطول مختلط أو موقع صناعي، يمكن أن يكون ذلك مفيدًا. قد يدعم نفس أصل الطاقة المتنقلة إنقاذ المركبات الكهربائية أو المركبات التجارية أو غيرها من المعدات الكهربائية المتوافقة بينما يعمل أيضًا كمصدر أولي لمركز شحن الطائرات بدون طيار من خلال التوزيع المناسب للطاقة ومعدات التحويل المعتمدة.
| بيئة التشغيل | البنية التحتية الثابتة | دور الطاقة المتنقلة |
| مركز لوجستي دائم بشبكة قوية | عادة ما يكون الحل الأساسي | النسخ الاحتياطي أو دعم الذروة أو القدرة المؤقتة |
| مشروع بناء مؤقت | قد يكون البناء مكلفًا لفترة قصيرة | ملاءمة قوية لدعم الطاقة القابلة للنقل |
| التعدين أو الموقع الصناعي البعيد | يعتمد على البنية التحتية الكهربائية المتاحة | مفيد حيث يتحرك طلب الشحن مع العمليات |
| الاستجابة للطوارئ | قد تكون البنية التحتية الدائمة تالفة أو غير متوفرة | تناسب قوي للنشر السريع |
| تفتيش الممرات عن بعد | قد تكون الشبكة بعيدة عن نقاط الإطلاق/الهبوط | يمكن أن يجلب الطاقة أقرب إلى منطقة المهمة |
| عملية الطائرات بدون طيار الموسمية أو القائمة على الحملة | قد يكون للترقية الدائمة استخدام ضعيف | يمكن إعادة توزيع الأصول المتنقلة إلى مشروع آخر |
بالنسبة للتطبيقات ذات الصلة، تنشر شركة Door Energy المزيدإرشادات تحجيم الطاقة المتنقلةومقالات تطبيقات الطاقة المتنقلةالتي تشرح كيفية مطابقة سعة التخزين وطاقة الإخراج واستراتيجية التجديد مع دورة العمل بدلاً من اختيارها من مواصفات رئيسية واحدة.
يجب أن يكون حجم مركز شحن الطائرات بدون طيار الثقيل المصمم جيدًا في أربع طبقات. أولاً، قم بحساب إنتاجية الطاقة بالكيلوواط ساعة من نوافذ SOC للبطارية الحقيقية والطلعات الجوية اليومية. ثانياً، احسب طاقة الذروة بالكيلوواط من هدف التحول وعدد قنوات الشحن المتزامنة. ثالثًا، إضافة المرونة من خلال الطاقة الاحتياطية واستراتيجية إعادة الشحن وسيناريوهات الطوارئ. أخيرًا، حدد مزيج البنية التحتية: الشبكة الثابتة، أو التخزين الثابت، أو الطاقة المتنقلة أو مزيج من الثلاثة.
| طبقة | السؤال الرئيسي | الإخراج الأساسي |
| 1. الطاقة | ما هي كمية الكهرباء التي يجب أن يحصل عليها الأسطول يوميًا؟ | كيلوواط ساعة/يوم |
| 2. القوة | ما هي السرعة التي يجب أن يتم بها شحن عدة طائرات في نفس الوقت؟ | الذروة كيلوواط |
| 3. المرونة | ماذا يحدث أثناء انخفاض SOC أو سوء الأحوال الجوية أو انقطاع الشبكة؟ | احتياطي كيلووات ساعة + قواعد التشغيل |
| 4. البنية التحتية | من أين يجب أن تأتي الطاقة وما مدى سرعة استعادتها؟ | الشبكة / التخزين / مزيج شاحن EV المحمول |
باستخدام المثال العملي في هذه المقالة، فإن ثماني طائرات مزودة ببطاريات بقدرة 28 كيلووات ساعة، وست طلعات جوية يوميًا، ونافذة إعادة شحن بنسبة 20% إلى 90%، وكفاءة توضيحية بنسبة 92%، و60 كيلووات ساعة/يوم من الطاقة المساعدة واحتياطي تخطيط بنسبة 15%، تؤدي إلى متطلبات تصميم تبلغ حوالي 1.25 ميجاوات ساعة يوميًا. وتبلغ ذروة الشحن العادية لأربع طائرات عند هدف مدته 45 دقيقة حوالي 125.6 كيلووات بعد إضافة الحمل المساعد في المثال.
هذه الأرقام ليست مواصفات عالمية. هم وسيلة. ويمكن تطبيق نفس العملية على أسطول تفتيش أصغر أو على عملية لوجستية ثقيلة أكبر بكثير من خلال استبدال الافتراضات ببيانات تشغيلية حقيقية.
بالنسبة للمشاريع التي تكون فيها سعة الشبكة الدائمة غير كافية أو يتغير فيها موقع التشغيل، أشاحن باب الطاقة المحمول EVيمكن تقييمها كجزء من بنية الطاقة المتنقلة الأولية. الهدف ليس شراء أعلى رقم كيلوواط. الهدف هو بناء نظام طاقة يحافظ على عمل أسطول الطائرات بدون طيار، ويسمح لمصدر الطاقة بالتعافي بين كتل المهام، ويتجنب التوقف الباهظ الثمن الناجم عن طوابير الشحن.
يتم استخدام الكلمة الرئيسية الأساسية "شاحن EV المحمول" بشكل طبيعي في سياق العنوان والنص الأساسي وقسم الحلول والاستنتاج والأسئلة الشائعة بدلاً من تكرارها في كل فقرة. يتم توزيع المصطلحات ذات الصلة مثل مركز شحن الطائرات بدون طيار الثقيلة، وشحن الطائرات بدون طيار خارج الشبكة، وحل الطاقة المتنقلة، وطاقة الشحن القصوى، ومتطلبات الطاقة لأسطول الطائرات بدون طيار، وشحن تخزين الطاقة من خلال المقالة لدعم الملاءمة الدلالية دون حشو الكلمات الرئيسية.
بالنسبة لـ EEAT، يتم تصنيف جميع أرقام مراكز الطائرات بدون طيار بشكل واضح كأمثلة، وترتبط البيانات الخاصة بالمنتج بالصفحات المنشورة في Door Energy، وترتبط مطالبات سلامة بطاريات الطيران بتوجيهات إدارة الطيران الفيدرالية (FAA). يجب الحفاظ على هذا التمييز بين بيانات المنتج التي تم التحقق منها والافتراضات الهندسية عند نشر المقالة.
ج1: لا يوجد رقم واحد. ابدأ بسعة البطارية، وSOC للهبوط الفعلي، وSOC المستهدف، ودورات الشحن اليومية. ثم قم بتضمين خسائر الشحن والطاقة المساعدة وهامش الاحتياطي. في المثال العملي، تبلغ متطلبات التخطيط حوالي 1.25 ميجاوات في الساعة/يوم، ولكن المشروع الحقيقي يجب أن يستخدم بيانات الطائرات والموقع الفعلية.
A2: يقيس kWh كمية الطاقة المستهلكة أو المخزنة، بينما يقيس kW مدى سرعة توصيل هذه الطاقة. يمكن أن يحتوي الموقع على ما يكفي من كيلووات ساعة يوميًا ولكن لا يزال يواجه قوائم انتظار الشحن إذا كانت الكيلووات المتاحة منخفضة جدًا عند عودة عدة طائرات في نفس الوقت.
ج3: ليس بشكل افتراضي. تم تصميم أنظمة Door Energy المتنقلة بشكل أساسي لشحن المركبات الكهربائية وتطبيقات الطاقة الصناعية. يجب أن تستخدم الطائرة بدون طيار شاحن البطارية المعتمد من قبل OEM واتصالات BMS والموصل. يمكن بدلاً من ذلك تقييم نظام Door Energy كمصدر طاقة متنقل يغذي توزيع الموقع المتوافق ومعدات شحن الطائرات بدون طيار.
ج4: قد لا تتمتع المشاريع البعيدة والمؤقتة بقدرة كافية على الشبكة المحلية حيث تعمل الطائرة فعليًا. يمكن لمنصة تخزين الطاقة المتنقلة نقل الطاقة المخزنة بالقرب من منطقة المهمة، ودعم فترات الذروة المؤقتة وتقليل الاعتماد على البنية التحتية الدائمة التي قد يكون بناؤها بطيئًا أو غير اقتصادي.
ج5: يعتمد الاحتياطي الصحيح على مدى أهمية المهمة. قد يقارن النموذج الأولي سيناريوهات الاحتياطي بنسبة 10% أو 15% أو 20% أو 25%، لكن القيمة النهائية يجب أن تعكس تكلفة المهمة المفقودة وتقلب الطقس وموثوقية الطاقة الخارجية والقدرة على تجديد مصدر الطاقة خلال اليوم.
ج6: نفس كمية الطاقة التي يتم تسليمها في وقت أقل تتطلب المزيد من الطاقة. في مثال إعادة الشحن بقدرة 19.6 كيلووات في الساعة الوارد في المقالة، يتطلب الهدف لمدة 60 دقيقة حوالي 21.3 كيلووات من الطاقة من جانب المصدر بالكفاءة المفترضة، بينما يتطلب الهدف لمدة 30 دقيقة حوالي 42.6 كيلووات. تظل حدود تصنيع المعدات الأصلية للطائرات هي القيد النهائي.
