نظام تخزين الطاقة السكني: خيار ذكي جديد لإدارة الطاقة المنزلية

مع تزايد تغلغل الطاقة الجديدة ورفع مستوى الطلب على الكهرباء المنزلية، أصبحت قضايا مثل "القلق من انقطاع التيار الكهربائي" و"ارتفاع تكاليف الكهرباء" و"استهلاك الطاقة الجديدة" تدريجيًا نقاط الألم الأساسية في إدارة الطاقة المنزلية. نظام تخزين الطاقة السكني، باعتباره "مركز طاقة ذكيًا" يربط بين أنظمة الطاقة الكهروضوئية المنزلية وشبكة الطاقة والأحمال الكهربائية، لا يوفر إمدادات الطاقة في حالات الطوارئ أثناء انقطاع التيار الكهربائي فحسب، بل يقلل أيضًا من تكاليف الكهرباء من خلال موازنة أسعار الوادي- في أوقات الذروة، ليصبح معيارًا جديدًا للحياة الخضراء في المنازل الحديثة. ستحلل هذه المقالة كيفية إعادة تشكيل نموذج استخدام الطاقة المنزلية من منظور القيمة الأساسية والسيناريوهات القابلة للتطبيق ودليل الاختيار واتجاهات التطوير لتخزين الطاقة الصناعية.

تختلف أنظمة تخزين C&I عن السعة-الكبيرة وخصائص الحمل-الكبيرة لتخزين الطاقة الصناعية، حيث تأخذ "التصغير والذكاء والتركيب السهل" كمفاهيم تصميم أساسية لها، مما يوفر ثلاث قيم رئيسية للسيناريوهات المنزلية:​

إمدادات الطاقة في حالات الطوارئ: قل وداعًا لمشاكل انقطاع التيار الكهربائي
تتمتع الطاقة الشمسية النموذجية للمنزل المزودة ببطارية بقدرة تخزين طاقة تتراوح بين 10 كيلووات في الساعة إلى 20 كيلووات في الساعة، والتي يمكنها تشغيل الأحمال المنزلية الأساسية (الثلاجات والإضاءة وأجهزة التوجيه والأجهزة الصغيرة) لعدة ساعات إلى أكثر من عشر ساعات. على سبيل المثال، أثناء انقطاع التيار الكهربائي بسبب الأعاصير الصيفية، يمكن للنظام التبديل تلقائيًا إلى "وضع الطاقة الاحتياطية"، مما يضمن نضارة الطعام في الثلاجة، والإضاءة الأساسية، والوصول السلس إلى الإنترنت، وتجنب إزعاج الحياة الناجم عن انقطاع التيار الكهربائي.​

ذروة-مراجحة الوادي: خفض تكاليف الكهرباء الشهرية​
تطبق معظم المناطق حاليًا سياسات أسعار كهرباء الوادي في أوقات الذروة (على سبيل المثال، 0.8 يوان/كيلووات ساعة خلال ساعات الذروة و0.3 يوان/كيلووات ساعة خارج-ساعات الذروة). يمكن لنظام تخزين الطاقة المنزلي تخزين الكهرباء من الشبكة أو الألواح الكهروضوئية المنزلية خارج ساعات الذروة (على سبيل المثال، من الساعة 22:00 إلى الساعة 8:00 في اليوم التالي) وإطلاقها للاستخدام المنزلي خلال ساعات الذروة (على سبيل المثال، من الساعة 8:00 إلى الساعة 22:00). لنأخذ منزلًا بمتوسط ​​استهلاك شهري للكهرباء يبلغ 300 كيلووات في الساعة كمثال، بعد تكوين مخزن طاقة مثبت على الحائط بقدرة 15 كيلووات في الساعة، يمكن توفير حوالي 80-120 يوانًا من تكاليف الكهرباء شهريًا، وأكثر من 1000 يوان سنويًا.​

استهلاك الطاقة الكهروضوئية: تحسين استخدام الطاقة الجديدة​
غالبًا ما تواجه الأسر التي تستخدم الألواح الكهروضوئية مشكلة "توليد الطاقة الزائدة أثناء النهار والاعتماد على الشبكة ليلاً". يمكن لـ BESS للاستخدام التجاري تخزين الطاقة الكهروضوئية الزائدة المتولدة خلال النهار، وتجنب هدر الطاقة. تشير البيانات إلى أن معدل استهلاك الطاقة الكهروضوئية للمنازل المجهزة بنظام تخزين الطاقة يمكن أن يزيد من 50%-60% إلى أكثر من 90%، وهو ما لا يقلل الاعتماد على شبكة الطاقة فحسب، بل يخفض أيضًا تكاليف الكهرباء من خلال التوليد الذاتي والاستهلاك الذاتي.​
​

سواء أكان الأمر يتعلق بالأسر العادية، أو المنازل المجهزة بالطاقة الكهروضوئية-، أو المنازل الخاصة التي تتطلب متطلبات عالية لاستقرار مصدر الطاقة، يمكن أن يوفر تخزين البطاريات كبير الحجم-للصناعة حلولًا تكيفية، تنطبق بشكل أساسي على السيناريوهات التالية:​

الأسر الحضرية العادية: مواجهة ارتفاع تكاليف الكهرباء وانقطاعها المؤقت
بالنسبة للأسر الحضرية التي ليس لديها أنظمة كهروضوئية، يمكن أن يؤدي تخزين طاقة Microgrid للصناعات إلى تقليل تكاليف الكهرباء من خلال "التخزين خارج أوقات الذروة والاستخدام في أوقات الذروة" مع التعامل مع انقطاعات الطاقة قصيرة المدى- الناتجة عن صيانة الشبكة أو الطقس القاسي. على سبيل المثال، أثناء موسم التدفئة الشتوي في شمال الصين عندما يكون الطلب مرتفعًا على الكهرباء، يمكن للنظام تخزين الكهرباء خارج-ساعات الذروة ليلاً وتوفير الطاقة لمعدات الطاقة العالية-مثل السخانات الكهربائية وسخانات المياه أثناء ساعات الذروة أثناء النهار، مما يخفف من ضغط تكاليف الكهرباء.​

الطاقة الكهروضوئية-المنازل المجهزة: تعظيم فوائد الطاقة الجديدة​
يمكن للأسر التي لديها ألواح كهروضوئية منزلية بقدرة 3 كيلووات-10 كيلووات، عندما تكون مجهزة بمخزن طاقة معياري للمطابقة والتشغيل الداخلي، أن تتجنب ظاهرة "الطاقة الكهروضوئية المهجورة" - عندما يتجاوز توليد الطاقة الكهروضوئية استهلاك الكهرباء المنزلي خلال النهار، يتم تخزين الطاقة الزائدة في بطارية تخزين الطاقة بدلاً من توصيلها بالشبكة بسعر منخفض؛ وفي الليل، يتم استخدام الطاقة الكهروضوئية المخزنة، مما يقلل من شراء الكهرباء من الشبكة ويحسن العائد على الاستثمار في الأنظمة الكهروضوئية.

الأسر في المناطق النائية: تحسين استقرار إمدادات الطاقة
في المناطق الريفية النائية أو المناطق الجبلية ذات التغطية الضعيفة للشبكة، يتكرر انقطاع التيار الكهربائي وتكون أوقات التعافي طويلة. يمكن أن تكون إدارة الطاقة الذكية للتخزين التجاري بمثابة "مركز طاقة احتياطي منزلي" وتحقيق "تشغيل الوضع -الشبكة/الشبكة-المتصل المزدوج-المتصل" جنبًا إلى جنب مع الألواح الكهروضوئية. على سبيل المثال، يمكن للأسر الجبلية الاعتماد على تركيبة "PV + تخزين الطاقة" لتعتمد بشكل كامل على نظام تخزين الطاقة لتزويدها بالطاقة عند انقطاع الشبكة، مما يضمن استمرار تشغيل الثلاجات والمعدات الطبية (مثل مكثفات الأكسجين).​

الأسر التي لديها طلب مرتفع على الكهرباء: موازنة أحمال الكهرباء
إن المنازل التي لديها{0}معدات عالية الطاقة مثل الأفران وأجهزة المشي وشواحن المركبات الكهربائية تكون عرضة لتشغيل الحماية من التحميل الزائد للشبكة أثناء ذروة استخدام الكهرباء. يمكن لأنظمة التخزين الصناعية المتصلة بالشبكة- إطلاق الكهرباء عند بدء تشغيل المعدات لمشاركة حمل الشبكة وتجنب التعثر. على سبيل المثال، عند شحن سيارة كهربائية أثناء استخدام الفرن، يمكن للنظام تخصيص طاقة تخزين الطاقة تلقائيًا لضمان التشغيل المستقر لكليهما.

بفضل التكرار التكنولوجي ودعم السياسات، يتطور تخزين الطاقة التجارية في ثلاثة اتجاهات وسيكون أكثر انسجاما مع الاحتياجات المنزلية في المستقبل:​

التخفيض المستمر للتكلفة
ومع التقدم في تكنولوجيا البطاريات والإنتاج على نطاق واسع-، انخفض سعر وحدة نظام إدارة البطارية (BMS) من 3 يوان/وات في الساعة قبل خمس سنوات إلى أقل من 1.5 يوان/وات في الساعة. ومن المتوقع أن ينخفض ​​أكثر خلال السنوات الثلاث إلى الخمس القادمة، مما يخفض عتبة الوصول للأسر العادية

تكامل-سيناريوهات متعددة​
سيتم دمج محطة توليد الطاقة لتخزين الطاقة تدريجيًا مع أنظمة المنزل الذكي-على سبيل المثال، تحسين إستراتيجيات تفريغ الشحن-تلقائيًا استنادًا إلى عادات استخدام الكهرباء المنزلية (مثل وقت تنقلات المالك وأنماط استخدام الأجهزة)، وحتى المشاركة في "استجابة الطلب" على الشبكة لكسب دخل إضافي للأسرة.​

تعزيز سمات اللون الأخضر والمنخفضة الكربون-
ستركز أنظمة التخزين التجارية والصناعية المستقبلية بشكل أكبر على حماية البيئة المادية، مع نظام أكثر اكتمالاً لإعادة تدوير البطاريات، مما يحقق -دورة{1}}العمر الكامل-هدف الكربون المنخفض المتمثل في "الإنتاج-استخدام-إعادة التدوير" ومساعدة الأسر على تحقيق "حياد الكربون".​

لقد تحول تخزين الطاقة الصناعية تدريجيًا من "منتج متخصص-متطور" إلى "ضرورة للطاقة المنزلية". فهو لا يحل نقاط الضعف العملية مثل انقطاع التيار الكهربائي وارتفاع تكاليف الكهرباء فحسب، بل يساعد أيضًا الأسر على المشاركة في ثورة الطاقة الخضراء. بالنسبة للأسر التي تسعى إلى الحصول على حياة جيدة وتشعر بالقلق بشأن تكاليف الطاقة، فإن اختيار أنظمة تخزين مناسبة للمطابقة والتشغيل ليس مجرد تحسين في راحة المعيشة ولكنه أيضًا استثمار في مستقبل منخفض-من الكربون. ومع استمرار نضج التكنولوجيا، فإننظام تخزين الطاقة السكنيةسوف تصبح "مشرف الطاقة الذكي" لمزيد من الأسر، وإعادة تشكيل البيئة الجديدة لاستخدام الطاقة المنزلية.