نظام تخزين الطاقة الذكي ESS للأسرة للأسرة

أصبحت أنظمة تخزين الطاقة إضافة ذات قيمة متزايدة للأسر الحديثة. فهي توفر طريقًا إلى مزيد من استقلال الطاقة، وانخفاض تكاليف الكهرباء، وتحسين المرونة،ونمط حياة أكثر استدامةسيناريوهات التطبيق المحددة والفوائد تختلف بناءً على الاحتياجات الفردية والموقع والتقنيات المتاحة.ولكن الاتجاه العام يشير إلى اعتماد متزايد لـ ESS كمكون رئيسي للمنازل الذكية والفعالة.

على عكس التطبيقات على نطاق واسع في المجمعات التجارية ، يركز نظام ESS المنزلي على احتياجات الطاقة الفردية وتعظيم الاستهلاك الذاتي.

المفهوم الأساسي: تعزيز استقلالية الطاقة وكفاءتها

الفكرة الأساسية وراء نظام ESS المنزلي هي تمكين أصحاب المنازل من التحكم بشكل أكبر في استهلاكهم للطاقة، والحد من اعتمادهم على الشبكة، وجعل منازلهم أكثر استدامة ومرونة.

سيناريوهات التطبيق:

• زيادة الاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية:

سيناريو:

الأسر التي لديها ألواح شمسية على أسطحها تنتج الكهرباء خلال النهار، وغالبًا ما تتجاوز احتياجاتها الفورية.

دور الـ ESS:

تخزين الطاقة الشمسية الزائدة: تخزن ESS الطاقة الشمسية الزائدة التي سيتم إرسالها مرة أخرى إلى الشبكة (ربما بتكلفة إدخال منخفضة).

استخدام الطاقة المخزنة لاحقاً: يمكن استخدام هذه الطاقة المخزنة في المساء أو في الليل أو في الأيام الغائمة عندما يكون إنتاج الشمس ضئيلًا أو غير موجود.

الحد من الاعتماد على الشبكة: يقلل من الاعتماد على الكهرباء الشبكة، وتعظيم الفائدة المالية من الألواح الشمسية وخفض فواتير الكهرباء.

مثال:

تقوم الأسرة بتوليد الكثير من الطاقة الشمسية في فترة ما بعد الظهر، وتخزن بطارية ESS هذه الطاقة الزائدة، مما يسمح للأسرة باستخدامها في المساء عند طبخ العشاء ومشاهدة التلفزيون،تجنب ارتفاع أسعار الكهرباء في الشبكة.

• تحسين التكلفة في وقت الاستخدام (TOU) (تحويل الحمل):

السيناريو: تقدم العديد من خدمات المرافق أسعار كهرباء مختلفة بناءً على وقت اليوم ، مع فترات الذروة التي غالباً ما تكون أسعارها أعلى بكثير.

دور الـ ESS:

الشحن خلال ساعات العمل غير الذروة: يتم شحن ESS خلال فترات انخفاض أسعار الكهرباء ، عادة خلال الليل.

التفريغ خلال ساعات الذروة: يتم استخدام الطاقة المخزنة خلال ساعات الذروة ، مما يقلل من استخدام الكهرباء المكلفة للشبكة.

خفض فواتير الطاقة: يمكن لهذه الاستراتيجية أن تؤدي إلى وفورات كبيرة في تكاليف الكهرباء، وخاصة بالنسبة للأسر التي لديها استهلاك كبير للطاقة خلال النهار.

مثال: تستخدم الأسرة ESS لشحن خلال الليل عندما تكون أسعار الكهرباء منخفضة وتستخدم الطاقة المخزنة لتشغيل الأجهزة خلال النهار عندما تكون الكهرباء من الشبكة باهظة الثمن.

• طاقة احتياطية أثناء انقطاع الكهرباء:

السيناريو: انقطاع الكهرباء يمكن ان يسبب اضطرابات ومشاكل، ويمكن ان يؤثر على الأجهزة الاساسية والاتصالات والأمن.

دور الـ ESS:

توفير إمدادات الطاقة غير المتقطعة (UPS): يمكن أن تعمل ESS كمصدر طاقة احتياطي ، ويتم تشغيلها تلقائيًا عند حدوث انقطاع في الكهرباء.

دعم الأحمال الحرجة: يمكنها تشغيل الأجهزة الأساسية مثل الإضاءة والثلاجات والمعدات الطبية وأنظمة الاتصالات.

تعزيز القدرة على الصمود: يوفر راحة البال ويضمن استمرار تشغيل الوظائف المنزلية الحيوية أثناء فشل الشبكة.

مثال: في حالة انقطاع الكهرباء بسبب العاصفة ، توفر بطارية المنزل ESS تلقائيًا الطاقة للحفاظ على إضاءة الأضواء والثلاجة تعمل والاتصال بالإنترنت متاح.

• دعم شحن السيارة الكهربائية:

السيناريو: مع تزايد شعبية السيارات الكهربائية، تحتاج العديد من الأسر إلى شحن سياراتها.

دور الـ ESS:

تسوية عبء شحن المركبات الكهربائية: يمكن أن يساعد ESS في تسوية الزيادة في الطلب على الكهرباء الناجمة عن شحن المركبات الكهربائية ، مما يمنع الضغط على النظام الكهربائي للمنزل والشبكة المحلية.

استخدام الطاقة المتجددة لشحن السيارات الكهربائية: يسمح لأصحاب المنازل بشحن سياراتهم الكهربائية بالطاقة الشمسية المخزنة خلال النهار ، مما يزيد من خفض بصمة الكربون وتكاليف الوقود.

تحسين تكاليف الشحن: يمكن برمجتها لشحن المركبات الكهربائية خلال ساعات الاحتياط أو عندما يكون التوليد المتجدد وفيرًا.

على سبيل المثال: يستخدم صاحب المنزل الكهرباء الناتجة من الطاقة الشمسية المخزنة في ESS لشحن سيارته الكهربائية خلال الليل ، مما يقلل من اعتماده على الشبكة.

• مشاركة استجابة الطلب:

السيناريو: قد تقدم شركات المرافق برامج استجابة للطلب حيث تحفز الأسر على تقليل استهلاكها للكهرباء خلال أوقات الذروة.

دور الـ ESS:

تقليل حمولة الشبكة: يمكن استخدام ESS لتقليل استهلاك الكهرباء في الأسرة خلال فترات الذروة في الطلب.

حوافز الدخل: يمكن لمالك المنزل أن يحصل على تعويض من شركة المرافق للمشاركة في هذه البرامج.

دعم استقرار الشبكة: يسهم في شبكة كهربائية أكثر استقراراً ومرونةً عن طريق تقليل الضغط خلال أحداث الذروة.

مثال: يسمح مالك منزل لـ ESS الخاص به بالتفريغ خلال حدث استجابة الطلب ، مما يقلل من استهلاك شبكة منزله ويحصل على ائتمان من شركة المرافق.

• العيش خارج الشبكة أو المنازل النائية:

السيناريو: المنازل في المناطق النائية أو المجتمعات خارج الشبكة غالبا ما لا يكون لها وصول موثوق به إلى الشبكة الكهربائية.

دور الـ ESS:

توفير طاقة موثوقة: يعمل ESS كمصدر طاقة أساسي ، حيث يخزن الطاقة من مصادر متجددة مثل الألواح الشمسية.

ضمان استقلال الطاقة: يسمح للمنازل خارج الشبكة بالعمل بشكل مستقل عن الشبكة ، مما يلغي الاعتماد على مصادر الطاقة التقليدية.

مثال: يعتمد المقصورة في مكان بعيد بالكامل على الطاقة الشمسية وبطارية ESS لتوفير الكهرباء للإضاءة والأجهزة وغيرها من الاحتياجات.

أنواع تخزين الطاقة للأسر:

بطاريات ليثيوم أيون: الخيار الأكثر شيوعًا للتطبيقات المنزلية بسبب كثافة الطاقة العالية نسبيًا وكفاءتها وتكاليفها الميسورة بشكل متزايد.

البطاريات الحمضية الرصاصية: تكنولوجيا أكثر نضجا مع انخفاض التكلفة الأولية ولكن أقل كثافة الطاقة وأقصر عمر مقارنة بالليثيوم أيون.

بطاريات التدفق: أقل شيوعًا في التطبيقات السكنية ولكنها يمكن أن تكون مناسبة للمنازل التي تتطلب متطلبات تخزين طاقة عالية جدًا أو تحتاج إلى عمر طويل.

النظم الهجينة: الجمع بين تقنيات متعددة لتحسين الأداء وتلبية الاحتياجات المحددة (على سبيل المثال ، البطارية بالإضافة إلى التخزين الحراري).

الفوائد الرئيسية لـ ESS في الأسر:

تخفيض فواتير الكهرباء: من خلال الاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية وإدارة ذروة الطلب وتحسين TOU.

استقلال الطاقة: انخفاض الاعتماد على الشبكة وزيادة السيطرة على استخدام الطاقة.

الطاقة الاحتياطية: تحسين المرونة أثناء انقطاع الطاقة.

الفوائد البيئية: تقليل البصمة الكربونية من خلال استخدام الطاقة المتجددة.

زيادة قيمة الممتلكات: المنازل ذات الطاقة الشمسية + التخزين غالبًا ما تكون أكثر جاذبية للمشترين.

دعم الشبكة: المساهمة في شبكة كهربائية أكثر استقرارا وكفاءة.