قد تصبح معدات تخزين الطاقة الكهروضوئية المنزلية منتجًا ضروريًا للعائلات المستقبلية

وانطلاقًا من هدف الحياد الكربوني، سيتحول استخدام الطاقة في المستقبل بشكل متزايد نحو الطاقة النظيفة.كما ستحظى الطاقة الشمسية، باعتبارها طاقة نظيفة شائعة في الحياة اليومية، باهتمام متزايد.ومع ذلك، فإن إمدادات الطاقة من الطاقة الشمسية نفسها ليست مستقرة، وترتبط ارتباطًا وثيقًا بكثافة ضوء الشمس والظروف الجوية في اليوم، الأمر الذي يتطلب مجموعة من معدات تخزين الطاقة الكهروضوئية المناسبة لتنظيم الطاقة.

قلب النظام الكهروضوئي المنزلي

عادةً ما يتم تركيب وحدات تخزين الطاقة الكهروضوئية المنزلية مع الأنظمة الكهروضوئية المنزلية لتوفير الكهرباء لمستخدمي المنازل.يمكن لنظام تخزين الطاقة تحسين درجة الاستخدام الذاتي للخلايا الكهروضوئية المنزلية، وتقليل فاتورة الكهرباء للمستخدم، وضمان استقرار استهلاك الكهرباء للمستخدم في ظل الظروف الجوية القاسية.بالنسبة للمستخدمين في المناطق التي ترتفع فيها أسعار الكهرباء، أو فروق الأسعار من الذروة إلى الوادي، أو الشبكات القديمة، يكون شراء أنظمة التخزين المنزلية أكثر اقتصادا، ويكون لدى المستخدمين المنزليين الدافع لشراء أنظمة التخزين المنزلية.

في الوقت الحاضر، يتم استخدام معظم الطاقة الشمسية المستخدمة في الصين فقط لسخانات المياه.لا تزال الألواح الشمسية التي يمكنها بالفعل توفير الكهرباء للمنزل بأكمله في مهدها، ولا يزال المستخدمون الرئيسيون لها في الخارج، خاصة في أوروبا والولايات المتحدة.

نظرًا لدرجة التحضر العالية في الدول الأوروبية والأمريكية، وعادة ما تهيمن على السكن منازل مستقلة أو شبه مستقلة، فهي مناسبة لتطوير الخلايا الكهروضوئية المنزلية.وفقًا للإحصاءات، في عام 2021، ستبلغ القدرة المركبة للفرد من الطاقة الكهروضوئية في الاتحاد الأوروبي 355.3 واط لكل أسرة، بزيادة قدرها 40٪ مقارنة بعام 2019.

ومن حيث معدل الاختراق، تمثل القدرة المركبة للخلايا الكهروضوئية المنزلية في أستراليا والولايات المتحدة وألمانيا واليابان 66.5% و25.3% و34.4% و29.5% من إجمالي القدرة الكهروضوئية المثبتة على التوالي، بينما تبلغ نسبة القدرة الكهروضوئية المثبتة في الأسر في الصين هو 4 ٪ فقط.اليسار واليمين، مع مجال كبير للتطوير.

جوهر النظام الكهروضوئي المنزلي هو معدات تخزين الطاقة، وهي أيضًا الجزء ذو التكلفة الأكبر.وفي الوقت الحاضر، يبلغ سعر بطاريات الليثيوم في الصين حوالي 130 دولارًا أمريكيًا/كيلوواط ساعة.إذا أخذنا عائلة مكونة من أربعة أفراد في سيدني ينتمي آباؤها إلى الطبقة العاملة كمثال، بافتراض أن الاستهلاك اليومي للطاقة للعائلة يبلغ 22 كيلووات في الساعة، فإن نظام تخزين الطاقة المنزلي المثبت عبارة عن مكونات كهروضوئية بقدرة 7 كيلووات بالإضافة إلى بطارية تخزين طاقة بقدرة 13.3 كيلووات في الساعة.وهذا يعني أيضًا أن ما يكفي من بطاريات تخزين الطاقة للنظام الكهروضوئي سيكلف 1729 دولارًا.

لكن في السنوات القليلة الماضية، انخفض سعر معدات الطاقة الشمسية المنزلية بنحو 30% إلى 50%، في حين زادت الكفاءة بنحو 10% إلى 20%.ومن المتوقع أن يؤدي ذلك إلى تسريع التطور السريع لتخزين الطاقة الكهروضوئية المنزلية.

آفاق مشرقة لتخزين الطاقة الكهروضوئية المنزلية

بالإضافة إلى بطاريات تخزين الطاقة، فإن بقية المعدات الأساسية هي الخلايا الكهروضوئية وعاكسات تخزين الطاقة، ويمكن تقسيم أنظمة تخزين الطاقة المنزلية إلى أنظمة تخزين الطاقة الكهروضوئية المنزلية الهجينة وأنظمة تخزين الطاقة الكهروضوئية المنزلية المقترنة وفقًا لطرق الاقتران المختلفة وما إذا كانت متصلة بالشبكة.النظام، ونظام تخزين الطاقة الكهروضوئية المنزلية خارج الشبكة، ونظام إدارة الطاقة لتخزين الطاقة الكهروضوئية.

تعتبر أنظمة تخزين الطاقة الكهروضوئية المنزلية الهجينة مناسبة بشكل عام للأسر الكهروضوئية الجديدة، والتي لا يزال بإمكانها ضمان الطلب على الكهرباء بعد انقطاع التيار الكهربائي.وهذا هو الاتجاه السائد حاليًا، ولكنه غير مناسب لترقية المنازل الكهروضوئية الموجودة.نوع الاقتران مناسب للأسر الكهروضوئية الموجودة، حيث يحول النظام الكهروضوئي الحالي المتصل بالشبكة إلى نظام تخزين الطاقة، وتكلفة الإدخال منخفضة نسبيًا، ولكن كفاءة الشحن منخفضة نسبيًا؛النوع خارج الشبكة مناسب للمناطق التي لا تحتوي على شبكات، وعادة ما يحتاج إلى أن يكون مزودًا بواجهة مولدات الديزل.

بالمقارنة مع بطاريات تخزين الطاقة، لا تمثل العاكسات والوحدات الكهروضوئية سوى حوالي نصف التكلفة الإجمالية للبطاريات.بالإضافة إلى ذلك، يجب تركيب منتجات تخزين الطاقة المنزلية بواسطة القائمين على التركيب، وتتراوح تكلفة التثبيت أيضًا بين 12% و30%.

على الرغم من أنها أكثر تكلفة، فإن العديد من أنظمة تخزين البطاريات تسمح أيضًا بجدولة ذكية للكهرباء داخل وخارج المنزل، ليس فقط لبيع الطاقة الزائدة لنظام الطاقة، ولكن تم تحسين بعضها للتكامل في مرافق شحن السيارات الكهربائية.في الوقت الذي أصبحت فيه السيارات الكهربائية أكثر شيوعًا، ستساعد هذه الميزة أيضًا المستخدمين على توفير الكثير من التكاليف.

وفي الوقت نفسه فإن الاعتماد المفرط على مصادر الطاقة الخارجية سيؤدي إلى أزمة طاقة، خاصة في ظل الوضع العالمي المتوتر اليوم.وبأخذ هيكل الطاقة في أوروبا كمثال، يمثل الغاز الطبيعي ما يصل إلى 25%، ويعتمد الغاز الطبيعي الأوروبي بشكل كبير على الواردات، مما يؤدي إلى الحاجة الملحة لتحويل الطاقة في أوروبا.

قامت ألمانيا بتطوير هدف توليد الطاقة المتجددة بنسبة 100٪ من عام 2050 إلى عام 2035، وتحقيق 80٪ من الطاقة من توليد الطاقة المتجددة.أقرت المفوضية الأوروبية اقتراح REPowerEU لزيادة أهداف الطاقة المتجددة للاتحاد الأوروبي لعام 2030، والتي ستزيد 17 تيراواط ساعة من الكهرباء في السنة الأولى من خطة الطاقة الكهروضوئية المنزلية، وتولد 42 تيراواط ساعة من الكهرباء الإضافية بحلول عام 2025. جميع المباني العامة مجهزة بالخلايا الكهروضوئية، ويشترط تركيب جميع المباني الجديدة بأسقف كهروضوئية، ويتم التحكم في عملية الموافقة خلال ثلاثة أشهر.

احسب السعة المركبة للخلايا الكهروضوئية الموزعة بناءً على عدد الأسر، وفكر في معدل اختراق تخزين الطاقة المنزلية للحصول على عدد وحدات تخزين الطاقة المنزلية المثبتة، وافترض متوسط ​​السعة المركبة لكل أسرة للحصول على السعة المركبة لتخزين الطاقة المنزلية في العالم وفي مختلف الأسواق.

بافتراض أنه في عام 2025، سيبلغ معدل اختراق تخزين الطاقة في السوق الكهروضوئية الجديدة 20%، ومعدل اختراق تخزين الطاقة في سوق الأوراق المالية 5%، وتصل مساحة سعة تخزين الطاقة المنزلية العالمية إلى 70 جيجاوات في الساعة، فإن مساحة السوق ضخمة .

ملخص

مع تزايد أهمية نسبة الطاقة الكهربائية النظيفة في الحياة اليومية، دخلت الخلايا الكهروضوئية تدريجيًا إلى آلاف المنازل.لا يستطيع نظام تخزين الطاقة الكهروضوئية المنزلي تلبية الطلب اليومي على الكهرباء للأسرة فحسب، بل يمكنه أيضًا بيع الكهرباء الزائدة إلى الشبكة للحصول على الدخل.ومع زيادة المعدات الكهربائية، قد يصبح هذا النظام منتجًا ضروريًا في العائلات المستقبلية.