تخزين الطاقة السكنية

يعمل نظام البطارية الشمسية المنزلية عن طريق تخزين الطاقة الكهربائية لاستخدامها في المنزل، مما يؤدي إلى تحسين استخدام الطاقة المولدة من مصادر متجددة أو الشبكة. وإليك كيفية عمله:

أولاً، يتم توليد الطاقة من خلال الألواح الشمسية التي تحول ضوء الشمس إلى كهرباء أثناء النهار. بالإضافة إلى ذلك، يمكن سحب الكهرباء من الشبكة، وخاصة خلال ساعات الذروة عندما تكون الأسعار أقل.

بعد ذلك، يتم تخزين الكهرباء الزائدة التي تولدها الألواح الشمسية أو التي يتم سحبها من الشبكة في بطارية تخزين الطاقة المنزلية. هذه البطاريات، غالبًا ما تكون من نوع ليثيوم أيون، مفضلة لكفاءتها وطول عمرها. الطاقة المخزنة تكون في شكل تيار مستمر (DC)، وعند الحاجة، يحول العاكس طاقة التيار المستمر هذه إلى طاقة تيار متناوب (AC)، وهو متوافق مع الأجهزة والأنظمة المنزلية.

يراقب نظام إدارة الطاقة (EMS) ويدير تدفق الطاقة داخل نظام بطارية الطاقة الشمسية المنزلية. يقرر نظام إدارة الطاقة متى يتم تخزين الطاقة، ومتى يتم سحبها من البطاريات، ومتى يتم سحبها من الشبكة، مما يعمل على تحسين استخدام الطاقة لتقليل التكاليف وتعظيم الكفاءة.

بالنسبة لاستخدام الطاقة، يتم استخدام طاقة التيار المتردد المحولة لتشغيل الأجهزة المنزلية والإضاءة وأنظمة التدفئة والتبريد. في حالة انقطاع التيار الكهربائي، تتحول حزمة البطارية الشمسية للمنزل تلقائيًا إلى طاقة البطارية، مما يضمن استمرار تشغيل الأجهزة والأنظمة الأساسية دون انقطاع.

يتفاعل النظام أيضًا مع الشبكة. يمكن لنظام إدارة الطاقة شحن بطارية تخزين الطاقة المنزلية من الشبكة خلال ساعات الذروة عندما تكون الكهرباء أرخص، وتخزين الطاقة لاستخدامها لاحقًا خلال ساعات الذروة عندما تكون الأسعار أعلى. في بعض الإعدادات، يمكن إعادة الطاقة المخزنة الزائدة إلى الشبكة، مما قد يؤدي إلى كسب أرصدة أو تقليل فواتير الكهرباء الإجمالية من خلال برامج القياس الصافي.

توفر أنظمة تخزين البطاريات السكنية، مثل أنظمة تخزين البطاريات المنزلية، لأصحاب المنازل إدارة طاقة فعّالة ومستدامة. تستخدم أنظمة تخزين البطاريات الشمسية السكنية هذه البطاريات الشمسية المنزلية لتخزين الطاقة الزائدة من الألواح الشمسية أو الشبكة خلال ساعات الذروة. تساعد هذه الطاقة المخزنة في تقليل فواتير الكهرباء من خلال استخدامها خلال أوقات الذروة وتعزيز استقلال الطاقة.

تتضمن الفوائد الرئيسية ما يلي:

• مصداقية:يوفر طاقة احتياطية أثناء انقطاع التيار الكهربائي، مما يضمن التشغيل المستمر للأجهزة الأساسية.
• الاستدامة:يعمل على تحسين استخدام الطاقة المتجددة، مما يقلل الاعتماد على الوقود الأحفوري ويخفض البصمة الكربونية.
• إدارة الطاقة الفعالة:تعمل التكنولوجيا الذكية على مراقبة وتحسين استخدام الطاقة، وتحويل الاستهلاك إلى أوقات أقل تكلفة.
• المزايا المالية:التوفير المحتمل من خلال خفض تكاليف الكهرباء والحوافز على التثبيت.

هناك عدة أنواع من أنظمة الطاقة الشمسية المنزلية التي تعمل بالبطاريات، ولكل منها ميزات وفوائد فريدة. وفيما يلي الأنواع الرئيسية:

أنظمة تخزين البطاريات:
1. بطاريات ليثيوم أيون: تشتهر بكثافة الطاقة العالية والكفاءة وعمرها الطويل، مما يجعلها مثالية لتخزين الكهرباء الزائدة من الألواح الشمسية أو الشبكة.
2. بطاريات الرصاص الحمضية: خيار فعال من حيث التكلفة ولكنه أقل كفاءة ومتانة مقارنة ببطاريات الليثيوم أيون.
3. بطاريات التدفق: توفر إمكانية التوسع وعمرًا افتراضيًا ممتدًا، على الرغم من أنها أقل شيوعًا في البيئات السكنية بسبب التكاليف الأعلى.

أنظمة البطاريات الشمسية:
1. أنظمة الطاقة الشمسية الهجينة: دمج الألواح الشمسية مع تخزين البطاريات، مما يتيح لأصحاب المنازل تخزين الطاقة الشمسية الفائضة لاستخدامها لاحقًا، مما يؤدي إلى تعظيم الاستهلاك الذاتي.
2. الأنظمة المستقلة عن الشبكة: تعمل بشكل مستقل عن الشبكة، وتعتمد فقط على الطاقة الشمسية المخزنة، وغالبًا ما يتم استكمالها بمولدات احتياطية لفترات طويلة.
3. أنظمة مرتبطة بالشبكة مع بطارية احتياطية: تبقى متصلة بالشبكة لضمان الاستقرار ولكنها تتضمن بطاريات للطاقة الاحتياطية أثناء انقطاع الشبكة، مما يعزز موثوقية الطاقة.

تخزين الطاقة الحرارية:
1. سخانات المياه: الاستفادة من الكهرباء الزائدة من الألواح الشمسية أو الشبكة لتسخين المياه، والتي يمكن استخدامها لاحقًا لتلبية احتياجات المنزل، وتحسين استخدام الطاقة.
2. المضخات الحرارية: تخزين الطاقة الحرارية عن طريق نقل الحرارة إلى وسط تخزين حراري، مما يوفر التدفئة أو التبريد الفعال حسب الحاجة، مما يعزز كفاءة الطاقة الإجمالية.

تتيح أنظمة تخزين الطاقة المنزلية لأصحاب المنازل تحسين استخدام الطاقة، وتعزيز الموثوقية أثناء انقطاع التيار الكهربائي، والمساهمة في الاستدامة من خلال تعظيم الاستفادة من الطاقة الشمسية. يعتمد اختيار النظام المناسب على احتياجات الطاقة المنزلية المحددة، واعتبارات الميزانية، وتوافر المساحة، والأهداف البيئية.