تخزين الطاقة الصناعية والتجارية

يعمل نظام تخزين الطاقة التجارية والصناعية (C&I) عن طريق تخزين الكهرباء عندما تكون وفيرة أو غير مكلفة ثم إطلاقها عندما يكون الطلب مرتفعًا أو أسعار الكهرباء مرتفعة. وفيما يلي كيفية عمله بشكل عام:

1. تخزين الطاقة:يستخدم النظام عادةً تقنيات البطاريات المتقدمة (مثل بطاريات الليثيوم أيون) لتخزين الطاقة الكهربائية. ويمكن الحصول على هذه الطاقة من مصادر متجددة مثل الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح، أو من الشبكة خلال أوقات الذروة عندما تكون أسعار الكهرباء أقل.

2. الشحن والتفريغ:خلال فترات انخفاض الطلب أو عندما تكون أسعار الكهرباء منخفضة، يقوم نظام تخزين الطاقة بشحن البطاريات. ويمكن أن يحدث هذا إما من مصادر متجددة تولد طاقة فائضة أو من الشبكة.

3. إدارة الطلب:عندما يرتفع الطلب على الكهرباء أو خلال فترات الذروة، يقوم نظام تخزين الطاقة بتفريغ الطاقة المخزنة مرة أخرى في الشبكة أو المنشأة. يساعد هذا في تقليل الطلب من الشبكة في الأوقات التي تكون فيها الكهرباء أكثر تكلفة، وبالتالي خفض تكاليف الكهرباء للمنشأة.

4. الطاقة الاحتياطية:توفر أنظمة تخزين الطاقة C&I أيضًا طاقة احتياطية أثناء انقطاع التيار الكهربائي أو حالات الطوارئ. ويمكنها التبديل تلقائيًا إلى طاقة البطارية للحفاظ على تشغيل الأنظمة المهمة، مما يضمن استمرارية العمليات للشركات.

5. التكامل مع الطاقة المتجددة:تتكامل العديد من أنظمة تخزين الطاقة الصناعية والتجارية مع مصادر الطاقة المتجددة مثل الألواح الشمسية. فهي تخزن الطاقة الزائدة المتولدة خلال الفترات المشمسة أو العاصفة لاستخدامها لاحقًا، مما يعزز الاستدامة ويقلل الاعتماد على الوقود الأحفوري.

6. خدمات الشبكة:يمكن لبعض أنظمة تخزين الطاقة المتقدمة في C&I أيضًا توفير خدمات الشبكة مثل تنظيم التردد ودعم الجهد واستقرار الشبكة. يساعد هذا في تحسين موثوقية الشبكة وكفاءتها بشكل عام.

هناك العديد من الفوائد المرتبطة بأنظمة تخزين الطاقة التجارية والصناعية (C&I):

1. توفير التكاليف:تساعد أنظمة تخزين الطاقة الصناعية والتجارية على خفض تكاليف الكهرباء من خلال تخزين الطاقة خلال ساعات الذروة عندما تكون أسعار الكهرباء أقل وتفريغها خلال فترات ذروة الطلب عندما تكون الأسعار أعلى. تعمل هذه الممارسة، المعروفة باسم تقليص أوقات الذروة، على تقليل تكاليف الطلب وخفض فواتير الكهرباء الإجمالية.

2. إدارة الطاقة:توفر هذه الأنظمة للشركات سيطرة أكبر على استخدام الطاقة. ويمكنها تحسين أنماط استهلاك الطاقة وإدارة أنماط الأحمال بكفاءة أكبر وتنفيذ استراتيجيات الاستجابة للطلب لمواءمة استخدام الطاقة مع الممارسات الفعالة من حيث التكلفة والمستدامة.

3. الطاقة الاحتياطية والموثوقية:توفر أنظمة تخزين الطاقة الصناعية والتجارية طاقة احتياطية موثوقة أثناء انقطاع التيار الكهربائي أو حالات الطوارئ. وهذا يضمن استمرار العمليات دون انقطاع للمعدات والعمليات الحيوية، مما يمنع التوقف المكلف ويحافظ على الإنتاجية.

4. التكامل مع الطاقة المتجددة:ترتبط العديد من أنظمة تخزين الطاقة الصناعية والتجارية بمصادر الطاقة المتجددة مثل الألواح الشمسية. فهي تخزن الطاقة المتجددة الفائضة الناتجة خلال فترات الإنتاج المرتفع لاستخدامها لاحقًا، مما يعزز الاستدامة ويقلل الاعتماد على الوقود الأحفوري.

5. دعم الشبكة والخدمات:يمكن أن توفر أنظمة تخزين الطاقة المتقدمة في مجال الصناعة والتصنيع خدمات مساعدة للشبكة، مثل تنظيم التردد ودعم الجهد واستقرار الشبكة. ومن خلال المساهمة في استقرار الشبكة وموثوقيتها، تساعد هذه الأنظمة في تعزيز كفاءة الشبكة ومرونتها بشكل عام.

6. الفوائد البيئية:من خلال تحسين استخدام الطاقة ودمج مصادر الطاقة المتجددة، تساهم أنظمة تخزين الطاقة الصناعية والتجارية في تقليل انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري والتأثير البيئي مقارنة بتوليد الكهرباء التقليدي القائم على الوقود الأحفوري.

7. القدرة على التوسع والمرونة:غالبًا ما تكون هذه الأنظمة معيارية وقابلة للتطوير، مما يسمح للشركات بتوسيع سعة التخزين الخاصة بها حسب الحاجة. وهي توفر خيارات نشر مرنة ويمكن تخصيصها لتلبية متطلبات تشغيلية محددة وقيود المساحة للمرافق التجارية والصناعية المختلفة.

8. البرامج التنظيمية والحوافز:تقدم العديد من المناطق حوافز أو خصومات أو مزايا تنظيمية لتنفيذ أنظمة تخزين الطاقة، وخاصة تلك التي تتكامل مع الطاقة المتجددة. ويمكن لهذه البرامج أن تعزز بشكل أكبر الجدوى المالية والعائد على الاستثمار للشركات التي تستثمر في تخزين الطاقة الصناعية والتجارية.

أنظمة تخزين طاقة البطاريات (BESS): تُستخدم أنظمة تخزين طاقة البطاريات على نطاق واسع في تطبيقات C&I نظرًا لموثوقيتها وكفاءتها وقابليتها للتطوير. وهي تستخدم عادةً:

1. بطاريات الليثيوم أيون:تشتهر بكثافة الطاقة العالية ودورة الحياة الطويلة، وهي مناسبة لأوقات الاستجابة السريعة والدورة المتكررة.

• بطاريات التدفق:استخدم حلول الإلكتروليت المخزنة في خزانات، مما يوفر إمكانية التوسع وعمرًا أطول مقارنة بالبطاريات التقليدية.
• بطاريات الرصاص الحمضية:على الرغم من أنها أقل شيوعًا للاستخدام في الصناعات التحويلية والتجارية على نطاق واسع، إلا أنها لا تزال مستخدمة في تطبيقات محددة بسبب فعاليتها من حيث التكلفة.

2. تخزين الطاقة الحرارية (TES): تخزن أنظمة TES الطاقة الحرارية وتطلقها لإدارة متطلبات التبريد أو التدفئة:

• تخزين المياه المبردة:يخزن سعة التبريد الزائدة خلال ساعات الذروة، ويستخدمها لاحقًا لتقليل الطلب على الكهرباء في أوقات الذروة لتكييف الهواء.
• تخزين الثلج:تجميد الماء خلال فترات الذروة، مما يوفر التبريد عندما يكون الطلب وأسعار الكهرباء أعلى.

3. تخزين الطاقة الميكانيكية: تقوم الأنظمة الميكانيكية بتخزين الطاقة وإطلاقها من خلال وسائل ميكانيكية:

• أنظمة دولاب الموازنة:تخزين الطاقة الحركية في دوار دوار، مما يوفر أوقات استجابة سريعة لاحتياجات الطاقة قصيرة الأمد واستقرار الشبكة.
• تخزين الطاقة بالهواء المضغوط (CAES):يضغط الهواء ويخزنه خلال فترات الطلب المنخفض، ثم يقوم بتوسيعه لتوليد الكهرباء خلال ذروة الطلب.

4. تخزين طاقة الهيدروجين: يستخدم الهيدروجين كوسيلة لتخزين وإطلاق الطاقة:

• أنظمة التحليل الكهربائي:تحويل الكهرباء الفائضة إلى غاز الهيدروجين، الذي يمكن تخزينه واستخدامه لاحقًا في خلايا الوقود لتوليد الكهرباء، مما يوفر إمكانيات تخزين طويلة الأمد.

5. الأنظمة المتكاملة: تجمع الأنظمة المتكاملة أو الهجينة بين تقنيات تخزين متعددة لتحسين الكفاءة والموثوقية:

• الأنظمة الهجينة:دمج البطاريات مع مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح لتحسين إدارة الطاقة وخفض التكاليف وتعزيز استقرار الشبكة.

قد تختلف تكلفة نظام تخزين الطاقة التجاري والصناعي بشكل كبير اعتمادًا على عدة عوامل، بما في ذلك سعة النظام ونوع التكنولوجيا ومتطلبات التثبيت وظروف المشروع المحددة. فيما يلي بعض الاعتبارات العامة:

1. سعة النظام:يؤثر حجم نظام تخزين الطاقة (الذي يتم قياسه بالكيلووات في الساعة، kWh، أو ميغاوات في الساعة، MWh) بشكل كبير على التكلفة. وعادةً ما تكون الأنظمة الأكبر حجمًا القادرة على تخزين المزيد من الطاقة مصحوبة بتكاليف أولية أعلى.

2. نوع التكنولوجيا:تختلف تكاليف تقنيات التخزين المختلفة. على سبيل المثال، تميل بطاريات الليثيوم أيون، التي تُستخدم عادةً لكفاءتها العالية وموثوقيتها، إلى أن تكون أكثر تكلفة في البداية مقارنة ببطاريات الرصاص الحمضية أو أنظمة التخزين الحراري.

3. التثبيت والتكامل:يمكن أن تؤثر التكاليف المرتبطة بالتركيب وإعداد الموقع والتكامل مع البنية التحتية الحالية (مثل الأنظمة الكهربائية ومصادر الطاقة المتجددة) وأي تعديلات ضرورية أيضًا على إجمالي نفقات المشروع.

4. المتطلبات التشغيلية:قد تشمل التكاليف الإضافية الصيانة وأنظمة المراقبة وأي تصاريح ضرورية أو تدابير الامتثال التنظيمي.

5. اقتصاديات الحجم:قد تستفيد المنشآت الأكبر حجمًا من اقتصاديات الحجم، مما قد يؤدي إلى خفض التكاليف لكل وحدة من سعة التخزين.