استخدام أنظمة تخزين الطاقة اكتسبت التدفئة المركزية في المنزل شعبية هائلة في السنوات الأخيرة، وخاصة بفضل نمو الطاقات المتجددة مثل الطاقة الشمسية. لديك بطارية مناسبة لا يساعد فقط خفض تكلفة فاتورة الكهرباء الخاصة بك، ولكنه يعمل أيضًا على تحسين استقلالية المنزل في مجال الطاقة ويوفر نسخة احتياطية في حالة انقطاع التيار الكهربائي.
اختيار البطارية المنزلية ليس قرارًا تافهًا.. هناك أنواع وتقنيات وتكوينات متعددة، ولكل منها مزايا وعيوب. تتضمن هذه المقالة كل ما تحتاج إلى معرفته لاختيار حل التخزين المثالي، استنادًا إلى تحليل شامل للأنظمة الأكثر استخدامًا اليوم.
ما هي بطارية تخزين الطاقة المنزلية؟
بطارية تخزين الطاقة المنزلية هي وحدة تسمح لك بتخزين الطاقة الكهربائية، إما من مصادر متجددة مثل الألواح الشمسية أو مباشرة من الشبكة خلال ساعات الذروة. الهدف الرئيسي منه هو السماح باستخدام تلك الطاقة في الأوقات التي يكون فيها الطلب مرتفعًا أو انقطاع التيار الكهربائي.
وتتكون هذه الأنظمة عادة من خلية كهروكيميائية واحدة أو أكثر، وعاكس يحول الطاقة إلى شكل مناسب للاستخدام المنزلي، ونظام إدارة (BMS) ينظم تشغيلها لضمان السلامة والكفاءة.
تقنيات التخزين الرئيسية المتاحة
هناك حاليا مختلفة تقنيات البطارية للاستخدام السكني. كل منها يستجيب لاحتياجات مختلفة من حيث القدرة والتكلفة والصيانة والمتانة.
بطاريات الرصاص الحمضية
إنهم الأكثر تقليدية واقتصادية. تم استخدامها لسنوات عديدة في تشغيل المركبات وأنظمة UPS (إمدادات الطاقة غير المنقطعة)، ولا تزال موجودة في التركيبات المنزلية منخفضة الميزانية.
المزايا:
- سعر ابتدائي منخفض، مثالية للأسر ذات الميزانية المحدودة.
- التكنولوجيا الناضجة ومعروفة جيدا.
العيوب:
- مدة صلاحية قصيرة، مع حوالي 300-500 دورة شحن.
- إنهم يحتاجون إلى الصيانةكيفية التحقق من مستويات الإلكتروليت.
- ضخم وثقيل، مع كثافة طاقة منخفضة.
بطاريات الليثيوم
الخيار الأكثر استخدامًا حاليًا، وخاصةً بفضل كفاءةحجم صغير وعمر خدمة طويل. هناك أنواع مختلفة، ولكن الأكثر شيوعًا في القطاع السكني هي بطاريات أيون الليثيوم وبشكل أكثر تحديدًا بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LiFePO4). إذا كنت تريد معرفة المزيد عن استخدامه، استشر بطاريات الليثيوم للمحولات.
المزايا:
- كثافة طاقة عالية، فهي تشغل مساحة صغيرة.
- عمر مفيد طويل، مع أكثر من 4.000 دورة.
- بدون صيانة و آمنة جدًا.
العيوب:
- سعر ابتدائي أعلى فيما يتعلق بحمض الرصاص.
في بطاريات الليثيوم، تحظى LiFePO4 بتقدير خاص بسبب استقرارها الحراري العالي وسلامتها من الحرائق، فضلاً عن قلة تعرضها للتآكل والتلف على مر السنين.
بطاريات التدفق
إنها تقنية ناشئة، ولم يتم تطبيقها على نطاق واسع في البيئات السكنية بعد. يستخدمون الإلكتروليتات السائلة المتداولة لتخزين وإطلاق الطاقة.
المزايا:
- قابلية التوسعة الكبيرةمثالية للاستخدامات الصناعية.
- دورة حياة طويلة.
العيوب:
- إنهم يحتاجون إلى مساحة كبيرة ولها أنظمة معقدة.
- ارتفاع التكاليف.
العوامل الرئيسية لاختيار البطارية المناسبة
بالإضافة إلى نوع البطارية، هناك معايير تقنية وعملية أساسية لاتخاذ الاختيار الصحيح. يبدأ القرار الجيد بمعرفة منزلك وعاداتك والميزانية المتاحة لديك..
القدرة (كيلوواط ساعة)
يقوم بتعريف إجمالي كمية الطاقة التي يمكن للبطارية تخزينها. من المستحسن أن تقوم بحساب الاستهلاك اليومي لمنزلك والتأكد من أن البطارية قادرة على تغطية جزء كبير منه. بالنسبة للأسرة المتوسطة، عادة ما تكون سعة 5 إلى 10 كيلووات في الساعة كافية.ويمكن توسيعها إذا كان من المتوقع زيادة الاستهلاك أو الرغبة في مزيد من الاستقلالية. يمكنك أيضًا البحث عن بطاريات طاقة الرياح لفهم القدرات بشكل أفضل.
الطاقة (كيلوواط)
يشير إلى مقدار الطاقة التي تستطيع البطارية توصيلها في وقت معين. يعد هذا أمرًا مهمًا إذا تم توصيل العديد من الأجهزة في نفس الوقت. يجب أن يكون كافيا للحفاظ على المعدات الهامة.:
- ثلاجة
- الإضاءة الأساسية
- جهاز التوجيه وأجهزة الكمبيوتر
- مضخة الماء أو التدفئة
دورات الشحن وعمر الخدمة
تتمتع البطارية ذات عدد أكبر من الدورات (الشحن الكامل والتفريغ) بـ عمر خدمة أطول. تتجاوز بطاريات الليثيوم 4.000 دورة؛ تظل بطاريات الرصاص الحمضية عند حوالي 500 على الأكثر.
الوحدات النمطية وقابلية التوسع
توفر العديد من مجموعات الطبول الحديثة تكوينات معيارية. وهذا يعني، يمكنك البدء بقدرات أساسية وتوسيعها في المستقبل. إضافة المزيد من الوحدات، لذا من المفيد النظر في الأنظمة التي تتكامل مع الأنظمة الأخرى، مثل تركيبات الألواح الشمسية. ويوفر هذا المرونة للتكيف مع النمو في الاستهلاك أو تركيبات الطاقة الشمسية الأكبر حجماً في المستقبل.
توافق العاكس
ليست كل البطاريات متوافقة مع كل عاكس. إذا كان لديك نظام كهروضوئي مثبت بالفعل، فتأكد من اختيار البطارية المناسبة يمكن دمجها بنجاح مع العاكس ونظام إدارة الطاقة.
التركيب: على الحائط أو الأرضية
يتم تثبيت بعض البطاريات معلقة على الحائط، في حين يتم تثبيت البعض الآخر مكدسة على الأرض. خيار الأرضية أسهل في التثبيت ولا يحتاج إلى جدران تقوية خاصة في البطاريات الثقيلة التي يزيد وزنها عن 100 كجم.
أمثلة على الأنظمة الشائعة
ومن بين النماذج المتميزة في السوق نجد بطاريات مثل سوتلو DPE-5K، والتي تستخدم تكنولوجيا LiFePO4، بسعة 5 كيلووات في الساعة وتدعم التوسع حتى 16 وحدة بالتوازي. خيار قوي يشتمل أيضًا على نظام BMS ذكي لإدارة آمنة.
هناك بديل آخر مثير للاهتمام وهو مجموعة الطبول المعيارية Dowell، مع خلايا CATL وتصميم قابل للتكديس. يتجاوز عمرها الافتراضي 6.000 دورة وتوفر ما بين 5 إلى 20 كيلووات في الساعة اعتمادًا على الوحدات المثبتة، وتجمع بين الوظيفة والتصميم الجمالي الذي يذكرنا بالأجهزة المنزلية الحديثة. يمكنك رؤية المزيد حول تكامله مع الألواح الشمسية في منزلك
حالات الاستخدام وفقًا لملف تعريف الأسرة
اعتمادًا على نمط الحياة واستخدام الطاقة، تتغير الاحتياجات:
- الأسر ذات الاستهلاك المتوسط: بفضل سعة تتراوح بين 5 إلى 10 كيلووات ساعة في بطاريات LiFePO4، يتم تحقيق أداء جيد.
- الأسر التي لديها سيارات كهربائية أو تقضي ساعات طويلة في المنزل: يمكن للبطاريات ذات الجهد العالي أو السعة الكبيرة (>10 كيلووات ساعة) التعامل مع الأحمال الأكثر تطلبًا.
- السكن في المناطق المعزولة: إنها تتطلب استقلالية كاملة، لذا يتم دمجها مع أنظمة الطاقة الشمسية أو المولدات، لذا من المفيد معرفة المزيد عنها أنظمة الطاقة الشمسية وطاقة الرياح الهجينة.
في الوقت الحاضر أصبح ذلك ممكنا استغل ساعات الذروة على شبكة الطاقة لشحن البطارية واستخدام تلك الطاقة المتراكمة في أوقات الذروة، مما يؤدي إلى خفض الفاتورة بشكل أكبر.
يمكن أيضًا دمج البطاريات السكنية مع أنظمة إدارة الطاقة (EMS) التي تعمل على تحسين إدارة الطاقة في المنزل بأكمله، والتكيف في الوقت الحقيقي مع الاستهلاك وتوليد الطاقة الكهروضوئية.
لا ينبغي أن يعتمد اختيار حل تخزين الطاقة المنزلية على السعر الأولي فقط. من المهم أن نأخذ بعين الاعتبار جميع العوامل التقنية والاستخدامية وعوامل النمو المستقبلية. تمثل البطاريات، وخاصة LiFePO4، أفضل توازن بين التكلفة والمتانة والسلامة اليوم، حيث توفر حلاً فعالاً وخاليًا من الانبعاثات يتكيف مع الاحتياجات الجديدة لعالم الطاقة.
