تحت موج تحول انرژی و آگاهی از محیط زیست ، سیستم های ذخیره انرژی خانگی به تدریج وارد میلیون ها خانوار می شوند و به تجهیزات اصلی برای دستیابی به مصرف برق سبز و هوشمند تبدیل می شوند. این نه تنها می تواند هزینه های برق خانگی را بهینه کند ، بلکه باعث بهبود ثبات برق نیز می شود ، به خانوارها کمک می کند تا در انقلاب انرژی شرکت کنند و تجربه جدید برق را باز کنند.
1 ترکیب و اصل کار سیستم ذخیره انرژی خانوار
سیستم ذخیره انرژی خانگی عمدتاً از بسته های باتری ، اینورترهای دو طرفه ، سیستم های مدیریت باتری (BMS) ، سیستم های مدیریت انرژی (EMS) و لوازم جانبی مرتبط تشکیل شده است. به عنوان هسته اصلی ذخیره انرژی ، بسته های باتری معمولاً شامل باتری های اسید سرب ، باتری های لیتیوم و غیره هستند. در میان آنها ، باتری های لیتیوم به دلیل چگالی انرژی زیاد ، عمر چرخه طولانی و میزان تخلیه پایین ، به انتخاب اصلی سیستم های ذخیره انرژی خانگی تبدیل شده اند. اینورتر دو طرفه وظیفه تبدیل دو طرفه بین قدرت DC باتری و قدرت AC برق خانگی را بر عهده دارد و از ذخیره مؤثر و آزاد شدن انرژی الکتریکی اطمینان می دهد.
سیستم مدیریت باتری مانند "مغز هوشمند" سیستم ذخیره انرژی ، نظارت بر ولتاژ ، جریان ، دما ، حالت شارژ (SOC) و پارامترهای وضعیت سلامت (SOH) هر سلول در باتری در زمان واقعی ، کنترل دقیق فرآیند شارژ و تخلیه باتری و اطمینان از عملکرد ایمن و پایدار بسته باتری است. سیستم مدیریت انرژی "فرمانده" کل سیستم است که با هوشمندی برق را بر اساس عواملی مانند تقاضای برق خانگی ، سیاست های قیمت گذاری برق و تولید انرژی فتوولتائیک برای دستیابی به مصرف بهینه انرژی اختصاص می دهد.
حالت های کار سیستم های ذخیره انرژی خانگی انعطاف پذیر و متنوع است. در مناطقی که قیمت برق اوج و دره قابل توجهی دارند ، این سیستم می تواند در دوره های پایین قیمت برق و تخلیه در دوره های اوج برای مصارف خانگی شارژ شود و از این طریق هزینه های برق را کاهش می دهد. اگر یک خانوار پانل های فتوولتائیک خورشیدی را نصب کند ، برق اضافی تولید شده توسط سیستم فتوولتائیک در طول روز می تواند در باتری ذخیره شود و در شب یا هنگامی که نور کافی وجود ندارد ، به خودکفایی در انرژی خانگی می رسد. هنگامی که شبکه برق یک قطع برق را تجربه می کند ، سیستم ذخیره انرژی خانه می تواند به طور خودکار به حالت شبکه خاموش شود ، قدرت اضطراری را برای خانوارها فراهم کند و از عملکرد طبیعی تجهیزات مهم الکتریکی اطمینان حاصل کند.
2 مزایای اصلی سیستم های ذخیره انرژی خانگی
(1) هزینه های برق را کاهش دهید
از طریق داوری قیمت برق دره اوج و استفاده از خود ، سیستم های ذخیره انرژی خانوار می توانند هزینه های برق را به میزان قابل توجهی کاهش دهند. به عنوان نمونه خانواده در آلمان ، پس از نصب یک سیستم ذخیره انرژی خانگی 5 کیلووات ساعت ، همراه با سیاست های قله محلی و دره و تولید برق فتوولتائیک ، حدود 30 ٪ از قبض های برق سالانه ذخیره می شود و دوره بازپرداخت سرمایه گذاری حدود 5-7 سال است. در برخی مناطق چین ، با گسترش تدریجی اختلاف قیمت برق دره اوج ، مزایای اقتصادی سیستم های ذخیره انرژی خانوار به طور فزاینده ای برجسته شده است.
(2) ثبات الکتریکی را بهبود بخشید
برای مناطقی که دارای شبکه های برق ناپایدار یا قطع برق مکرر هستند ، سیستم های ذخیره انرژی در منزل می توانند به عنوان یک منبع تغذیه مطمئن از پشتیبان عمل کنند. هنگامی که قدرت اصلی قطع شد ، سیستم می تواند به حالت منبع تغذیه شبکه در میلی ثانیه خاموش شود ، و قدرت مداوم تجهیزات کلیدی مانند یخچال ، روشنایی ، روتر و غیره را فراهم می کند و از مشکلاتی مانند خراب شدن مواد غذایی و از دست دادن داده ها ناشی از قطع برق و بهبود قابلیت استفاده و ایمنی و ایمنی استفاده از برق خانگی جلوگیری می کند.
(3) مصرف انرژی سبز
ترکیبی از سیستم های ذخیره انرژی خانگی با منابع انرژی تجدید پذیر مانند تولید انرژی فتوولتائیک توزیع شده و تولید انرژی باد در مقیاس کوچک می تواند به طور موثری نسبت مصرف انرژی پاک را افزایش دهد. کاربران خانوار نه تنها می توانند به خودکفایی انرژی دست یابند و وابستگی به سوخت های فسیلی سنتی را کاهش دهند ، بلکه برق اضافی سبز را نیز به شبکه تغذیه می کنند و به حفظ انرژی و کاهش انتشار کمک می کنند و ترویج تحول سبز ساختار انرژی را می دهند.
3 سناریو برنامه و موارد سیستم ذخیره انرژی خانگی
در کشورهای اروپایی و آمریکایی ، از سیستم های ذخیره انرژی خانگی به طور گسترده ای استفاده شده است. در کالیفرنیا ، شبکه برق اغلب به دلیل بلایای طبیعی مانند آتش سوزی ، نقص هایی را تجربه می کند. بسیاری از خانوارها حتی پس از نصب سیستم های ذخیره انرژی ، هنوز هم می توانند برق اساسی خانوار را در حین قطع برق حفظ کنند. محصول ذخیره انرژی خانگی PowerWall Tesla ، با طراحی شیک و بیرونی شیک ، سیستم مدیریت هوشمند و عملکرد قابل اعتماد ، به یک انتخاب محبوب در بازار ذخیره انرژی خانگی ایالات متحده تبدیل شده است. ظرفیت آن 13.5 کیلووات ساعت است که می تواند چندین ساعت نیازهای اضطراری برق خانوارهای عادی را برآورده کند. کاربران همچنین می توانند از طریق یک برنامه تلفن همراه ، وضعیت عملکرد و داده های مصرف برق سیستم ذخیره انرژی را در زمان واقعی کنترل کنند.
در چین ، با ارتقاء هدف "کربن دوگانه" ، سیستم های ذخیره انرژی خانگی به تدریج در حال ظهور هستند. در مناطقی مانند ژجیانگ و جیانگسو ، برخی از خانوارهای روستایی سیستم های ذخیره انرژی خانگی خود را با فتوولتائیک پشت بام ترکیب می کنند. در طول روز ، انرژی فتوولتائیک در باتری ها ذخیره می شود و برای روشنایی و لوازم خانگی در شب استفاده می شود. برق بیش از حد به صورت آنلاین فروخته می شود و به مصرف برق سبز و افزایش درآمد خانوار می رسد. علاوه بر این ، در برخی از پروژه های مسکونی و ویلای سطح بالا ، سیستم های ذخیره انرژی خانگی به طور فزاینده ای مورد علاقه مصرف کنندگان به عنوان یک پیکربندی مهم برای بهبود کیفیت زندگی و سطح اطلاعات هستند.
4 روند و چالش توسعه
در آینده ، سیستم های ذخیره انرژی خانگی به سمت چگالی انرژی بالاتر ، هزینه پایین تر و هوش بیشتر توسعه می یابند. پیش بینی می شود پیشرفت های مداوم در فن آوری های جدید باتری مانند باتری های حالت جامد و باتری های یونی سدیم باعث افزایش بیشتر عملکرد و ایمنی سیستم های ذخیره انرژی و کاهش هزینه ها شود. در عین حال ، با ادغام عمیق فن آوری هایی مانند اینترنت اشیاء و هوش مصنوعی ، سیستم های ذخیره انرژی در خانه به همبستگی با دستگاه های خانه هوشمند دست می یابند ، به طور خودکار استراتژی های مدیریت انرژی را بر اساس عادات زنده و نیازهای برق اعضای خانواده بهینه می کنند و تجربیات برق راحت تر و هوشمندانه تری را ارائه می دهند.
با این حال ، توسعه سیستم های ذخیره انرژی خانگی نیز با چالش هایی روبرو است. در حال حاضر ، هزینه اولیه سرمایه گذاری سیستم های ذخیره انرژی خانگی نسبتاً زیاد است ، و اگرچه برخی از مناطق دارای سیاست های یارانه ای هستند ، اما هنوز هم فشار اقتصادی برای خانوارهای معمولی وجود دارد. علاوه بر این ، استانداردها و مقررات صنعت هنوز کامل نیستند و کیفیت محصول در بازار بسیار متفاوت است و انتخاب محصولات را برای مصرف کنندگان دشوار می کند. در عین حال ، مدیریت تعامل بین سیستم های ذخیره انرژی خانوار و شبکه برق نیز باید استاندارد تر شود تا از عملکرد ایمن و پایدار شبکه برق اطمینان حاصل شود.
به عنوان یک وسیله مهم برای دستیابی به مصرف برق سبز و هوشمند در خانوارها ، سیستم های ذخیره انرژی خانگی چشم انداز توسعه گسترده ای دارند. با پیشرفت های تکنولوژیکی ، کاهش هزینه ها و پشتیبانی از سیاست ، نقش مهمی در انتقال انرژی و مدیریت انرژی خانوار دارد و در ساخت یک سیستم انرژی تمیز ، کم کربن ، ایمن و کارآمد نقش دارد.