ما هي الاختلافات بين بطاريات تخزين الطاقة المنزلية والبطاريات المنزلية العادية؟

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ما هي بطارية تخزين الطاقة السكنية؟ وكيف تختلف عن البطارية المنزلية العادية؟

 

 

 

من خلال التطوير المستمر للطاقة الشمسية السكنية، وأسعار الكهرباء في ذروة-الوادي، والطاقة الاحتياطية، واحتياجات الطاقة المستقلة في المنازل،بطاريات تخزين الطاقة المنزليةتتطور تدريجياً من "معدات دعم الطاقة الجديدة" إلى عنصر مهم في أنظمة الطاقة المنزلية. لدى العديد من المستهلكين، عندما يواجهون تخزين الطاقة لأول مرة، سؤال بديهي للغاية: أليست بطارية تخزين الطاقة المنزلية مجرد بطارية؟ ما الفرق بينها وبين بطاريات AA والبطاريات القابلة لإعادة الشحن وبطاريات السيارات التي نستخدمها يوميًا؟

 

في الواقع، على الرغم من أنها جميعًا تستخدم التفاعلات الكهروكيميائية لتخزين وإطلاق الطاقة الكهربائية، إلا أن أهداف تصميمها مختلفة تمامًا. تلبي البطاريات المنزلية العادية في المقام الأول احتياجات الطاقة-المنخفضة وقصيرة المدة-لأجهزة التحكم عن بعد والألعاب والمصابيح الكهربائية والأجهزة الإلكترونية الصغيرة؛ في حين أن بطاريات تخزين الطاقة المنزلية هي "أجهزة الطاقة القابلة لإعادة الشحن-الكبيرة الحجم" مصمم لأنظمة الطاقة المنزلية، ويتطلب التعاون مع الألواح الشمسية، والعاكسات الهجينة، وأنظمة التوزيع المنزلية، وشبكة الطاقة، وأنظمة إدارة الطاقة الذكية.

 

تشير وكالة الطاقة الدولية (IEA) إلى أن نظام الطاقة العالمي سيضيف أكثر من 40 جيجاوات من سعة تخزين البطارية في عام 2023، وخلف-متر-أصبح تخزين الطاقة نموذجًا مهمًا لتطبيقتخزين طاقة البطارية; وفي الوقت نفسه، انخفضت تكلفة بطاريات الليثيوم-أيون بنسبة 90% تقريبًا مقارنة بعام 2010، مما أدى إلى التوسع السريع في تطبيقات تخزين طاقة البطاريات في المنازل والشركات وأنظمة الطاقة.

 

 

 

ما هي بطارية تخزين الطاقة السكنية؟

 

بطاريات تخزين الطاقة السكنية، ببساطة، هيأنظمة البطاريات القابلة لإعادة الشحنمصمم خصيصًا لتخزين وإدارة وتوفير الطاقة الاحتياطية للكهرباء المنزلية. يتم تركيبها عادةً في المرائب السكنية، أو غرف المرافق، أو الطوابق السفلية، أو على الجدران، أو مناطق المعدات الخارجية، أو مواقع أخرى تلبي متطلبات التثبيت المحلية، وتكون متصلة بالوحدات الكهروضوئية، ومحولات تخزين الطاقة، والأحمال المنزلية، وشبكة الطاقة. خلال النهار، عندما يتجاوز توليد الطاقة الشمسية استهلاك الكهرباء الفوري للأسرة، يمكن تخزين الطاقة الزائدة في البطارية؛ في الليل، في الأيام الغائمة، أو أثناء انقطاع التيار الكهربائي، تطلق بطارية تخزين الطاقة الطاقة للاستخدام المنزلي. التعريف الأساسي لوزارة الطاقة الأمريكية للبطارية هو أيضًا جهاز "يقبل الطاقة الكهربائية ويخزنها ويطلقها عند الطلب"، لكن تخزين الطاقة السكنية يضيف وظائف معقدة لإدارة البطارية وتحويل الطاقة والتحكم في النظام.

 

على عكس حزمة البطارية البسيطة والحديثةأنظمة تخزين الطاقة السكنيةتتكون عادةً من خلايا البطارية، ووحدات البطارية، ونظام إدارة البطارية (BMS)، وأجهزة الحماية، وواجهات الاتصال، والغلاف، ونظام التحكم الذي يعمل جنبًا إلى جنب مع العاكس. ولذلك، فإن الحكم على ما إذا كان المنتج عبارة عن بطارية تخزين طاقة سكنية حقيقية لا يمكن أن يعتمد فقط على "سعة Ah" الخاصة به. ومن المهم أيضًا مراعاة مدى ملاءمتها للتشغيل الدوري طويل الأمد-وتكاملها مع نظام الطاقة المنزلي.

 

● الوظيفة الأساسية: تخزين وإطلاق الطاقة الكهربائية المنزلية.

 

● التطبيقات النموذجية: الاستهلاك الذاتي-للطاقة الشمسية، والطاقة الاحتياطية، ومراجحة الوادي في أوقات الذروة-، وإمدادات الطاقة خارج الشبكة-.

 

● الجهد الرئيسي: يُستخدم بشكل شائع في أنظمة الجهد المنخفض- (حوالي 48 فولت/51.2 فولت)، وتتوفر أيضًا حلول تخزين الطاقة السكنية ذات الجهد العالي-.

 

● القدرات النموذجية: حوالي 5 كيلو واط في الساعة، 10 كيلو واط في الساعة، 15 كيلو واط في الساعة، 20 كيلو واط في الساعة، وأعلى.

 

توفر BLOO POWER حاليًا العديد من سعات تخزين الطاقة السكنية، بما في ذلك 5 كيلووات في الساعة، و10 كيلووات في الساعة، و14.34 كيلووات في الساعة، و15 كيلووات في الساعة، و20 كيلووات في الساعة، وتغطي المنتجات المثبتة على الحائط، -المثبتة على الرف،-المكدسة، والمتكاملة، والقائمة على الأرض-.

 

 

ما هو الفرق الأكبر بين بطاريات تخزين الطاقة السكنية والبطاريات المنزلية العادية؟

 

يعتقد الكثير من الناس خطأً أن "البطاريات المنزلية العادية" و"بطاريات تخزين الطاقة السكنية" هي ببساطة نسخ أكبر من نفس المنتج، لكن هذا غير دقيق. عادةً ما يتم تصميم البطاريات المنزلية العادية بحيث تتسم بالبساطة وسهولة الحمل والتكلفة المنخفضة وإمدادات الطاقة الفورية. على سبيل المثال، قد تحتاج بطاريات AA أو AAA فقط إلى توفير عدد قليل من الواط أو حتى طاقة أقل لجهاز التحكم عن بعد أو الساعة أو اللعبة الصغيرة.بطاريات تخزين الطاقة السكنيةومن ناحية أخرى، فهي مصممة للتعامل مع مهام إدارة الطاقة المنزلية. يتم قياس قدرتها عادةً بالكيلووات في الساعة، وقد تخضع لدورة تفريغ شحن واحدة أو أكثر-في اليوم. لذلك، هناك اختلافات كبيرة في السعة، وطاقة الخرج، ودورة الحياة، ونظام إدارة المباني، والاتصالات، وطرق التثبيت، وحماية السلامة. تُظهر بيانات وكالة الطاقة الدولية أن بطاريات أيون الليثيوم- أصبحت واحدة من التقنيات الرئيسية لتخزين الطاقة الحديثة، مع كون LFP (فوسفات حديد الليثيوم) مناسبًا بشكل خاص لتطبيقات تخزين الطاقة الحساسة لعمر الخدمة والسلامة والتكلفة.

 

● البطاريات المنزلية العادية: يتم قياسها عادةً بوحدة الواط أو حتى أصغر.

 

● بطاريات تخزين الطاقة السكنية: يتم قياسها عادةً بالكيلوواط ساعة.

 

● البطاريات العادية: تخدم في المقام الأول جهازًا صغيرًا واحدًا.

 

● تخزين الطاقة السكنية: يخدم نظام الطاقة المنزلي بأكمله.

 

مقارنة بين البطاريات المنزلية العادية وبطاريات تخزين الطاقة المنزلية

 

عناصر المقارنة	البطاريات المنزلية العادية	بطاريات تخزين الطاقة المنزلية
الاستخدامات النموذجية	أجهزة التحكم عن بعد، الألعاب، الساعات، إلخ.	تخزين الطاقة الضوئية، والطاقة الاحتياطية المنزلية
وحدة القدرة	ماه، واه	كيلووات ساعة
الأنظمة الكيميائية الشائعة	البطاريات القلوية،-معدن هيدريد النيكل، وبطاريات الليثيوم الأساسية، وما إلى ذلك.	أنظمة أيون الليثيوم- مثل LiFePO4
دورة الحياة	مرة واحدة-أو دورة محدودة	مصمم للشحن والتفريغ المتكرر-على المدى الطويل.
نظام إدارة المباني	عادة، لا يوجد نظام إدارة المباني المعقد.	يتم تكوينه عادةً باستخدام نظام إدارة المباني الذكي
القدرة على الإخراج	طاقة منخفضة	يمكن أن تدعم حمولة منزلية كبيرة.
وظيفة الاتصال	لا شيء تقريبا	يمكن، RS485، الخ.
طريقة التثبيت	التوصيل والتشغيل	مثبت على الحائط-، مثبت على حامل-، قابل للتكديس، مثبت على الأرض-، وما إلى ذلك.
تعاون النظام	العمل بمفرده	التآزر مع العاكسات، والخلايا الكهروضوئية، وشبكات الطاقة

 

 

لماذا تُستخدم بطاريات LiFePO4 عادةً في تخزين الطاقة السكنية؟

 

حاليًا، يستخدم عدد كبير من أنظمة تخزين الطاقة السكنية **بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد (LiFePO4/LFP)**، بدلاً من بطاريات الليثيوم العادية التي يمكن التخلص منها أو بطاريات الرصاص-الحمضية التقليدية. السبب الرئيسي هو أن تخزين الطاقة السكنية يتطلب أن تخضع البطاريات لدورات تفريغ شحن متكررة وشاملة-على مدى فترة طويلة، بينما تتطلب أيضًا سلامة جيدة واستقرارًا وعمرًا افتراضيًا. تظهر بيانات الوكالة الدولية للطاقة أنه في عام 2023، شكلت LFP بالفعل ما يقرب من 80٪ من البطاريات المستخدمة في تطبيقات تخزين الطاقة المبنية حديثًا. أحد أسباب ذلك هو أن أنظمة تخزين الطاقة لديها متطلبات أقل نسبيًا لكثافة الطاقة القصوى مقارنة بمركبات الطاقة الجديدة، مما يسمح بالنظر على سبيل الأولوية في التكلفة والعمر وأداء السلامة.

 

وهذا مهم بشكل خاص للمستخدمين المنزليين. على سبيل المثال، يشكل استخدام الطاقة الشمسية المخزنة كل ليلة وإعادة شحنها في اليوم التالي دورة مستمرة. إذا كانت البطارية لا تتحمل سوى بضع دورات، فإن تدهور السعة بعد بضع سنوات سيؤثر بشكل كبير على قابليتها للاستخدام. ولذلك، فإن تخزين الطاقة السكنية يعطي الأولوية للسعة القابلة للاستخدام طوال دورة حياتها بأكملها، وليس فقط السعة الأولية التي تظهر في وقت الشراء.

 

● السلامة: يتمتع LFP بثبات حراري جيد.

 

● العمر الافتراضي: مناسب لدورات التفريغ-الطويلة والمتكررة للشحن-.

 

● التكلفة: تقدم ميزة التكلفة مقارنة ببعض الأنظمة التي تحتوي على نسبة عالية من-النيكل.

 

● توافق تخزين الطاقة: لا يتطلب تخزين الطاقة المنزلية نفس متطلبات كثافة الطاقة القصوى مثل مركبات الطاقة الجديدة.

 

تستخدم منتجات تخزين الطاقة المنزلية بقدرة 15.36 كيلووات في الساعة و20.48 كيلووات في الساعة من BLOO POWER أنظمة بطاريات LiFePO4 وتوفر طرق اتصال مثل CAN وRS485 وRS232. تشير بياناتهم المتاحة للجمهور إلى دورة حياة تبلغ 8000 دورة.

 

 

لماذا تحتاج بطاريات تخزين الطاقة السكنية إلى نظام إدارة المباني، بينما لا تحتاج البطاريات العادية إلى ذلك عادةً؟

 

يعد BMS (نظام إدارة البطارية) أحد الاختلافات الرئيسية بين بطاريات تخزين الطاقة السكنية والبطاريات المنزلية العادية. تحتوي بطارية تخزين الطاقة الكبيرة على خلايا عديدة. إذا كانت هناك اختلافات في الجهد أو درجة الحرارة أو SOC بين الخلايا المختلفة، فقد تواجه بعض الخلايا الشحن الزائد، أو التفريغ الزائد-، أو الحرارة الزائدة، أو تدهور الأداء أثناء التشغيل-على المدى الطويل. لذلك، تحتاج بطاريات تخزين الطاقة إلى نظام إدارة المباني (BMS) لمراقبة حالة الخلية في الوقت الفعلي وإجراء عمليات الحماية والموازنة والاتصالات بناءً على حالة النظام. تحتاج بطاريات AA العادية فقط إلى التثبيت في الجهاز لإخراج الطاقة بشكل طبيعي ولا تتطلب إدارة معقدة لعشرات أو حتى مئات الخلايا.

 

في أنظمة تخزين الطاقة السكنية الفعلية، يحتاج نظام إدارة المباني أيضًا إلى التواصل مع العاكس، مما يسمح للعاكس بفهم المعلومات مثل SOC للبطارية، وتيار الشحن المسموح به، وتيار التفريغ المسموح به، والحالات غير الطبيعية، وبالتالي ضبط معلمات التشغيل ديناميكيًا. بمعنى آخر، يقوم نظام إدارة المباني (BMS) بتحويل "البطارية" بشكل فعال إلى جهاز تخزين طاقة ذكي يمكن فهمه والتحكم فيه بواسطة نظام الطاقة.

 

● مراقبة الجهد: الكشف عن جهد الخلايا الفردية والنظام.

 

● مراقبة درجة الحرارة: يكتشف الارتفاع غير الطبيعي في درجة الحرارة.

 

● الحماية من الشحن الزائد/التفريغ الزائد-: يقلل من خطر التشغيل غير الطبيعي.

 

● التحكم في الاتصالات: تبادل البيانات مع العاكس عبر CAN، RS485، إلخ.

 

 

لماذا يتم تصنيف بطاريات تخزين الطاقة المنزلية عادةً بالكيلوواط ساعة، بينما تستخدم البطاريات العادية mAh؟

 

غالبًا ما تحمل البطاريات المنزلية العادية علامة "2000 مللي أمبير" أو "3000 مللي أمبير"، بينما غالبًا ما تحمل منتجات تخزين الطاقة المنزلية علامة "5kWh" أو "10kWh" أو "15kWh". وذلك لأنها مصممة لتطبيقات مختلفة. تعبر mAh في المقام الأول عن مقدار الشحن الذي يمكن أن توفره البطارية، ولكن بالنسبة لتخزين الطاقة المنزلية، يهتم المستخدمون حقًا بـ "كمية الطاقة الكهربائية التي يمكن لهذه البطارية تخزينها". لذلك، فإن kWh أكثر سهولة من مجرد Ah. على سبيل المثال، تحتوي بطارية تخزين الطاقة بقدرة 51.2 فولت و100 أمبير في الساعة على طاقة نظرية تبلغ حوالي 5.12 كيلو وات في الساعة؛ إذا تمت زيادتها إلى 51.2 فولت، 300 أمبير، فإن الطاقة المقدرة النظرية تبلغ حوالي 15.36 كيلو وات في الساعة.

 

في نهاية المطاف، لا يحتاج المستخدمون المنزليون إلى معالجة "عدد الأمبير-ساعة في البطارية،" بل "كمية الكهرباء التي يمكن استخدامها في الليل"، و"كم من الوقت يمكن أن تدعم الثلاجة أثناء انقطاع التيار الكهربائي"، و"كمية الحمل المنزلي التي يمكنها توفير الطاقة لها". لذلك، يجب أن تأخذ منتجات تخزين الطاقة بعين الاعتبار بشكل شامل المعلمات مثل السعة المقدرة، والسعة المتاحة، وDoD، وكفاءة العاكس، وطاقة التحميل.

 

● آه: يمثل سعة الشحن.

 

● V: يمثل الجهد الكهربي.

 

● كيلوواط ساعة: يمثل الطاقة المخزنة.

 

● السعة المتوفرة: عادةً ما تكون أقل من أو تساوي السعة المقدرة.

 

أمثلة على مفاهيم القدرات

 

مواصفات البطارية	الطاقة المقدرة النظرية	تحديد المواقع النموذجية
12 فولت 100 أمبير	1.2 كيلو واط ساعي	نظام صغير في وضع الاستعداد/غير متصل بالإنترنت
24 فولت 100 أمبير	2.4 كيلو واط ساعي	نظام الطاقة الشمسية الصغيرة
48 فولت 100 أمبير	4.8 كيلو واط ساعي	تخزين الطاقة المنزلية الصغيرة
51.2 فولت 100 أمبير	5.12 كيلو واط ساعي	المواصفات العامة لتخزين الطاقة السكنية
51.2 فولت 300 أمبير	15.36 كيلو واط ساعي	تخزين طاقة منزلي متوسط ​​إلى كبير-.

 

ما ورد أعلاه هو مثال لحساب الطاقة المقدرة. تتأثر الطاقة الفعلية المتاحة أيضًا بعوامل مثل وزارة الدفاع وحماية BMS ودرجة الحرارة وكفاءة العاكس واستراتيجية تشغيل النظام.

 

 

لا تقوم بطاريات تخزين الطاقة السكنية بتخزين الكهرباء فحسب، بل تعمل أيضًا بالتزامن مع الطاقة الشمسية والمحولات

 

في حين أن البطاريات العادية تحتاج عادةً إلى توصيلها بحمل واحد فقط لتشغيلها، فإن بطاريات تخزين الطاقة السكنية هي في الواقع جزء من نظام الطاقة المنزلي بأكمله. يشتمل نظام تخزين الطاقة الشمسية النموذجي عادةً على وحدات شمسية، وعاكس كهروضوئي/عاكس هجين، وبطاريات تخزين الطاقة، وأحمال المنزل، وشبكة الطاقة. خلال النهار، بعد أن يقوم النظام الكهروضوئي بتوليد الكهرباء، فإنه يعطي الأولوية لأحمال المنزل، مع دخول الطاقة الزائدة إلى البطارية. عندما تكون الطاقة الشمسية غير كافية، تقوم بطارية تخزين الطاقة بتزويد الطاقة إلى حمل المنزل من خلال العاكس. إذا كان شحن البطارية منخفضًا، فيمكن للنظام شراء الكهرباء من الشبكة وفقًا للشبكة المحلية واستراتيجيات التحكم.

 

وهذا يعني أن بطاريات تخزين الطاقة السكنية ليست بسيطة مثل "شراء بطارية كبيرة ووضعها في المنزل". ويتطلب ذلك النظر في نطاق الجهد بين البطارية والعاكس، والحد الأقصى لتيار الشحن/التفريغ، وبروتوكولات الاتصال، وتقييمات الطاقة، ومتطلبات الاعتماد. قامت منتجات تخزين الطاقة المنزلية المتكاملة من BLOO POWER بدمج وظائف البطارية والعاكس وMPPT (الطاقة الكهروضوئية-متعددة المستويات)، مما أدى إلى تقليل بعض التعقيدات في تكوين النظام. توضح معلومات المنتج المتاحة للعامة أن المنتج المدمج بقدرة 15.36 كيلووات في الساعة يستخدم بطارية LFP بقدرة 51.2 فولت ومجهز باتصالات CAN وRS485 وRS232.

 

● اللوحة الشمسية: المسؤولة عن توليد الكهرباء.

 

● العاكس: مسؤول عن تحويل الطاقة والتحكم في النظام.

 

● بطارية تخزين الطاقة: مسؤولة عن تخزين الطاقة الكهربائية.

 

● الحمل المنزلي: استهلاك الطاقة الكهربائية الفعلي.

 

 

ما هي مشاكل الكهرباء المنزلية التي يمكن لبطاريات تخزين الطاقة السكنية حلها؟

 

إن قيمة تخزين الطاقة السكنية تتجاوز مجرد توفير الكهرباء أثناء انقطاع التيار الكهربائي. بالنسبة للأسر التي لديها ألواح شمسية، يمكن للبطاريات أن تزيد من استخدام الطاقة الشمسية المولدة أثناء النهار حتى المساء، وبالتالي زيادة معدل الاستهلاك الذاتي للأسرة-من الطاقة الشمسية. في حالة وجود تسعير محلي للكهرباء في فترة الذروة-في الوادي، يمكن أيضًا شحن البطاريات خلال فترات السعر-المنخفضة وتفريغها خلال فترات السعر-المرتفعة، مما يؤدي إلى تحسين تكاليف الكهرباء مع الالتزام باللوائح المحلية وسياسات التسعير. علاوة على ذلك، في المناطق التي تعاني من ضعف استقرار الشبكة، يمكن أن يكون تخزين الطاقة بمثابة مصدر طاقة احتياطي، مما يوفر الطاقة للإضاءة والثلاجات ومعدات الشبكات ومعدات الاتصالات وبعض الأجهزة الأساسية أثناء انقطاع التيار الكهربائي.

 

تشير وكالة الطاقة الدولية إلى أن تخزين طاقة البطارية يمكن أن يوفر نقل الطاقة على فترات زمنية قصيرة ويمكن أن يكون بمثابة مصدر طاقة احتياطي مهم أثناء فشل الشبكة، وهو سبب رئيسي للتطوير المستمر لتخزين الطاقة السكنية.

 

● زيادة معدل استهلاك الطاقة الشمسية الذاتية-: توفير الطاقة الشمسية الزائدة من النهار إلى الليل.

 

● تقليل مشتريات الكهرباء-في ساعات الذروة: قم بتحسين عملية الشحن والتفريغ وفقًا لسياسات تسعير الكهرباء المحلية.

 

● النسخ الاحتياطي لانقطاع التيار الكهربائي: تأكد من حماية الأحمال المنزلية الهامة.

 

● زيادة الاكتفاء الذاتي من الطاقة-: تقليل الاعتماد على الشبكة للحصول على مصدر طاقة فوري.

 

 

لماذا تكون بطاريات تخزين الطاقة السكنية أثقل وأكبر من البطاريات المنزلية العادية؟

 

تؤدي زيادة السعة بشكل طبيعي إلى زيادة كبيرة في حجم البطارية ووزنها. ومع ذلك، فإن السبب الذي يجعل بطاريات تخزين الطاقة السكنية "تبدو كبيرة بشكل خاص" لا يرجع فقط إلى سعتها. تتطلب منتجات تخزين الطاقة الكبيرة أيضًا تركيب وحدات الخلايا، وأنظمة إدارة المباني، والمرحلات، والصمامات، ووحدات الاتصال، وهياكل الحماية، والأغلفة التي تلبي متطلبات بيئة التثبيت. لذلك، قد تكون بطارية تخزين الطاقة السكنية التي تبلغ طاقتها حوالي 15 كيلو وات في الساعة بمثابة جهاز كبير بالفعل، وليست بطارية صغيرة محمولة.

 

على سبيل المثال، تتميز بطارية تخزين الطاقة السكنية التي تم الكشف عنها علنًا بقدرة 15.36 كيلووات في الساعة من BLOO POWER بجهد مقدر يبلغ 51.2 فولت وسعة مقدرة تبلغ 300 أمبير، وتزن حوالي 135 كجم؛ يزن الإصدار 20.48 كيلووات في الساعة حوالي 180 كجم. وهذا يوضح أنه لا يمكن تركيب بطاريات تخزين الطاقة السكنية باستخدام نفس النهج المتبع في البطاريات المنزلية العادية؛ يجب مراعاة عوامل مثل قدرة تحمل الحمل على الحائط-، وأقواس التثبيت، والوصول إلى وسائل النقل، ومساحة الصيانة، والحماية الكهربائية، والسلامة من الحرائق.

 

● سعة أكبر: تصل إلى عدة كيلووات ساعة أو حتى عشرات الكيلووات ساعة.

 

● بنية أكثر تعقيدًا: تشتمل على خلايا البطارية ونظام إدارة المباني ومكونات الحماية.

 

● وزن أكبر: يلزم تقييم قدرة التحمل-قبل التثبيت.

 

● متطلبات التثبيت الأعلى: يجب أن يتم تنفيذها بواسطة متخصصين وفقًا للوائح المحلية.

 

 

لماذا يتم التركيز على دورة الحياة لبطاريات تخزين الطاقة السكنية؟

 

في حين أن البطاريات المنزلية العادية قد تحتاج فقط إلى الاستبدال كل بضعة أشهر أو حتى سنوات، فإن بطاريات تخزين الطاقة السكنية تخضع عادةً لدورات شحن وتفريغ عديدة. بافتراض أن الأسرة تكمل دورة تفريغ شحن كاملة-يوميًا، فمن الناحية النظرية، يصل هذا إلى 365 دورة تقريبًا في السنة. لذلك، لا يمكن الحكم على عمر بطارية تخزين الطاقة ببساطة من خلال "عدد سنوات استخدامها". ويتطلب تقييمًا مع الأخذ في الاعتبار عوامل مثل عدد الدورات وعمق التفريغ (DoD) ودرجة الحرارة ومعدل الشحن/التفريغ واستراتيجية التشغيل.

 

على سبيل المثال، تشير البيانات المتاحة للعامة لشركة BLOO POWER إلى أن منتجات LFP بقدرة 15.36 كيلووات في الساعة و20.48 كيلووات في الساعة تتمتع بدورة حياة مُطالب بها تبلغ 8000 دورة. ومع ذلك، من المهم ملاحظة أن 8000 دورة لا تضمن أن كل أسرة ستحقق 8000 دورة كاملة في جميع الظروف. يعتمد العمر الفعلي أيضًا على ظروف الاختبار وبيئة الاستخدام. لذلك، عند اختيار بطاريات تخزين الطاقة، يجب على المستهلكين التركيز في نفس الوقت على ظروف الاختبار الخاصة بدورة الحياة، وفترة الضمان، ووزارة الدفاع، والاحتفاظ بالسعة، بدلاً من مجرد مقارنة رقم "عدد الدورات".

 

● عدد الدورات: يقيس عدد دورات الشحن-والتفريغ التي يمكن للبطارية تحملها.

 

● DoD: يشير إلى عمق سعة البطارية المستخدمة لكل دورة.

 

● درجة الحرارة: يمكن أن تؤثر درجات الحرارة المرتفعة والمنخفضة على الأداء والعمر الافتراضي.

 

● المعدل: قد يؤدي التشغيل بمعدل مرتفع- إلى حمل حراري أكبر.

 

 

لماذا تتطلب بطاريات تخزين الطاقة السكنية تصميمًا أكثر صرامة للسلامة؟

 

إن سعة بطاريات تخزين الطاقة السكنية أكبر بكثير من بطاريات التحكم عن بعد العادية، وبالتالي فإن أهمية تصميم السلامة مختلفة تمامًا. حتى بطارية AA صغيرة، ذات سعتها المحدودة، من الصعب مقارنتها من حيث مستوى الأمان مع نظام تخزين الطاقة السكني الذي يبلغ عشرات الكيلووات في الساعة أو حتى مئات الكيلووات في الساعة. تتطلب أنظمة تخزين الطاقة السكنية تصميمًا منهجيًا من جوانب متعددة، بما في ذلك اختيار الخلايا، وتصميم الوحدة، ونظام إدارة المباني، وحماية التيار الزائد، وحماية الدائرة القصيرة، ومراقبة درجة الحرارة، والهيكل الميكانيكي، وبيئة التثبيت.

 

اكتسبت بطاريات LFP معدل اعتماد مرتفع في مجال تخزين الطاقة نظرًا لخصائص سلامتها وعمرها الافتراضي وتكلفتها. تشير وكالة الطاقة الدولية إلى أن بطاريات LFP خالية من النيكل- والكوبالت-، وتتميز بقابلية اشتعال منخفضة وعمر افتراضي طويل، وبالتالي فإن حصتها في تخزين طاقة البطارية تتزايد بسرعة. ومع ذلك، بغض النظر عن تقنية بطاريات الليثيوم المستخدمة، يظل التثبيت المناسب والشحن والتفريغ المعقول واستخدام المعدات المتوافقة والالتزام بلوائح مكافحة الحرائق والكهرباء المحلية أمرًا بالغ الأهمية.

 

● سلامة الخلية: اختيار نظام الخلية المناسب لتطبيقات تخزين الطاقة.

 

● حماية BMS: مراقبة الجهد والتيار ودرجة الحرارة.

 

● الحماية الكهربائية: توفير الحماية اللازمة من انقطاع الدائرة والتيار الزائد والدائرة القصيرة-.

 

● التثبيت السليم: الامتثال لمتطلبات الكهرباء والحريق والبناء المحلية.

 

 

ما الاختلافات بين بطاريات تخزين الطاقة السكنية وبطاريات الرصاص-الحمضية؟

 

إذا كان استخدام المستخدم "للبطارية المنزلية العادية" يشير فعليًا إلى بطاريات الرصاص-الحمضية التقليدية، فإن الاختلافات بين بطاريات تخزين الطاقة السكنية وبطاريات الرصاص-الحمضية تصبح أكثر جدارة بالمناقشة. لقد تم استخدام بطاريات الرصاص-الحمضية على نطاق واسع منذ فترة طويلة في أنظمة UPS، ومشغلات تشغيل السيارات، وإمدادات الطاقة الاحتياطية. ومع ذلك، بالنسبة لأنظمة تخزين الطاقة الكهروضوئية السكنية الحديثة التي تتطلب دورات تفريغ يومية للشحن العميق، فإن LiFePO4 يكون أكثر ملاءمة بشكل عام. تكمن مزاياها بشكل أساسي في دورة حياتها الأعلى، ونسبة الطاقة القابلة للاستخدام الأعلى، والوزن الخفيف، وقدرات أفضل لتكامل النظام.

 

ومع ذلك، لا يمكن القول ببساطة أن "بطاريات الليثيوم أفضل دائمًا من بطاريات الرصاص-الحمضية في جميع السيناريوهات." إذا كان المستخدم يحتاج فقط إلى مصدر طاقة احتياطي-منخفض التكلفة وقصير الأمد-، فقد تظل بطاريات الرصاص-الحمضية تحتوي على سيناريوهات قابلة للتطبيق. يجب أن يتم الاختيار الصحيح بناءً على تكرار الاستخدام، والمساحة، وعمر البطارية، والاستثمار الأولي، ومتطلبات الصيانة، وإجمالي تكلفة العمر الافتراضي.

 

● حمض الرصاص-: قد تكون التكلفة الأولية أقل.

 

● LiFePO4: أكثر ملاءمة لركوب الدراجات المتكررة.

 

● الوزن: لنفس احتياجات تخزين الطاقة، يكون LFP أكثر إحكاما بشكل عام.

 

● العمر الافتراضي: يجب مقارنته مع وزارة الدفاع الفعلية وظروف الاستخدام.

 

مقارنة بين تخزين الطاقة السكنية LFP وتخزين الطاقة التقليدية من حمض الرصاص

 

غرض	LiFePO4تخزين الطاقة السكنية	بطاريات الرصاص الحمضية-التقليدية
دورة الحياة	عادة أعلى	أقل عادة
القدرة على التكيف مع التفريغ العميق	أحسن	محدودة نسبيا
كثافة الطاقة	أعلى	أدنى
وزن	خفيف نسبيا	ثقيلة نسبيا
نظام إدارة المباني	التكوين النموذجي	عادةً لا تحتوي الأنظمة التقليدية على نظام إدارة المباني من نفس المستوى.
صيانة	بسيطة نسبيا	بعض الأنواع تتطلب المزيد من الصيانة.
التكيف مع تخزين الطاقة الضوئية	مناسب جدًا	إنه صالح للاستخدام ولكنه يتطلب التصميم المناسب.
الاستثمار الأولي	عادة أعلى	أقل عادة
استخدام طويل الأمد-.	أكثر ملاءمة لركوب الدراجات-عالية التردد	أكثر ملاءمة لبعض سيناريوهات النسخ الاحتياطي ذات التردد المنخفض

 

 

 

ما هي بطاريات تخزين الطاقة السكنية التي تقدمها BLOO POWER؟

 

تختلف احتياجات تخزين الطاقة من أسرة إلى أخرى. تحتاج بعض الأسر إلى صيانة الثلاجات والإضاءة وأجهزة الإنترنت فقط أثناء انقطاع التيار الكهربائي؛ ويريد آخرون تخزين فائض الكهرباء الناتج عن نظامهم الشمسي الموجود على سطح منازلهم بالكامل؛ ولا يزال لدى البعض الآخر أجهزة{1}عالية الطاقة مثل المضخات الحرارية والمركبات الكهربائية ومكيفات الهواء، مما يتطلب سعة تخزين أكبر وطاقة تفريغ مستمر أعلى. لذلك، يجب أن تكون منتجات تخزين الطاقة السكنية معيارية وتوفر خيارات تركيب متعددة.

 

تقدم BLOO POWER حاليًا منتجات تخزين الطاقة السكنية في تكوينات مثبتة على الحائط-ومثبتة على حامل-ومكدسة ومتكاملة ومثبتة على الأرض-، مع سعات تخزين طاقة سكنية قياسية تغطي 5 كيلووات في الساعة، و10 كيلووات في الساعة، و14.34 كيلووات في الساعة، و15 كيلووات في الساعة، و20 كيلووات في الساعة. على سبيل المثال، يستخدم منتج LFP بقدرة 15.36 كيلووات في الساعة تكوين 51.2 فولت و300 أمبير في الساعة، ويتم تصنيفه لـ 6500 دورة، ويدعم اتصالات CAN وRS485 وRS232؛ يدمج المنتج المتكامل بقدرة 15.36 كيلووات في الساعة أيضًا البطارية مع العاكس وMPPT ووظائف أخرى.

 

 

 

كيفية اختيار بطارية تخزين الطاقة السكنية على أساس استهلاك الكهرباء المنزلية؟

 

عند اختيار بطارية تخزين الطاقة السكنية، لا يتعلق الأمر ببساطة "كلما كان المنزل أكبر، كلما كانت البطارية أكبر". وهناك نهج أكثر منطقية يتمثل في تحليل استهلاك الأسرة اليومي من الكهرباء، وتوليد الطاقة الشمسية، واستهلاك الكهرباء ليلا، ووقت النسخ الاحتياطي أثناء انقطاع التيار الكهربائي، وأسعار الكهرباء المحلية. على سبيل المثال، قد لا تحتاج الأسرة التي تستخدم 10 كيلووات ساعة من الكهرباء يوميًا بالضرورة إلى بطارية بقدرة 20 كيلووات ساعة؛ إذا كان الهدف الأساسي هو تخزين الطاقة الشمسية أثناء النهار لاستخدامها ليلاً، فقد يكون 5-10 كيلووات في الساعة كافياً لتغطية جزء كبير من الطلب. إذا كانت الأسرة تواجه خطر انقطاع التيار الكهربائي لفترة طويلة، فستكون هناك حاجة إلى مزيد من السعة، مع الأخذ في الاعتبار الطاقة المستمرة والذروة للأحمال الحرجة.

 

من المهم أيضًا ملاحظة أن السعة والطاقة ليسا نفس المفهوم.. 15 تشير كيلووات ساعة إلى "كمية الكهرباء التي يمكن تخزينها"، بينما تشير 10 كيلووات إلى "مدى سرعة إنتاج الكهرباء". قد لا تتمكن البطارية ذات السعة الكبيرة-من تشغيل الأجهزة ذات الطاقة العالية-في نفس الوقت مثل مكيفات الهواء وسخانات المياه والمضخات الحرارية إذا كانت طاقة العاكس غير كافية.

 

● الخطوة 1: حساب متوسط ​​استهلاك الأسرة اليومي من الكهرباء.

 

● الخطوة الثانية: حساب كمية الكهرباء اللازمة ليلا.

 

● الخطوة 3: تحديد وقت الطاقة الاحتياطية أثناء انقطاع التيار الكهربائي.

 

● الخطوة 4: حدد العاكس وطاقة البطارية بناءً على الحد الأقصى للحمل.

 

نهج التقدير البسيط هو:

 

سعة البطارية المطلوبة ≈ سعة النسخ الاحتياطي المستهدفة ÷ نسبة توافر النظام بشكل عام

 

على سبيل المثال، إذا كانت الأسرة تريد ما يقرب من 8 كيلو وات في الساعة من الطاقة القابلة للاستخدام بين عشية وضحاها، فإنها تحتاج إلى تحديد قدرة مقدرة أعلى من 8 كيلو وات في الساعة بناءً على وزارة الدفاع، وخسائر التحويل، والقدرة الاحتياطية للنظام. لا يكفي مجرد شراء بطارية "8 كيلو وات في الساعة" والافتراض أنه يمكن إخراج 8 كيلو وات في الساعة بالكامل دون قيد أو شرط.

 

 

لماذا ستصبح بطاريات تخزين الطاقة السكنية ذات أهمية متزايدة في المستقبل؟

 

تخزين الطاقة السكنية ليس مجرد سوق "بطارية احتياطية"، ولكنه عنصر حاسم في أنظمة إدارة الطاقة المنزلية في المستقبل. مع التطوير المستمر للطاقة الشمسية الكهروضوئية على الأسطح، والمركبات الكهربائية، والمضخات الحرارية، والأجهزة الذكية، والتسعير الديناميكي، سيظهر استهلاك الكهرباء المنزلي بشكل متزايد خصائص "الإنتاج-التخزين-الاستهلاك-الإرسال." يمكن لبطاريات تخزين الطاقة نقل الطاقة الكهربائية في أوقات مختلفة، مما يتيح للأسر الاستفادة من الطاقة الشمسية وطاقة الشبكة بشكل أكثر مرونة.

 

تعتقد وكالة الطاقة الدولية أنه بحلول عام 2030، وفي ظل سيناريو صافي الانبعاثات-الصفري، تحتاج سعة تخزين الطاقة العالمية إلى زيادة كبيرة إلى حوالي 1500 جيجاوات، منها تخزين البطاريات سيمثل حوالي 1200 جيجاوات، وهو ما يمثل الغالبية العظمى من نمو تخزين الطاقة الجديدة.

وفي الوقت نفسه، سيصبح الجمع بين تخزين الطاقة بعد البيع والطاقة الشمسية الكهروضوئية على الأسطح حلاً متزايد الأهمية للطاقة-من جانب المستهلك. وهذا يعني أن تخزين الطاقة السكنية في المستقبل لن يكون فقط "نسخًا احتياطيًا أثناء انقطاع التيار الكهربائي"، بل قد يشارك أيضًا في تطبيقات مثل الاستجابة للطلب، ومحطات الطاقة الافتراضية، وتحسين الطاقة المنزلية.

 

● الطاقة الكهروضوئية + تخزين الطاقة: تحسين معدل الاستفادة من الطاقة المتجددة.

 

● تخزين الطاقة + التسعير الذكي: تحسين استراتيجيات شراء الكهرباء المنزلية.

 

● تخزين الطاقة + المركبات الكهربائية: تشكيل نظام طاقة منزلي شامل.

 

● تخزين الطاقة + محطات الطاقة الافتراضية: تمكين المشاركة في خدمات الشبكة الأوسع في المستقبل.

 

 

كيف ينبغي لنا أن نفهم الفرق بين بطاريات تخزين الطاقة السكنية والبطاريات المنزلية العادية؟

 

باختصار، تحل البطاريات المنزلية العادية مشكلة "كيف يحصل جهاز صغير على الكهرباء"، في حين تحل بطاريات تخزين الطاقة السكنية مشكلة "كيف تقوم الأسرة بتخزين الطاقة الكهربائية وإدارتها واستخدامها".

 

قد تكون البطاريات المنزلية العادية مصادر طاقة صغيرة تزن بضع مئات من الجرامات فقط أو حتى عشرات الجرامات، في حين أن بطاريات تخزين الطاقة السكنية عادة ما تكون أجهزة طاقة كبيرة تتراوح من عدة كيلووات في الساعة إلى عشرات الكيلووات في الساعة. تركز البطاريات العادية على ما إذا كان يمكنها توفير الكهرباء بشكل طبيعي، بينما يتطلب تخزين الطاقة السكنية دراسة شاملة للسعة والطاقة ودورة الحياة ووزارة الدفاع ونظام إدارة المباني والاتصالات والتوافق مع العاكس والسلامة وبيئة التثبيت وتكلفة دورة الحياة الإجمالية.

 

من منظور التطور التكنولوجي، أصبح LiFePO4 طريقًا تكنولوجيًا مهمًا في مجال تخزين الطاقة. تُظهر بيانات وكالة الطاقة الدولية أنه في عام 2023، شكلت LFP ما يقرب من 80% من تطبيقات تخزين طاقة البطاريات الجديدة على مستوى العالم، وانخفض متوسط ​​تكلفة بطاريات الليثيوم-أيون بنحو 90% منذ عام 2010. ويُعد هذا أيضًا أساسًا تكنولوجيًا واقتصاديًا مهمًا للتطور السريع لتخزين الطاقة السكنية.

 

بالنسبة للمستخدمين الذين يتطلعون إلى بناء نظام تخزين الطاقة الشمسية المنزلي، فإن اختيار البطارية لا ينبغي أن يركز فقط على "السعة الكبيرة" و"السعر المنخفض". وبدلاً من ذلك، يجب عليهم إعطاء الأولوية لما يلي:

 

1. ما إذا كانت كيمياء البطارية مناسبة لتخزين الطاقة؛

 

2. الفرق بين القدرة المقدرة والقدرة الفعلية القابلة للاستخدام؛

 

3. الحد الأقصى لطاقة الشحن/التفريغ المستمر؛

 

4. شروط اختبار دورة الحياة.

 

5. ما إذا كان يتم تضمين نظام شامل لإدارة البطارية (BMS)؛

 

6. ما إذا كان يدعم الاتصالات CAN/RS485؛

 

7. التوافق مع العاكس المستهدف.

 

8. ما إذا كانت حاصلة على شهادات وتصميمات سلامة مناسبة للسوق المحلية؛

 

9. ما إذا كانت طريقة التثبيت مناسبة لمساحة المنزل؛

 

10. ما إذا كان يدعم التوسع في القدرات في المستقبل.

 

على سبيل المثال، تغطي منتجات تخزين الطاقة المنزلية من BLOO POWER سعات مختلفة تتراوح من 5 كيلو وات في الساعة إلى 20 كيلو وات في الساعة، وتقدم أشكالًا مختلفة من المنتجات مثل الوحدات المثبتة على الحائط، والمثبتة على حامل،-، والمكدسة، والمتكاملة، مما يسمح بالاختيار بناءً على المساحات السكنية المختلفة، واحتياجات الكهرباء، وبنيات النظام.

 

لذلك،بطاريات تخزين الطاقة المنزليةليست مجرد "إصدارات أكبر من البطاريات العادية"، ولكنها أجهزة طاقة منزلية متكاملة تجمع بين خلايا البطارية ونظام إدارة المباني والحماية الكهربائية والاتصالات وإدارة الطاقة وتكامل الأنظمة. وهذا هو الفرق الأساسي بينها وبين البطاريات المنزلية العادية.