نظام تخزين الطاقة

غالبًا ما يُطلق على تخزين الطاقة اسم "الكأس المقدسة" للطاقة. يتم الترويج لها بانتظام كحل لإصلاح شبكة الطاقة القديمة لدينا، وأداة حاسمة في زيادة انتشار الطاقة المتجددة، وجسر بين احتياجات المرافق وعملائها.

والحقيقة هي أن تخزين الطاقة المرتبطة بالشبكة ليس مفهوما جديدا، وهو متاح تجاريا اليوم كأداة قيمة لخفض فواتير الكهرباء، وجعل المرافق مرنة، وكسب الإيرادات. نظرًا لأنه يمكن تركيب حلول تخزين الطاقة في العديد من النقاط في الشبكة، فهناك بالفعل عشرات الآلاف من أنظمة التخزين المتصلة بالشبكة المثبتة في المرافق في جميع أنحاء العالم.

ولكن ما هو تخزين الطاقة، وكيف يمكن استخدامه اليوم في المرافق في جميع أنحاء البلاد؟

يوجد حاليًا أكثر من 150,000 ميجاوات من أنظمة التخزين المثبتة حول العالم. يمكن أن يشير تخزين الطاقة إلى مجموعة واسعة من التقنيات والأساليب لإدارة الطاقة. هناك عدد من التقنيات ذات الصلة بالمرافق التجارية والصناعية، والتي يمكن أن تعمل كأنظمة مستقلة أو جنبًا إلى جنب مع تركيب الطاقة الشمسية الكهروضوئية:

بطاريات الحالة الصلبة:غالبًا ما يتم إقران البطاريات بنظام برمجي ذكي يمكنه شحنها وتفريغها بناءً على استخدام الطاقة في المبنى وأنماط الطقس وأنماط الاستخدام التاريخية.

بطاريات التدفق:نوع من البطاريات القابلة لإعادة الشحن حيث يتم تخزين الطاقة مباشرة في محلول الإلكتروليت؛ تتضمن الفوائد عادةً عمر دورة أطول وأوقات استجابة سريعة.

الحذافات:تقوم هذه الأنظمة بتخزين الكهرباء على شكل طاقة حركية. إذا تقلبت الطاقة أو انخفضت، فسوف يستمر الدوار في الدوران ويمكن تحويل الطاقة الحركية إلى كهرباء. الحذافات مفيدة لجودة الطاقة والموثوقية.

التخزين الحراري:تتيح التقنيات الحرارية احتياطيات مؤقتة من الطاقة في شكل حرارة أو برودة. على سبيل المثال، يعمل تخزين الثلج عن طريق صنع الثلج خارج ساعات الذروة عندما تكون الأسعار منخفضة. عندما يزيد الطلب وترتفع الأسعار، يقوم نظام الثلج بإيقاف تشغيل مكيف الهواء ويستخدم الثلج المخزن لتوفير التبريد.

خمس فوائد للتخزين
اعتمادًا على عوامل مثل موقع المنشأة ومعدلات المرافق والحمل الكهربائي، يمكن أن يكون تخزين الطاقة حلاً مثاليًا للمنشآت لخفض فواتير الطاقة. تنخفض تكلفة أنظمة تخزين الطاقة باستمرار، في حين أن عدد أنظمة تخزين الطاقة المثبتة في مواقع العملاء يتزايد بسرعة. وفقًا لأبحاث GTM، كانت هناك زيادة بنسبة 142 بالمائة في MWh المثبتة من Q1 2015 إلى Q1 2016 في قطاع مواقع العملاء. ويتوقعون أيضًا أن يتم تنفيذ ما يقرب من 50 بالمائة من جميع عمليات النشر في مواقع العملاء بحلول عام 2021. دعونا نلقي نظرة فاحصة على خمس فوائد يمكن أن تقدمها هذه الموارد:

1. الفوائد البيئية. يتمتع تخزين الطاقة بالعديد من الفوائد البيئية التي يمكن أن تجعله أداة قيمة لتحقيق أهداف الاستدامة. ومن خلال تحسين الكفاءة العامة لشبكة الطاقة، يعمل التخزين على تسريع اعتماد الطاقة المتجددة على نطاق أوسع. على المستوى المحلي، لا ينتج عن نظام تخزين الطاقة أي انبعاثات، لذلك يمكن وضعه في أي مكان في المنشأة دون أي آثار فورية على البيئة أو جودة الهواء. وإذا تم إقرانها بالطاقة الشمسية الكهروضوئية، فلن تكون الطاقة خالية من الغازات الدفيئة فحسب، بل سيكون النظام المدمج مؤهلاً للحصول على إعفاءات ضريبية على الاستثمار الفيدرالي.

2. الطلب على تخفيض الرسوم. اعتمادًا على الموقع، تخضع العديد من المرافق التجارية والصناعية لرسوم الطلب على فواتير الطاقة الخاصة بها. تعتمد هذه الرسوم على فترة 15-الدقيقة التي يكون فيها الطلب على الطاقة في أعلى مستوياته على مدار اليوم، وفي بعض الحالات، يمكن أن يمثل 50 بالمائة من إجمالي فاتورة الطاقة. في حين أن كفاءة استخدام الطاقة أو الطاقة الشمسية الكهروضوئية يمكن أن تقلل من إجمالي استهلاك الكهرباء، إلا أن هذه الفوائد لا تتزامن دائمًا مع ذروة استخدام المبنى. يمكن لأنظمة تخزين الطاقة، خاصة تلك المقترنة ببرامج ذكية، تتبع حمل المنشأة وتقليل رسوم الطلب عن طريق إرسال طاقة البطارية خلال فترات ذروة الطلب، مما يؤدي إلى "تسطيح" الحمل بشكل فعال.

3. المشاركة في برامج الاستجابة للطلب. تتضمن الاستجابة للطلب بالنسبة للمنشآت التجارية والصناعية تقليديًا تقليص الاستخدام في أوقات ذروة الطلب. يمكن أن يتيح تخزين الطاقة المشاركة في أسواق الاستجابة للطلب دون التأثير على استخدام الطاقة أو العمليات في الموقع. من خلال الاستجابة لإشارات أسعار المرافق، يمكن لأنظمة التخزين زيادة العائد المالي من المشاركة في برامج DR، مع الاستفادة أيضًا من الشبكة بشكل عام.

4. تعظيم معدلات وقت الاستخدام. يمكن لأنظمة تخزين الطاقة أن تحول استهلاك الكهرباء من الفترات المكلفة التي يرتفع فيها الطلب إلى فترات انخفاض تكلفة الكهرباء أثناء انخفاض الطلب. وهذا يقلل من خطر خفض قيمة الطاقة الشمسية في الموقع إذا تغيرت هياكل التعريفة بمرور الوقت، وتحول فترات ذروة الطلب إلى المساء عندما لا تكون الشمس مشرقة. ويتيح هذا أيضًا للمنشآت تحقيق أقصى استفادة من تسعير وقت الاستخدام وتقليل مخاطر تغيير هيكل التعرفة على تكلفة الكهرباء.

5. النسخ الاحتياطي في حالات الطوارئ - المرونة. يعد التخطيط للطاقة الاحتياطية في حالات الطوارئ جزءًا أساسيًا من خطة المرونة. تاريخيًا، استثمرت المنشآت التجارية والصناعية بشكل كبير في البنية التحتية المحلية الاحتياطية لحالات الطوارئ. ومع توفر حلول التخزين المتقدمة في السوق اليوم، قد تكون هناك فرص لترقية هذه البنية التحتية ليس فقط لتوفير النسخ الاحتياطي في حالات الطوارئ، ولكن أيضًا لمجموعة من الحلول الأخرى لتوفير المال وكسب المال. ومن خلال استخدام هذه البنية التحتية على أساس يومي لتقليل رسوم الطلب، يمكن زيادة موثوقيتها وتوافرها في حالة انقطاع التيار الكهربائي مقارنة بنظام البطارية المستقل ومولد الديزل الذي يتم استخدامه فقط أثناء انقطاع التيار الكهربائي.