تجهیزات ذخیره سازی انرژی فتوولتائیک خانگی ممکن است به یک محصول ضروری برای خانواده های آینده تبدیل شود

با هدف بی طرفی کربن، استفاده از انرژی در آینده به طور فزاینده ای به سمت انرژی پاک تغییر خواهد کرد. انرژی خورشیدی به عنوان یک انرژی پاک متداول در زندگی روزمره نیز بیش از پیش مورد توجه قرار خواهد گرفت. با این حال، تامین انرژی انرژی خورشیدی به خودی خود پایدار نیست و ارتباط تنگاتنگی با شدت نور خورشید و شرایط آب و هوایی روز دارد که به مجموعه ای از تجهیزات ذخیره انرژی فتوولتائیک مناسب برای تنظیم انرژی نیاز دارد.

قلب یک سیستم فتوولتائیک خانگی
ذخیره‌سازی انرژی فتوولتائیک خانگی معمولاً در ترکیب با سیستم‌های فتوولتائیک خانگی برای تامین برق مورد نیاز کاربران خانگی نصب می‌شود. سیستم ذخیره انرژی می تواند میزان استفاده خود از فتوولتائیک های خانگی را بهبود بخشد، قبض برق کاربر را کاهش دهد و پایداری مصرف برق کاربر را در شرایط آب و هوایی شدید تضمین کند. برای کاربرانی که در مناطقی با قیمت برق بالا، تفاوت قیمت‌های اوج به دره یا شبکه‌های قدیمی هستند، خرید سیستم‌های ذخیره‌سازی خانگی مقرون به صرفه‌تر است و کاربران خانگی انگیزه خرید سیستم‌های ذخیره‌سازی خانگی را دارند.
در حال حاضر بیشتر انرژی خورشیدی مورد استفاده در چین فقط برای آبگرمکن استفاده می شود. پنل‌های خورشیدی که واقعاً می‌توانند برق کل خانه را تامین کنند، هنوز در مراحل ابتدایی هستند و کاربران اصلی هنوز در خارج از کشور هستند، به ویژه در اروپا و ایالات متحده.
با توجه به شهرنشینی زیاد در کشورهای اروپایی و آمریکایی و معمولاً خانه‌های مستقل یا نیمه مستقل بر مسکن غالب می‌شوند، برای توسعه فتوولتائیک خانگی مناسب است. طبق آمار، در سال 2021، سرانه ظرفیت نصب شده فتوولتائیک خانگی اتحادیه اروپا 355.3 وات برای هر خانوار خواهد بود که در مقایسه با سال 2019 افزایش 40 درصدی را نشان می دهد.
از نظر ضریب نفوذ، ظرفیت نصب شده فتوولتائیک خانگی در استرالیا، ایالات متحده، آلمان و ژاپن به ترتیب 66.5، 25.3، 34.4 درصد و 29.5 درصد از کل ظرفیت فتوولتائیک نصب شده را تشکیل می دهد، در حالی که نسبت ظرفیت نصب شده فتوولتائیک در خانوارها در چین تنها 4 درصد است. چپ و راست، با فضای بزرگ برای توسعه.
هسته اصلی سیستم فتوولتائیک خانگی تجهیزات ذخیره انرژی است که بیشترین هزینه را نیز دارد. در حال حاضر قیمت باتری های لیتیومی در چین حدود 130 دلار آمریکا در هر کیلووات ساعت است. با در نظر گرفتن یک خانواده چهار نفره در سیدنی که والدین آنها از طبقه کارگر به عنوان مثال استفاده می کنند، با فرض اینکه مصرف برق روزانه خانواده 22 کیلووات ساعت است، سیستم ذخیره انرژی خانه نصب شده قطعات فتوولتائیک 7 کیلووات به اضافه یک باتری ذخیره انرژی 13.3 کیلووات ساعت است. این همچنین به این معنی است که فقط باتری های ذخیره انرژی کافی برای یک سیستم فتوولتائیک 1729 دلار قیمت دارند.
اما در چند سال گذشته قیمت تجهیزات خورشیدی خانگی حدود 30 تا 50 درصد کاهش یافته است در حالی که راندمان آن بین 10 تا 20 درصد افزایش یافته است. انتظار می رود این امر توسعه سریع ذخیره سازی انرژی فتوولتائیک خانگی را تسریع کند.
چشم اندازهای روشن برای ذخیره انرژی فتوولتائیک خانگی
علاوه بر باتری های ذخیره انرژی، بقیه تجهیزات اصلی فتوولتائیک و اینورترهای ذخیره انرژی هستند و سیستم های ذخیره انرژی خانگی را می توان با توجه به روش های مختلف کوپلینگ و اینکه آیا به شبکه متصل هستند به سیستم های ذخیره انرژی فتوولتائیک خانگی هیبریدی و ذخیره انرژی فتوولتائیک خانگی کوپل شده تقسیم کرد. سیستم، سیستم ذخیره انرژی فتوولتائیک خانگی خارج از شبکه و سیستم مدیریت ذخیره انرژی انرژی فتوولتائیک.
سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی فتوولتائیک خانگی هیبریدی معمولاً برای خانواده‌های فتوولتائیک جدید مناسب هستند، که همچنان می‌توانند تقاضای برق را پس از قطع برق تضمین کنند. در حال حاضر این روند اصلی است، اما برای ارتقاء خانه های فتوولتائیک موجود مناسب نیست. نوع کوپلینگ برای خانوارهای فتوولتائیک موجود مناسب است، سیستم فتوولتائیک متصل به شبکه موجود را به یک سیستم ذخیره انرژی تبدیل می کند، هزینه ورودی نسبتاً کم است، اما راندمان شارژ نسبتاً کم است. نوع خارج از شبکه برای مناطق بدون شبکه مناسب است و معمولاً باید به رابط دیزل ژنراتور مجهز شود.
در مقایسه با باتری های ذخیره انرژی، اینورترها و ماژول های فتوولتائیک تنها حدود نیمی از هزینه کلی باتری ها را تشکیل می دهند. علاوه بر این، محصولات ذخیره انرژی خانگی نیاز به نصب توسط نصاب دارند و هزینه نصب نیز 12٪ -30٪ است.
اگرچه گران‌تر است، اما بسیاری از سیستم‌های ذخیره‌سازی باتری همچنین امکان برنامه‌ریزی هوشمند برق در داخل و خارج را فراهم می‌کنند، نه تنها برای فروش نیروی اضافی به سیستم قدرت، بلکه برخی برای ادغام با امکانات شارژ خودروهای الکتریکی بهینه‌سازی شده‌اند. در لحظه ای که خودروهای برقی روز به روز محبوب می شوند، این مزیت به کاربران کمک می کند تا هزینه های زیادی را نیز صرفه جویی کنند.
در عین حال، وابستگی بیش از حد به منابع خارجی انرژی به ویژه در شرایط پرتنش جهانی امروز منجر به بحران انرژی خواهد شد. با در نظر گرفتن ساختار انرژی اروپا به عنوان مثال، گاز طبیعی حدود 25٪ را تشکیل می دهد و گاز طبیعی اروپا بسیار به واردات وابسته است، که منجر به نیاز فوری به تحول انرژی در اروپا می شود.
آلمان هدف تولید 100 درصد انرژی انرژی تجدیدپذیر را از سال 2050 تا 2035 پیش برد و 80 درصد از انرژی را از طریق تولید برق از انرژی های تجدیدپذیر به دست آورد. کمیسیون اروپا پیشنهاد REPowerEU را برای افزایش اهداف انرژی تجدیدپذیر اتحادیه اروپا برای سال 2030 تصویب کرد، که 17 تراوات ساعت برق را در سال اول طرح فتوولتائیک خانگی افزایش می‌دهد و تا سال 2025 42 تراوات ساعت برق اضافی تولید می‌کند.
ظرفیت نصب شده فتوولتائیک های پراکنده را بر اساس تعداد خانوارها محاسبه کنید، ضریب نفوذ ذخیره انرژی خانگی را برای به دست آوردن تعداد ذخیره سازی انرژی خانگی نصب شده در نظر بگیرید و میانگین ظرفیت نصب شده برای هر خانوار را برای به دست آوردن ظرفیت نصب شده ذخیره انرژی خانگی در جهان و در بازارهای مختلف فرض کنید.
با فرض اینکه در سال 2025، ضریب نفوذ ذخیره‌سازی انرژی در بازار جدید فتوولتائیک 20 درصد، ضریب نفوذ ذخیره‌سازی انرژی در بازار سهام 5 درصد باشد و فضای ظرفیت ذخیره‌سازی انرژی خانگی جهانی به 70 گیگاوات ساعت برسد، فضای بازار بسیار بزرگ است.
خلاصه
همانطور که نسبت انرژی الکتریکی پاک در زندگی روزمره اهمیت بیشتری پیدا می کند، فتوولتائیک ها به تدریج وارد هزاران خانوار شده اند. سیستم ذخیره انرژی فتوولتائیک خانگی نه تنها می تواند نیاز برق روزانه خانوار را برآورده کند، بلکه برق اضافی را نیز برای درآمد به شبکه می فروشد. با افزایش تجهیزات الکتریکی، این سیستم ممکن است به یک محصول ضروری در خانواده های آینده تبدیل شود.