لقد غيرت Tesla Powerwall الطريقة التي يتحدث بها الناس عن البطاريات الشمسية وتخزين الطاقة المنزلية من كونها محادثة حول المستقبل إلى محادثة حول الوقت الحاضر. ما تحتاج إلى معرفته حول إضافة تخزين البطارية، مثل Tesla Powerwall، إلى نظام الألواح الشمسية في منزلك. إن مفهوم تخزين الطاقة في بطاريات المنازل ليس جديدًا. فلطالما استُخدمت تقنية تخزين الطاقة في محطات توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية (PV) وطاقة الرياح المستقلة عن الشبكة في العقارات النائية لتخزين الطاقة الكهربائية غير المستخدمة لاستخدامها لاحقًا. ومن المحتمل جدًا أن تحتوي معظم المنازل المزودة بألواح شمسية على نظام بطاريات خلال السنوات الخمس إلى العشر القادمة. تلتقط البطارية أي طاقة شمسية غير مستخدمة مُولّدة خلال النهار، لاستخدامها لاحقًا في الليل وفي الأيام قليلة الإضاءة. تزداد شعبية التركيبات التي تعمل بالبطاريات. هناك جاذبية حقيقية للاستقلال التام عن الشبكة الكهربائية؛ فبالنسبة لمعظم الناس، ليس هذا قرارًا اقتصاديًا فحسب، بل قرار بيئي أيضًا، وبالنسبة للبعض، هو تعبير عن رغبتهم في الاستقلال عن شركات الطاقة. 
كم تكلفة Tesla Powerwall في عام 2019؟ ارتفع سعره في أكتوبر 2018، حيث أصبح سعر Powerwall نفسه 6700 دولار أمريكي، وتكلفة الأجهزة الداعمة 1100 دولار أمريكي، مما يرفع التكلفة الإجمالية للنظام إلى 7800 دولار أمريكي بالإضافة إلى تكلفة التركيب. هذا يعني أن تكلفة التركيب ستبلغ حوالي 10000 دولار أمريكي، بالنظر إلى دليل أسعار التركيب الصادر عن الشركة والذي يتراوح بين 2000 و3000 دولار أمريكي. هل حلول تخزين الطاقة من شركة Tesla مؤهلة للحصول على الائتمان الضريبي الفيدرالي للاستثمار؟ نعم، يعتبر Powerwall مؤهلاً للحصول على ائتمان ضريبي للطاقة الشمسية بنسبة 30% حيث (شرح الائتمان الضريبي للاستثمار في الطاقة الشمسية (ITC))يتم تركيبه مع الألواح الشمسية لتخزين الطاقة الشمسية. ما هي العوامل الخمسة التي تجعل حل Tesla Powerwall يبرز باعتباره أفضل حل لتخزين بطاريات الطاقة الشمسية الحالية لتخزين الطاقة السكنية؟ ● تكلفة تركيب حوالي 10,000 دولار أمريكي لسعة تخزين قابلة للاستخدام تبلغ 13.5 كيلوواط/ساعة. تُعدّ هذه قيمة جيدة نسبيًا نظرًا لارتفاع تكلفة تخزين الطاقة الشمسية. مع ذلك، لا يُمثّل هذا عائدًا كبيرًا، ولكنه أفضل من نظيراته؛ ●أصبح عاكس البطارية المدمج ونظام إدارة البطارية مشمولين في التكلفة. مع العديد من بطاريات الطاقة الشمسية الأخرى، يجب شراء عاكس البطارية بشكل منفصل. ●جودة البطارية. تعاونت شركة تيسلا مع شركة باناسونيك لتطوير تقنية بطاريات الليثيوم أيون، مما يعني أن خلايا البطارية الفردية يجب أن تكون عالية الجودة؛ ●هندسة ذكية مُتحكم بها برمجيًا ونظام تبريد للبطاريات. مع أنني لست خبيرًا في هذا المجال، يبدو لي أن تيسلا رائدة في مجال التحكم لضمان السلامة والأداء الذكي. ●تتيح لك أدوات التحكم الزمنية تقليل تكلفة الكهرباء من الشبكة على مدار اليوم عند مواجهة فواتير استهلاك الكهرباء حسب وقت الاستخدام. على الرغم من أن آخرين تحدثوا عن إمكانية القيام بذلك، إلا أنني لم أرَ تطبيقًا ذكيًا على هاتفي لضبط أوقات الذروة والتخفيضات والأسعار، ولجعل البطارية تعمل على تقليل التكلفة كما يفعل Powerwall. يُعد تخزين الطاقة في بطاريات المنازل موضوعًا شائعًا للمستهلكين المهتمين بالطاقة. إذا كانت لديك ألواح شمسية على سطح منزلك، فمن الواضح أن تخزين أي كهرباء غير مستخدمة في بطارية لاستخدامها ليلًا أو في الأيام قليلة الإضاءة مفيد. ولكن كيف تعمل هذه البطاريات؟ وما الذي تحتاج إلى معرفته قبل تركيبها؟ متصل بالشبكة مقابل خارج الشبكة هناك أربع طرق رئيسية يمكن من خلالها إعداد منزلك للحصول على الكهرباء. متصل بالشبكة (لا يوجد طاقة شمسية) أبسط نظام، حيث تأتي كل الكهرباء من الشبكة الرئيسية. المنزل لا يحتوي على ألواح شمسية أو بطاريات. الطاقة الشمسية المتصلة بالشبكة (بدون بطارية) هذا هو الوضع الأكثر شيوعًا للمنازل المجهزة بألواح شمسية. تُزوّد الألواح الشمسية الطاقة خلال النهار، وعادةً ما يستخدم المنزل هذه الطاقة أولًا، ثم يلجأ إلى شبكة الكهرباء العامة لتوفير أي كهرباء إضافية يحتاجها في أيام انخفاض ضوء الشمس، وفي الليل، وفي أوقات استهلاك الطاقة المرتفع. الطاقة الشمسية المتصلة بالشبكة + البطارية (المعروفة أيضًا باسم الأنظمة "الهجينة") تحتوي هذه المنازل على ألواح شمسية، وبطارية، ومحول هجين (أو ربما عدة محولات)، بالإضافة إلى اتصال بشبكة الكهرباء الرئيسية. تُزوّد الألواح الشمسية المنزل بالطاقة خلال النهار، وعادةً ما يستخدم المنزل الطاقة الشمسية أولاً، ثم يستخدم الفائض لشحن البطارية. في أوقات استهلاك الطاقة المرتفع، أو في الليل وفي الأيام قليلة الإضاءة، يستمد المنزل الطاقة من البطارية، وكحل أخير، من الشبكة. مواصفات البطارية هذه هي المواصفات الفنية الرئيسية للبطارية المنزلية. سعة كمية الطاقة التي تستطيع البطارية تخزينها، وتُقاس عادةً بالكيلوواط/ساعة. السعة الاسمية هي إجمالي الطاقة التي تستطيع البطارية تخزينها؛ أما السعة القابلة للاستخدام فهي مقدار الطاقة التي يمكن استخدامها فعليًا، بعد احتساب عمق التفريغ. عمق التفريغ (DoD) يُعبَّر عنها كنسبة مئوية، وهي كمية الطاقة التي يمكن استخدامها بأمان دون تسريع تدهور البطارية. تحتاج معظم أنواع البطاريات إلى الاحتفاظ بشحنة دائمة لتجنب التلف. يمكن تفريغ بطاريات الليثيوم بأمان إلى حوالي 80-90% من سعتها الاسمية. يمكن تفريغ بطاريات الرصاص الحمضية عادةً إلى حوالي 50-60%، بينما يمكن تفريغ بطاريات التدفق بنسبة 100%. قوة كمية الطاقة (بالكيلوواط) التي تستطيع البطارية توفيرها. الطاقة القصوى/الذروة هي أقصى ما تستطيع البطارية توفيره في أي لحظة، ولكن عادةً ما لا تستمر هذه الدفعة من الطاقة إلا لفترات قصيرة. الطاقة المستمرة هي كمية الطاقة التي يتم توفيرها طالما أن البطارية مشحونة بما يكفي. كفاءة لكل كيلوواط/ساعة من الشحن، ما هي الكمية التي ستخزنها البطارية فعليًا وتطلقها مجددًا؟ هناك دائمًا بعض الفقد، ولكن عادةً ما تكون كفاءة بطارية الليثيوم أعلى من 90%. إجمالي عدد دورات الشحن/التفريغ يُسمى أيضًا عمر دورة الشحن، وهو عدد دورات الشحن والتفريغ التي يمكن للبطارية القيام بها قبل بلوغها نهاية عمرها الافتراضي. تختلف الشركات المصنعة في تقييمها لهذا العمر. عادةً ما تعمل بطاريات الليثيوم لآلاف الدورات. عمر الحياة (سنوات أو دورات) يمكن تقدير العمر المتوقع للبطارية (وضمانها) بالدورات (انظر أعلاه) أو بالسنوات (وهو تقدير يعتمد عادةً على الاستخدام النموذجي المتوقع للبطارية). يجب أن يوضح العمر الافتراضي أيضًا مستوى السعة المتوقع عند نهاية العمر؛ بالنسبة لبطاريات الليثيوم، عادةً ما يكون هذا المستوى حوالي 60-80% من السعة الأصلية. نطاق درجة الحرارة المحيطة البطاريات حساسة لدرجة الحرارة، ويجب أن تعمل ضمن نطاق معين. قد تتلف أو تتوقف عن العمل في بيئات شديدة الحرارة أو البرودة. أنواع البطاريات ليثيوم أيون تُعد هذه البطاريات أكثر أنواع البطاريات شيوعًا في المنازل حاليًا، وتستخدم تقنية مشابهة لنظيراتها الأصغر حجمًا في الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة. هناك عدة أنواع من بطاريات أيونات الليثيوم. ومن الأنواع الشائعة في بطاريات المنازل بطاريات الليثيوم والنيكل والمنغنيز والكوبالت (NMC)، التي تستخدمها شركتا تسلا وإل جي كيم. مادة كيميائية شائعة أخرى هي فوسفات حديد الليثيوم (LiFePO، أو LFP)، والتي يُقال إنها أكثر أمانًا من NMC نظرًا لانخفاض خطر الانفلات الحراري (تلف البطارية واحتمالية نشوب حريق بسبب ارتفاع درجة الحرارة أو الشحن الزائد)، إلا أنها تتميز بكثافة طاقة أقل. تُستخدم LFP في البطاريات المنزلية التي تُنتجها شركات BYD وBSLBATT، وغيرها. الايجابيات ●يمكنها أن تعطي عدة آلاف من دورات الشحن والتفريغ. ●يمكن تفريغها بشكل كبير (حتى 80-90٪ من قدرتها الإجمالية). ●وهي مناسبة لمجموعة واسعة من درجات الحرارة المحيطة. ●يجب أن تدوم لمدة 10 سنوات أو أكثر في الاستخدام العادي. سلبيات ●قد يكون نهاية العمر الافتراضي مشكلة بالنسبة لبطاريات الليثيوم الكبيرة. ●تحتاج هذه البطاريات إلى إعادة تدويرها لاستعادة المعادن الثمينة ومنع تراكمها في مكبات النفايات السامة، إلا أن البرامج واسعة النطاق لا تزال في بداياتها. ومع ازدياد شيوع بطاريات الليثيوم في المنازل والسيارات، من المتوقع أن تتحسن عمليات إعادة التدوير. ●الرصاص الحمضي، الرصاص الحمضي المتقدم (الرصاص الكربوني) ●تُستخدم تقنية بطاريات الرصاص الحمضية القديمة الجيدة، التي تُساعد في تشغيل سيارتك، أيضًا في التخزين على نطاق أوسع. إنها نوع بطاريات معروف وفعال. تُعدّ Ecoult إحدى العلامات التجارية المُصنّعة لبطاريات الرصاص الحمضية المُتطورة. مع ذلك، بدون تطويرات كبيرة في الأداء أو تخفيضات في السعر، من الصعب أن تُنافس بطاريات الرصاص الحمضية بطاريات الليثيوم أيون أو غيرها من التقنيات على المدى الطويل. الايجابيات إنها رخيصة نسبيًا، مع عمليات التخلص منها وإعادة تدويرها. سلبيات ●إنهم ضخمون. ●إنها حساسة لدرجات الحرارة المحيطة المرتفعة، مما قد يؤدي إلى تقصير عمرها. ●إن دورة شحنهم بطيئة. أنواع أخرى تشهد تكنولوجيا البطاريات والتخزين تطورًا سريعًا. تشمل التقنيات الأخرى المتاحة حاليًا بطارية أكيون الهجينة الأيونية (المياه المالحة)، وبطاريات الملح المنصهر، ومكثف أرفيو سيريوس الفائق الذي أُعلن عنه مؤخرًا. سنتابع السوق ونقدم تقريرًا عن حالة سوق البطاريات المنزلية لاحقًا. كل ذلك بسعر منخفض واحد سيتم شحن بطارية BSLBATT المنزلية في أوائل عام ٢٠١٩، على الرغم من أن الشركة لم تؤكد بعد ما إذا كان هذا هو توقيت إطلاق خمسة إصدارات. يجعل العاكس المدمج من بطارية AC Powerwall خطوةً للأمام مقارنةً بالجيل الأول، لذا قد يستغرق طرحها وقتًا أطول قليلاً من إصدار التيار المستمر. يأتي نظام التيار المستمر مزودًا بمحوّل تيار مستمر/تيار مستمر مدمج، والذي يُعالج مشاكل الجهد المذكورة أعلاه. وبغض النظر عن تعقيدات هياكل التخزين المختلفة، فإن بطارية Powerwall بسعة 14 كيلوواط/ساعة، والتي تبدأ من 3600 دولار أمريكي، تتصدر السوق بوضوح من حيث السعر المُدرج. فعندما يطلبها العملاء، فإنهم يبحثون عن خيارات التيار التي تحملها. هل يجب أن أحصل على بطارية منزلية؟ بالنسبة لمعظم المنازل، نعتقد أن استخدام البطارية ليس مجديًا اقتصاديًا تمامًا حتى الآن. لا تزال البطاريات باهظة الثمن نسبيًا، وغالبًا ما تكون فترة استرداد ثمنها أطول من فترة ضمانها. حاليًا، تتراوح تكلفة بطارية ليثيوم أيون وعاكس الطاقة الهجين عادةً بين 8000 و15000 دولار أمريكي (مع التركيب)، حسب السعة والعلامة التجارية. لكن الأسعار آخذة في الانخفاض، وقد يكون من الأفضل بعد عامين أو ثلاثة أعوام استخدام بطارية تخزين مع أي نظام طاقة شمسية كهروضوئية. مع ذلك، يستثمر الكثيرون في تخزين البطاريات المنزلية الآن، أو على الأقل يتأكدون من جاهزية أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية الخاصة بهم للتشغيل. ننصحك بالاطلاع على عرضي أسعار أو ثلاثة عروض من شركات تركيب موثوقة قبل الالتزام بتركيب البطاريات. تُظهر نتائج التجربة التي استمرت ثلاث سنوات المذكورة أعلاه ضرورة التأكد من وجود ضمان قوي، والتزام بالدعم من المورد والشركة المصنعة للبطاريات في حال وجود أي أعطال. يمكن لبرامج التخفيضات الحكومية، وأنظمة تداول الطاقة مثل Reposit، أن تجعل البطاريات مجدية اقتصاديًا لبعض الأسر. بالإضافة إلى الحافز المالي المعتاد لشهادة التكنولوجيا الصغيرة (STC) للبطاريات، تتوفر حاليًا برامج تخفيضات أو قروض خاصة في فيكتوريا وجنوب أستراليا وكوينزلاند وإقليم العاصمة الأسترالية. قد تتوفر المزيد من البرامج لاحقًا، لذا يُنصح بالتحقق من البرامج المتاحة في منطقتك. عند إجراء الحسابات لتحديد مدى ملاءمة البطارية لمنزلك، تذكر أن تأخذ في الاعتبار تعريفة التغذية (FiT). هذا هو المبلغ الذي تدفعه مقابل أي طاقة فائضة تولّدها ألواحك الشمسية وتُغذّى بها الشبكة. مقابل كل كيلوواط/ساعة يُحوّل لشحن بطاريتك، ستتخلى عن تعريفة التغذية. على الرغم من أن تعريفة التغذية منخفضة عمومًا في معظم أنحاء أستراليا، إلا أنها تُمثّل تكلفة فرصة بديلة يجب أخذها في الاعتبار. في المناطق ذات تعريفة التغذية السخية، مثل الإقليم الشمالي، من المرجح أن يكون من الأنسب عدم تركيب بطارية والاكتفاء بتحصيل تعريفة التغذية مقابل فائض الطاقة المُولّدة. مصطلحات واط (W) وكيلو واط (kW) وحدة تُستخدم لقياس معدل نقل الطاقة. كيلوواط واحد = 1000 واط. في الألواح الشمسية، يُحدد تصنيف الطاقة بالواط أقصى طاقة يمكن للوح توفيرها في أي وقت. أما في البطاريات، فيحدد تصنيف الطاقة مقدار الطاقة التي يمكن للبطارية توفيرها. واط ساعة (Wh) وكيلو واط ساعة (kWh) مقياس لإنتاج أو استهلاك الطاقة على مدار الوقت. كيلوواط/ساعة (كيلوواط/ساعة) هي الوحدة التي ستظهر في فاتورة الكهرباء، لأنك ستُحاسب على استهلاكك للكهرباء على مدار الوقت. لوحة شمسية تُنتج 300 واط لمدة ساعة تُنتج 300 واط/ساعة (أو 0.3 كيلوواط/ساعة) من الطاقة. بالنسبة للبطاريات، تُشير السعة بالكيلوواط/ساعة إلى كمية الطاقة التي يُمكن للبطارية تخزينها. نظام تخزين طاقة البطارية (BESS) يصف هذا الحزمة الكاملة للبطارية والإلكترونيات المتكاملة والبرمجيات لإدارة الشحن والتفريغ ومستوى DoD والمزيد.
وقت النشر: ٨ مايو ٢٠٢٤