EN
Quick Links
التعرف على المواصفات الأساسية لأنظمة تخزين الطاقة يساعد في جعلها تعمل بشكل أفضل في الممارسة العملية. تشير سعة الطاقة، التي تُعرض عادةً بوحدة الكيلوواط ساعة (kWh)، إلى كمية الطاقة التي يمكن للنظام تخزينها داخليًا. أما القدرة على إخراج الطاقة، والمقاسة بالكيلوواط (kW)، فتُظهر مدى سرعة خروج الطاقة المخزنة عندما تكون مطلوبة. هذه الأرقام مهمة حقًا لتحديد مدى كفاءة عمل البطاريات المنزلية في الحياة اليومية. فكلما زادت سعة الطاقة، زادت الطاقة المخزنة المتاحة للمنازل والشركات الصغيرة طوال اليوم، مما يجعل الانتقال إلى استخدام الألواح الشمسية والمحولات الهوائية أكثر عملية. نحن نرى هذا الاتجاه بوضوح مع زيادة رغبة الناس في الاعتماد على مصادر الطاقة النظيفة. ويستمر سوق وحدات التخزين ذات السعة الكبيرة في النمو بسرعة، وهو مؤشر على حاجة الناس إلى طرق أفضل لتخزين الطاقة المتجددة التي ينتجونها. تشير أحدث التقارير الصناعية إلى نمو هائل قادم خلال السنوات القليلة القادمة في خيارات التخزين عالية السعة، حيث تواصل الشركات ضخ الأموال لتوسيع البنية التحتية للطاقة النظيفة في جميع أنحاء البلاد.
عند النظر في أنظمة تخزين الطاقة، تظل كفاءة الدورة الكاملة (Round Trip Efficiency) واحدة من الأرقام الرئيسية التي يتحقق منها الأشخاص، لأنها تخبرنا إلى أي مدى يتم استرجاع الطاقة المخزنة واستخدامها لاحقًا. الأنظمة التي تحصل على نتائج عالية في هذا المعيار تكون في الأساس جيدة في الحفاظ على معظم الطاقة دون تلف أثناء عمليتي التخزين والاسترجاع، مما يجعلها مفيدة بشكل خاص للمنازل التي تعتمد على البطاريات كدعم احتياطي خلال فترات انقطاع التيار أو في أوقات الذروة. تعتمد معظم أنظمة تخزين الطاقة المنزلية اليوم بشكل كبير على بطاريات الليثيوم أيون، وهذه البطاريات عادة ما تتراوح كفاءتها بين 85% و95% عند تحويل الكهرباء ذهابًا وإيابًا. بعض النماذج الأحدث التي ظهرت مؤخرًا تجاوزت حتى هذه الأرقام وفقًا للنتائج الأخيرة التي نشرها الباحثون العاملون في مجال حلول تخزين الطاقة.
عند النظر في أنظمة تخزين الطاقة، فإن عمر الدورة (Cycle Life) يلعب دوراً كبيراً. وبشكل أساسي، يُظهر لنا عدد المرات التي يمكننا فيها شحن البطارية وإعادة تفريغها قبل أن تبدأ في فقدان سعتها. والأخبار الجيدة هي أن عمر دورة أطول يُترجم إلى استدامة أفضل للأشخاص الذين يثبّتون أنظمة بطاريات منزلية. من بين الاعتبارات المهمة الأخرى، هناك عمق التفريغ (Depth of Discharge) أو ما يُعرف اختصاراً بـ DoD. ويحدد هذا العامل النسبة المئوية من الطاقة المخزنة التي يمكن استخدامها دون الإضرار بعمر البطارية. ينصح معظم الخبراء بالحفاظ على إعدادات DoD ضمن حدود معينة لاستغلال تلك الدورات الثمينة إلى أقصى حد. تتعامل الأنواع المختلفة من البطاريات مع هذه المسألة بشكل مختلف. خذ على سبيل المثال بطاريات الليثيوم أيون مقارنةً ببطاريات الرصاص الحمضية التقليدية. ووفقاً لاختبارات مختلفة أجرتها باحثون، فإن حزم بطاريات الليثيوم أيون تدوم عادةً لعدد أكبر من دورات الشحن الكاملة حتى عند التفريغ العميق، مما يجعلها خياراً شعبياً بين أصحاب المنازل الذين يبحثون عن حلول طاقة احتياطية موثوقة.
يُحدث التحكم الحراري الجيد فرقاً كبيراً عندما يتعلق الأمر بتشغيل وحدات تخزين البطاريات المنزلية بشكل صحيح والحفاظ على سلامتها. عندما تبقى درجات الحرارة ضمن النطاق الصحيح، لا تُصاب البطاريات بارتفاع درجة الحرارة أو التلف. يعتمد معظم الناس إما على التبريد بالهواء أو التبريد بالماء لتحقيق هذه المهمة، خاصة في الأماكن التي تكون فيها متطلبات النظام عالية. في الواقع، تجعل هذه الأساليب الخاصة بالبرودة البطاريات أكثر أماناً في الاستخدام، مما يطيل من عمرها الافتراضي. لقد دفع القطاع بقوة نحو تبني ممارسات أفضل في الإدارة الحرارية على مدار السنين، وهناك العديد من الأمثلة الواقعية التي تدعم ذلك. وبعيداً عن تحسين أداء البطاريات فقط، يحافظ التحكم الحراري المناسب على الامتثال لمعايير السلامة. هذا هو السبب في أن تصميمات تخزين الطاقة الحديثة لا يمكنها ببساطة العمل دون وجود نظام تحكم حراري مُدمج منذ البداية.
تلعب أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات على نطاق الشبكة دوراً حاسماً في ساحة الطاقة اليوم، مما يسمح لشركات المرافق بحفظ الطاقة الزائدة وإطلاقها عند الحاجة. تعمل هذه الوحدات الضخمة للتخزين بشكل متزامن مع الشبكات الكهربائية القائمة، مما يجعل إمدادات الطاقة لدينا أكثر قوةً وموثوقية. وهي مهمة بشكل خاص عندما تظهر فجوة بين متطلبات المستهلكين وقدرة المولدات على التلبية، كما تساعد في دمج المزيد من الطاقة النظيفة في الشبكة. وعند التعامل مع مصادر الطاقة المتجددة غير المتوقعة مثل مزارع الرياح والألواح الشمسية، تعمل بطاريات التخزين على نطاق الشبكة كمصدات صدمات للنظام بأكمله. تعتمد شركات الطاقة بشكل كبير على هذه التكنولوجيا لضمان استمرارية التشغيل بسلاسة رغم الظروف المتغيرة باستمرار. والأرقام تؤكد ذلك أيضاً – وفقاً لأحدث تقرير لديلويت حول الاتجاهات في قطاع الطاقة حتى عام 2025، شهدنا زيادة هائلة بلغت 64% في سعة تخزين البطاريات الجديدة في العام الماضي وحده. ويُظهر هذا النمو مدى أهمية هذه الأنظمة في موازنة طبيعة الإنتاج للطاقة الخضراء التي قد تكون متقلبة أحيانًا مع الطلب العالمي من المستهلكين.
يشير ظهور خيارات الطاقة خلف العداد إلى شيء كبير فيما يتعلق بتحكم الأشخاص العاديين في احتياجاتهم من الطاقة. يمكن لأصحاب المنازل الآن أن يتحكموا في استهلاك الطاقة لديهم دون الانتظار من شركات المرافق للتحرك. هذا الأمر يؤثر فعلياً على الفواتير الشهرية ويعطي الأشخاص تحكماً أكبر في وضعهم الكهربائي. عندما تولّد الأسر الطاقة وتخزنها مباشرة في منازلها، تسمح أنظمة مثل البطاريات السكنية لهم بضبط توقيت استخدام الطاقة، وتقليل الاعتماد على الشبكة، وأحيانًا استرداد المال مقابل الإنتاج الزائد. نحن نشهد زيادة في عدد الأشخاص الذين يثبتون هذه الأنظمة في منازلهم حيث يسعون للحصول على تحكم أكبر في حياتهم الطاقية. على سبيل المثال، نظروا إلى الأرقام الصادرة عن إدارة معلومات الطاقة الأمريكية (EIA)، والتي تتوقع أن يرتفع عدد المنازل التي تستخدم الألواح الشمسية من حوالي 14 بالمئة في عام 2023 إلى قرب 25 بالمئة في العام القادم. هذا يدل على أن الناس يبدأون بجدية في إدارة طاقتهم بأنفسهم بدلًا من الاعتماد فقط على مزوّد الطاقة التقليدي.
تُصبح أنظمة البطاريات الشمسية المُثبتة بالقرب من الأماكن التي تحتاج إليها أكثر شيوعاً لأنها تساعد في الاستفادة بشكل أفضل من أشعة الشمس. عندما تُستخدم معاً، فإن هذه الأنظمة تخزن الطاقة الزائدة المُولدة خلال النهار بحيث يمكن للأشخاص استخدامها فعلياً عندما ترتفع الأسعار ليلاً أو عندما لا تشرق الشمس. والهدف الأساسي هو توفير المال مع استخدام مصادر طاقة نظيفة. علاوة على ذلك، تقدم الحكومات بعض الصفقات الجيدة أيضاً - مثل الإعفاءات الضريبية وبرامج استرداد الأموان التي تُحسّن العرض كثيراً للراغبين في الانتقال إلى هذا النوع من الطاقة. على سبيل المثال، هناك عائلة في كاليفورنيا التي اعتمدت هذا النظام في العام الماضي. انخفض فاتورة الكهرباء الشهرية لديهم بنسبة 30% تقريباً، مما يُحقق وفراً ملحوظاً على المدى الطويل. هذا النوع من النتائج الواقعية يُظهر لماذا قد ترغب المزيد من الأسر في اتخاذ خطوة نحو العيش الأخضر دون تحمّل تكاليف باهظة.
لقد أصبح نموذج HES05RK-51.2V100Ah-5.12KWh من AMIBA Power شائعًا جدًا بين المستخدمين الصناعيين الذين يبحثون عن حلول جادة لتخزين الطاقة. وبسعة تبلغ 5.12 كيلوواط ساعة فقط، فإن هذه الوحدة تناسب الأماكن الضيقة التي يكون فيها كل إنش مهم، مما يجعلها مثالية لتلك المراكز البيانات والمراكز الخادمة التي نعرفها جيدًا. ما يميز هذا النموذج حقًا عن البطاريات العادية المتاحة في السوق هو كمية الطاقة الكبيرة التي يحتويها رغم صغر حجمه. إن كثافة الطاقة هنا مثيرة للإعجاب مقارنة بما يقدّمه معظم المنافسين. ولا داعي للقلق بشأن التضحية بالأداء من أجل التصميم المدمج أيضًا. فعديد من مديري المنشآت الذين قاموا بتثبيت هذه البطاريات أفادوا بأنها تحافظ على تشغيل أنظمتهم بسلاسة حتى في حالات انقطاع التيار الكهربائي غير المتوقعة التي تحدث في اللحظات الحرجة.
يمكن للشركات التي تواجه انقطاعات كهربائية منتظمة أن تجد دعماً قوياً في نظام بطارية HES10RK-51.2V200Ah-10.24KWh. وبفضل سعتها الكبيرة لتخزين الطاقة البالغة 10.24 كيلوواط ساعة، تواصل هذه الوحدة تشغيل المعدات الأساسية عندما ينقطع التيار الكهربائي. تعتمد المصانع والمنشآت الصحية ومراكز البيانات جميعها على تدفق غير متقطع للطاقة، وهو ما تساعد هذه البطارية في الحفاظ عليه خلال فترات الانقطاع المحبطة. وقد بدأت العديد من الشركات في المناطق المعرضة لانقطاعات الكهرباء مؤخراً باستثمار في حلول احتياطية من هذا النوع. ومن المنطقي أن يزداد الاهتمام نظراً للأضرار التي يمكن أن تسببها حتى فترات انقطاع قصيرة بالنسبة للعمليات المعتمدة على التيار الكهربائي المستمر.
نموذج HES15RK-51.2V280Ah-14.336KWh من AMIBA Power يُظهر ما الذي كانت الشركة تعمل عليه على مدار السنوات الماضية، ألا وهو تخزين الطاقة طويل الأمد الذي يُحدث فرقًا حقيقيًا في الأماكن التي لا يمكن أن تتحمل انقطاع التيار الكهربائي، مثل المستشفيات أو مراكز البيانات على سبيل المثال. يحتوي حزمة البطارية على سعة تخزين تصل إلى 14.336 كيلوواط ساعة، مما يعني أنها قادرة على الحفاظ على استمرارية التشغيل عندما تواجه أنظمة غيرها من الشركات صعوبات في اللحظات التي تزداد فيها الأحمال على الشبكة. لن يكون هناك قلق بعد الآن بشأن الانخفاضات المفاجئة في التيار الكهربائي التي تسبب مختلف المشاكل. بالنسبة للشركات العاملة في هذه القطاعات الحيوية، فإن توفر وقت تشغيل إضافي يُحدث الفرق بين عمليات سلسة وغير مُقاطعة، وبين تكاليف باهظة ناتجة عن الانقطاعات. وبتأمل ما يجري حاليًا في قطاع الصناعة، تبدأ المزيد من الشركات في إدراك القيمة في الاستثمار بخيارات تخزين تدوم لفترة أطول من النماذج التقليدية. ولا يتعلق الأمر فقط بتوفير المال، بل أصبح من الضروري للبقاء تنافسيًا في بيئة الطاقة غير المتوقعة التي نعيشها اليوم.
تحدد سرعة النظام لتخزين الطاقة في التبديل بين الشحن والتفريغ مدى استجابته للطلب المفاجئ على الطاقة. عندما تكون الأنظمة قادرة على تحويل الطاقة بسرعة، فإنها تستجيب تقريبًا بشكل فوري لأي متطلبات طاقة تظهر، وهو ما يحدث فرقًا كبيرًا في استخدامات مثل بطاريات الدعم الاحتياطي للمنازل أو تلك المتصلة بألواح الطاقة الشمسية. من ناحية أخرى، إذا استغرق التحويل وقتًا طويلًا جدًا، تصبح كفاءة النظام أقل ويعاني من مواجهة المتطلبات المتغيرة. ومع ذلك، تطورت تقنيات البطاريات بشكل كبير. بالنظر إلى الأرقام في الصناعة، لاحظنا زيادة بنسبة 20٪ في كفاءة التحويل خلال العقد الماضي فقط. هذا النوع من التقدم يُظهر أن الشركات المصنعة تحقق تقدمًا ملموسًا في تحسين الأداء.
يساعد إنشاء خطط للإيرادات تعمل عبر أسواق متعددة في زيادة الأرباح في عمليات تخزين الطاقة دون التأثير على الموثوقية. تنظر الشركات في كثير من الأحيان إلى مصادر دخل مختلفة مثل برامج الاستجابة للطلب أو تشارك في أسواق تجارة الطاقة لتنويع دخلها. عندما تتماشى الشركات مع هذه الفرص الإيرادية وفقًا لما يحدث في السوق، تميل إلى تحقيق نتائج مالية أفضل مع الحفاظ على تشغيل أنظمتها بسلاسة. استفد من خبرة شركات متعددة لتخزين الطاقة التي نجحت فعليًا في تطبيق هذا النهج. إنها توازن بين العرض والطلب في الوقت الفعلي، مما يعني أنها تحقق أرباحًا جيدة مع إدارة فعالة لموارد الطاقة. وصلت بعض الشركات حتى إلى تقليل التكاليف بشكل كبير من خلال هذه الأساليب.
تتواصل الأبحاث الخاصة بتحسين تخزين البطاريات في تحقيق تقدم على صعيد الكفاءة وعلى مستوى التكلفة أيضًا. نحن نشهد تطورات مثيرة في الآونة الأخيرة أيضًا، مثل تلك البطاريات ذات الحالة الصلبة التي يتحدث الجميع عنها، بالإضافة إلى طرق أفضل لإعادة تدوير البطاريات القديمة. والجدير بالذكر أن الذكاء الاصطناعي بدأ يلعب دورًا كبيرًا في إدارة أنظمة تخزين الطاقة هذه، مما قد يؤدي إلى تغيير جذري في طريقة التعامل مع الطاقة في المنازل. يعتقد الخبراء في هذا المجال أن التكنولوجيا الجديدة قد تجعل البطاريات تعمل بشكل أفضل بنسبة تصل إلى 100% خلال خمس سنوات تقريبًا، في حين تقلل التكاليف بنسبة 30%. بالنسبة لأصحاب المنازل الذين يفكرون في تركيب الألواح الشمسية أو يبحثون عن طريقة لتخزين الكهرباء، فإن كل هذه التطورات تعني أن خيارات أفضل ستكون متاحة في المستقبل القريب.