هل تخزين الطاقة المنزلية يستحق ذلك؟

إن ما إذا كان تخزين الطاقة المنزلية يستحق الاستثمار فيه هو سؤال معقد. على خلفية مشاكل الطاقة الخطيرة بشكل متزايد في يومنا هذا، اجتذب تخزين الطاقة المنزلية الاهتمام تدريجياً باعتباره حلاً ناشئًا للطاقة. على الصعيد العالمي، ومع تزايد شعبية الطاقة المتجددة وتقلب أسعار الطاقة، يفكر عدد متزايد من الأسر في تركيب أنظمة تخزين الطاقة. ومع ذلك، يبقى سؤال واحد: هل يستحق هذا الاستثمار كل هذا العناء؟ تهدف هذه المقالة إلى تحليل شامل لقيمة تخزين الطاقة المنزلية من ثلاثة جوانب رئيسية: العملية، والاقتصادية، وحماية البيئة.

1. القيمة العملية: مثبت كهرباء منزلي

(أ) إدارة انقطاعات التيار الكهربائي

في الحياة اليومية، من الصعب دائمًا منع انقطاع التيار الكهربائي. سواء كان فشل الخط ناتجًا عن سوء الأحوال الجوية أو انقطاع التيار الكهربائي لفترة قصيرة بسبب صيانة شبكة الطاقة، فقد يتسبب ذلك في إزعاج كبير للحياة الأسرية. تعتبر معدات تخزين الطاقة المنزلية بمثابة "حارس الطاقة" المخلص، حيث تبدأ العمل بسرعة في لحظة انقطاع التيار الكهربائي وتزود المنزل بالطاقة بسلاسة. بالنسبة للأفراد الذين يعملون عن بعد، قد يؤدي انقطاع التيار الكهربائي المفاجئ إلى انقطاع عمليات الكمبيوتر، في حين يضمن تخزين الطاقة المنزلية التشغيل المتواصل لأجهزة الكمبيوتر، وبالتالي تجنب فقدان البيانات. بالنسبة للأسر التي تعتمد على المعدات الطبية، مثل أجهزة التنفس الصناعي أو أجهزة تركيز الأكسجين، يضمن تخزين الطاقة المنزلية التشغيل السلس لهذه الأجهزة، مما يحمي صحة الأسرة. علاوة على ذلك، يمنع تخزين الطاقة المنزلية تدهور المواد الغذائية القابلة للتلف المخزنة في الثلاجات بسبب انقطاع التيار الكهربائي. يحافظ تخزين الطاقة المنزلية على بيئة درجة الحرارة المنخفضة للثلاجة، وبالتالي الحفاظ على نضارة المواد الغذائية.

(II) التوفيق بين استهلاك الكهرباء وتوليد الطاقة

لقد أدى الاستخدام الواسع النطاق للطاقة الشمسية في المنازل إلى التركيز المتزايد على تخزين الطاقة المنزلية. خلال ساعات النهار، عندما تكون الألواح الشمسية عالية الكفاءة، يتم توليد كمية كبيرة من الكهرباء؛ ومع ذلك، في الوقت نفسه، قد يكون استهلاك الكهرباء في المنازل متواضعا، مما يؤدي إلى فائض في الكهرباء. يسهل نظام تخزين الطاقة المنزلية التقاط هذه الكهرباء الزائدة، على غرار عملية "جمع" ضوء الشمس. وعلى العكس من ذلك، خلال ساعات الليل، عندما تكون كفاءة الألواح الشمسية في أدنى مستوياتها، يتم إطلاق الكهرباء المخزنة لتلبية احتياجات الطاقة المنزلية. ويعمل هذا التطابق الذكي بين استهلاك الكهرباء وتوليد الطاقة على تعزيز كفاءة استخدام الطاقة، مما يؤدي إلى الاستخدام الأمثل للموارد.

(ثالثا) التكيف مع احتياجات السيناريوهات المختلفة

إن سيناريوهات تطبيق تخزين الطاقة المنزلية واسعة النطاق، وتتجاوز بكثير نطاق استهلاك الكهرباء اليومي في المنزل. في السنوات الأخيرة، أصبح السفر بالمركبات الترفيهية (RV) نشاطًا ترفيهيًا شائعًا، ويلعب تخزين الطاقة المنزلية دورًا محوريًا في المركبات الترفيهية. يمكنها تشغيل الثلاجات ومكيفات الهواء وأجهزة التلفزيون والأجهزة الأخرى في المركبات الترفيهية، مما يتيح للمسافرين الاستمتاع بوسائل الراحة المتوفرة في منازلهم أثناء رحلاتهم. علاوة على ذلك، في سياق التخييم في الهواء الطلق، أصبح تخزين الطاقة المنزلية "قطعة أثرية" لا غنى عنها. إنه يسهل شحن أضواء التخييم والهواتف المحمولة والأجهزة اللوحية وغيرها من الأجهزة، بينما يتيح أيضًا تشغيل طباخات كهربائية صغيرة، وبالتالي تعزيز التجربة الطهوية والمساهمة في الراحة العامة للمخيمين. بالإضافة إلى ذلك، يلعب تخزين الطاقة المنزلية دورًا حاسمًا في العمليات الميدانية في المناطق النائية من خلال توفير طاقة مستقرة لتشغيل المعدات، مما يضمن التنفيذ السلس للمهام.

2. الحساب الاقتصادي: الاستثمار قصير الأجل والعائدات طويلة الأجل

(أ) تفاصيل الاستثمار الأولي

يشمل الاستثمار الأولي لنظام تخزين الطاقة المنزلية العديد من الجوانب. الأول هو تكلفة البطارية. وباعتبارها المكون الأساسي لنظام تخزين الطاقة، فإن سعرها يختلف حسب النوع والسعة. إذا أخذنا بطارية الليثيوم أيون الشائعة كمثال، فإن التكلفة لكل كيلوواط/ساعة تتراوح بين 142.86 دولاراً و285.71 دولاراً. إذا اخترت بطارية 5 كيلووات ساعة، فإن التكلفة تتراوح بين 714.29 دولارًا و1428.57 دولارًا. ويعتبر العاكس أيضًا مكونًا مهمًا. فهو المسؤول عن تحويل الطاقة المستمرة المخزنة في البطارية إلى طاقة التيار المتردد المستخدمة عادة في المنزل. يتراوح السعر عمومًا من 285.71 دولارًا إلى 714.29 دولارًا. وبالإضافة إلى ذلك، لا يمكن تجاهل تكلفة التركيب، بما في ذلك تركيب المعدات وتشغيلها، ومد الخط، وما إلى ذلك. ويبلغ هذا الجزء من التكلفة حوالي 142.86 دولارا إلى 428.57 دولارا. وبالإضافة إلى ذلك، فإن تكلفة بعض المعدات والمواد المساعدة، مثل الكابلات وصناديق التوزيع وما إلى ذلك، قد تبلغ الاستثمار الأولي الإجمالي لنظام تخزين الطاقة المنزلي متوسط ​​الحجم ما بين 1428.57 دولاراً أمريكياً و2857.14 دولاراً أمريكياً.

(II) المدخرات والفوائد طويلة الأجل

على المدى الطويل، يمكن لأنظمة تخزين الطاقة المنزلية أن تحقق عوائد اقتصادية كبيرة. في المناطق التي يتم فيها تطبيق أسعار ذروة الكهرباء، يستطيع المستخدمون استخدام أنظمة تخزين الطاقة للشحن خلال فترات الأسعار المنخفضة والتفريغ خلال فترات الذروة للاستخدام المنزلي. بافتراض أن سعر الكهرباء في وقت الذروة هو 0.11 دولار/كيلووات ساعة وسعر الكهرباء في وقت الوادي هو 0.04 دولار/كيلووات ساعة، فإن الأسرة تستهلك 300 كيلووات ساعة من الكهرباء شهريًا، نصفها يستخدم خلال ساعات الذروة والنصف الآخر خلال ساعات الوادي. بعد تثبيت نظام تخزين الطاقة، يتم تخزين 150 كيلووات ساعة من كهرباء الوادي لاستخدامها خلال ساعات الذروة، مما يوفر فواتير الكهرباء (0.11 دولار - 0.04 دولار)×150 = 10.71 دولارًا شهريًا، و128.57 دولارًا سنويًا.
بالنسبة للأسر التي لديها ألواح شمسية مثبتة، فإن الطاقة الزائدة التي يتم توصيلها عبر الإنترنت تشكل أيضًا دخلاً كبيرًا. يمكن بيع الطاقة الزائدة لشركة الشبكة بسعر الكهرباء المتصل بالشبكة المحلية. مع تطبيق أنظمة تخزين الطاقة، يمكن تخزين الكهرباء وتعديلها بكفاءة أكبر، ويمكن زيادة نسبة الطاقة الفائضة التي يتم تشغيلها، ويمكن زيادة الإيرادات. ومن خلال هذه الأساليب، تكون فترة استرداد الاستثمار في نظام تخزين الطاقة المنزلي عمومًا حوالي 5 إلى 10 سنوات، وبعدها تكون مرحلة الربح الصافي.
(ثالثا) مساعدة دعم السياسات

من أجل تشجيع تطوير تخزين الطاقة المنزلية، قامت مناطق مختلفة بإدخال سياسات الدعم. في بعض المناطق، ستقدم الحكومة نسبة معينة من الدعم للمستخدمين الذين يشترون ويقومون بتثبيت أنظمة تخزين الطاقة المنزلية. توفر حكومة حزب العمال في نيو ساوث ويلز للأسر إعانة تصل إلى 671.43 دولارًا أمريكيًا لتثبيت بطاريات لتخزين الطاقة الشمسية. وفي الصين، أنشأت شركة تشجيانغ يونغكانغ صندوقًا خاصًا لتخزين الطاقة بقيمة 60 مليون يوان. بالنسبة لمشاريع تخزين الطاقة الجديدة المؤهلة من جانب المستخدم، سيتم منح دعم يصل إلى 0.11 دولار/كيلوواط ساعة وفقًا لحجم التفريغ الفعلي في عام واحد. لا يجوز أن يتجاوز الحد الأقصى للدعم للمشروع الواحد 26% من الإنفاق الفعلي للمشروع على شراء المعدات، ويتم تطبيق الدعم لمرة واحدة. وقد أدت سياسات الدعم هذه إلى خفض تكلفة الاستثمار الأولية للمستخدمين بشكل كبير، وتقصير فترة استرداد الاستثمار، وتحسين الجدوى الاقتصادية لتخزين الطاقة المنزلية بشكل كبير، وتمكين المزيد من الأسر من التمتع بفوائد تخزين الطاقة المنزلية.

3. الفوائد البيئية: دعاة الطاقة الخضراء

(أ) خفض انبعاثات الكربون

وفي ظل الجهود العالمية المبذولة لمعالجة تغير المناخ، أصبح الحد من انبعاثات الكربون مهمة أساسية. ويوفر الجمع بين تخزين الطاقة المنزلية ومصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح دعماً قوياً لتحقيق هذا الهدف. يعتمد توليد الطاقة الحرارية التقليدية على الوقود الأحفوري مثل الفحم والغاز الطبيعي، والتي تطلق كمية كبيرة من الغازات المسببة للاحتباس الحراري مثل ثاني أكسيد الكربون أثناء عملية الاحتراق. وبحسب الإحصائيات، فإن كل طن من الفحم القياسي المحروق ينتج ما يقارب 2.66 إلى 2.72 طن من ثاني أكسيد الكربون. بعد أن يقوم المنزل بتثبيت الألواح الشمسية وتجهيزه بنظام تخزين الطاقة، تقوم الألواح الشمسية بتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية أثناء النهار، ويستخدم المنزل جزءًا منها على الفور، ويتم تخزين الفائض في جهاز تخزين الطاقة. ويتم إطلاق هذه الكهرباء المخزنة في الليل أو في الأيام الغائمة لتلبية احتياجات المنازل من الكهرباء، مما يقلل الاعتماد على الطاقة الحرارية التقليدية في شبكة الكهرباء. إذا افترضنا أن المنزل يستهلك في الأصل 300 كيلو وات في الساعة من الكهرباء شهريًا، وكلها تأتي من الطاقة الحرارية، وبناءً على الحساب الذي يفيد بأن الطاقة الحرارية تنتج حوالي 0.8 كيلوغرام من ثاني أكسيد الكربون لكل كيلو وات في الساعة، فسيتم إنتاج 240 كيلوغرامًا من ثاني أكسيد الكربون شهريًا. بعد تركيب نظام تخزين الطاقة المنزلية، بافتراض أن 60% من الكهرباء تأتي من الطاقة الشمسية وتخزين الطاقة، يمكن تقليل انبعاثات الكربون بنسبة 240×60% = 144 كجم شهرياً، و1728 كجم سنوياً، وهو أمر ذو أهمية كبيرة للتخفيف من ظاهرة الاحتباس الحراري العالمي.

(II) تعزيز استهلاك الطاقة المتجددة

على الرغم من أن الطاقة المتجددة لها العديد من المزايا مثل النظافة والاستدامة، إلا أن توليد الطاقة منها متقطع ومتقلب بسبب الظروف الطبيعية. تعتمد الطاقة الشمسية على ضوء الشمس ولا يمكنها توليد الكهرباء إلا عندما يكون هناك ضوء الشمس خلال النهار؛ أما طاقة الرياح فتعتمد على حجم الرياح واستقرارها. وهذا يؤدي إلى حقيقة مفادها أنه عندما يكون هناك فائض في توليد الطاقة المتجددة، إذا لم يكن من الممكن تخزينها واستخدامها في الوقت المناسب، فسوف يتم هدر الكهرباء الزائدة. يعد نظام تخزين الطاقة المنزلي بمثابة "مثبت" و"خزان تخزين" للطاقة المتجددة. عندما تتجاوز الطاقة المولدة من الألواح الشمسية أو توربينات الرياح الاحتياجات الفورية للأسرة، يقوم نظام تخزين الطاقة بتخزين الطاقة الزائدة بسرعة لتجنب فقدان الطاقة. أثناء ذروة استهلاك الطاقة أو عندما يكون توليد الطاقة المتجددة غير كافٍ، يقوم نظام تخزين الطاقة بإطلاق الطاقة المخزنة لضمان إمداد مستقر من الكهرباء المنزلية. وبهذه الطريقة، يعمل نظام تخزين الطاقة المنزلي على زيادة نسبة الطاقة المتجددة في استهلاك الطاقة المنزلية بشكل كبير ويعزز استخدامها بشكل فعال. وفي بعض المناطق الغنية بموارد الطاقة الشمسية، وبعد قيام العديد من المنازل بتثبيت أنظمة تخزين الطاقة، ارتفع معدل استهلاك الطاقة الشمسية من 60% إلى أكثر من 80%، مما يسمح بدخول المزيد من الطاقة النظيفة إلى المنزل والمساهمة في التحول الأخضر لهيكل الطاقة.
خاتمة

باختصار، أثبت نظام تخزين الطاقة المنزلي قيمة كبيرة من حيث التطبيق العملي والاقتصاد وحماية البيئة. إنه ضمان مستقر لاستهلاك الكهرباء المنزلية، سواء كان الأمر يتعلق بالتعامل مع انقطاع التيار الكهربائي المفاجئ، أو تنسيق الفارق الزمني بين توليد الطاقة الشمسية واستهلاك الكهرباء المنزلية، أو تلبية احتياجات الكهرباء الخارجية المتنوعة، فهو يعمل بشكل جيد. وعلى المستوى الاقتصادي، ورغم أن الأمر يتطلب قدراً معيناً من الاستثمار في المرحلة المبكرة، فإن العائد على الاستثمار على المدى الطويل كبير من خلال توفير فواتير الكهرباء والدخل الفائض من شبكة الكهرباء، فضلاً عن مساعدة إعانات السياسات. ومن منظور حماية البيئة، يعمل نظام تخزين الطاقة المنزلية على تقليل انبعاثات الكربون بشكل فعال، ويعزز بشكل فعال استهلاك الطاقة المتجددة، ويساهم في حماية البيئة. ومن ثم، ومن منظور التنمية طويلة الأجل والفوائد الشاملة، يعد تخزين الطاقة المنزلية استثمارًا قيمًا للغاية، ويستحق أن يتم تضمينه في تخطيط الطاقة لعدد أكبر من الأسر. لا يمكن أن يؤدي ذلك إلى تحسين نوعية الحياة الأسرية فحسب، بل إنه أيضًا مسؤوليتنا تجاه التنمية المستدامة