هل تخزين الطاقة المنزلية يدعم التوسع؟

عندما يتسوق أصحاب المنازل لأول مرة لشراء نظام تخزين الطاقة المنزلي، فإنهم غالبًا ما يركزون على السعر لكل كيلووات-ساعة، وسمعة العلامة التجارية، وما إذا كان النظام مؤهلاً للحصول على حوافز ضريبية. غالبًا ما تظهر قابلية التوسيع باعتبارها مصدر قلق ثانوي - إذا ظهرت على الإطلاق.

لقد بدأ هذا يتغير.

الطلب على الطاقة مستمر في النمو

توقع المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) في تقرير صدر عام 2023 أنه بحلول عام 2030، ستتطلب المنازل التي تحتوي على مركبات كهربائية ومضخات حرارية سعة تخزين بطاريات أكبر بمرتين إلى ثلاث مرات مما احتاجته الأسرة النموذجية في عام 2020 لتحقيق نفس المستوى من استقلال الطاقة.

من الناحية العملية: قد يبدو نظام 10 كيلووات في الساعة الذي كان سخيًا عند تثبيته ضيقًا في غضون ثلاث إلى خمس سنوات إذا تغير ملف الطاقة لديك.

موثوقية الشبكة لا تتحسن في كل مكان

أصبحت الظواهر الجوية المتطرفة أكثر تواترا، وأدى الضغط على الشبكة خلال فترات الذروة إلى المزيد من انقطاع التيار الكهربائي في ولايات مثل كاليفورنيا وتكساس وأجزاء من الجنوب الشرقي. أصحاب المنازل الذين اشتروا مساحة تخزين في البداية لتوفير المرافق، أصبحوا الآن يمنحون الأولوية لمدة الطاقة الاحتياطية - مما يعني المزيد من السعة.

تكلفة ارتكاب الأخطاء

إليك ما لا يريد أحد سماعه: إذا اشتريت نظام طاقة تخزين منزلي لا يدعم التوسعة، فغالبًا ما تعني إضافة السعة شراء نظام منفصل تمامًا وتثبيته جنبًا إلى جنب مع النظام الأول. وهذا يضيف التكلفة والتعقيد وأحيانًا مشاكل التوافق. في بعض الحالات، يقوم أصحاب المنازل ببساطة باستبدال النظام الأصلي تمامًا - وهو درس مكلف.

وهذا هو بالضبط سبب فهم قابلية التوسعةقبلتشتري مهم جدا. وإذا كان لديك نظام بالفعل، فمن المفيد أن تعرف الآن ما هي الخيارات المتاحة أمامك بالفعل.

ليست كل أنظمة البطاريات مبنية بنفس الطريقة. هناك نهجان مختلفان جوهريا لكيفية تنظيم سعة التخزين، ولكل منهما آثار مختلفة تماما على التوسع.

أنظمة السعة-الثابتة

بعض تخزين الطاقة المنزليةتم تصميم الوحدات كمنتجات كاملة ومختومة. يتم تحديد سعة البطارية في المصنع، ولا توجد طريقة تدعمها الشركة المصنعة-لإضافة المزيد. قد ترى هذه موصوفة بأرقام محددة وغير متغيرة: "وحدة 10 كيلووات ساعة"، "وحدة 13.5 كيلووات ساعة".

غالبًا ما تتمتع هذه الأنظمة بمزايا حقيقية - حيث يمكن أن تكون أسهل في التثبيت، وأسهل في الاعتماد، وفي بعض الأحيان تكون أسعارها أكثر تنافسية عند مستوى الدخول. ولكن إذا زادت احتياجاتك من الطاقة، فستقتصر خياراتك على إضافة نظام منفصل ومستقل إلى جانب النظام الأصلي، مما يخلق تحديات التنسيق الخاصة به.

أنظمة معيارية / قابلة للتكديس

تم تصميم الأنظمة المعيارية من الألف إلى الياء مع أخذ التوسع في الاعتبار. تحتوي الوحدة الأساسية على العاكس وإلكترونيات التحكم، بينما تتم إضافة سعة البطارية من خلال وحدات إضافية - تسمى غالبًا "حزم توسيع البطارية" أو "حزم البطاريات".

قد يبدأ تصميم طاقة تخزين منزلي نموذجي عند 10 كيلووات في الساعة ويدعم التوسع حتى 30 كيلووات في الساعة، أو 40 كيلووات في الساعة، أو حتى أعلى، وذلك ببساطة عن طريق إضافة وحدات بطارية معتمدة. عادة ما تكون العملية واضحة ومباشرة: يقوم المثبت المعتمد بإضافة الوحدات الجديدة، وتحديث البرامج الثابتة للنظام، ويتعرف نظام إدارة المباني (BMS) تلقائيًا على السعة الإضافية ويدمجها.

هذه هي البنية التي تجعل المرونة-على المدى الطويل أمرًا ممكنًا.

أحد الفروق الفنية التي تؤثر بشكل كبير على قابلية التوسعة هو ما إذا كان النظام يعمل بجهد عالي أو جهد منخفض.

UPS الطاقة المنزلية ذات الجهد العالييمكن لأنظمة التخزين (عادةً سلاسل البطاريات 100 فولت - 500 فولت) أن تدعم المزيد من وحدات البطارية لكل سلسلة وتعمل بشكل عام بكفاءة أكبر في حالات الشحن الأعلى. وهي تميل إلى الاقتران بشكل أفضل مع محولات الطاقة-العالية، كما أنها مصممة بشكل أكثر شيوعًا للتكوينات القابلة للتوسيع.

تعتبر أنظمة الجهد المنخفض (عادة 48 فولت) أبسط وتستخدم على نطاق واسع في المنشآت الصغيرة، ولكنها تواجه قيودًا مادية أكبر عند زيادة السعة.

إذا كانت قابلية التوسعة أولوية، فإن بنية تخزين الطاقة المنزلية ذات الجهد العالي هي عمومًا أفضل-أساس طويل الأمد - خاصة للمنازل التي تتطلب ذروة أعلى من الطاقة.

إذا كان لديك نظام معياري (أو تختار واحدًا)، فإليك ما هو التوسيعتبدو العملية عادة في الممارسة العملية:

1: التحقق من التوافق. قبل أي شيء آخر، تأكد من أن وحدات بطارية التوسيع معتمدة للعمل مع العاكس الخاص بك وإصدار BMS. هذا غير-قابل للتفاوض. يمكن أن يؤدي خلط وحدات البطارية من أجيال مختلفة أو شركات مصنعة مختلفة إلى حدوث أخطاء في نظام إدارة المباني (BMS)، أو انخفاض الأداء، أو في أسوأ الحالات، مخاطر على السلامة. قم دائمًا بشراء وحدات التوسعة من الشركة المصنعة الأصلية لتخزين الطاقة المنزلية أو مصدر معتمد من الشركة المصنعة-.

2: تقييم الحد الأقصى لسعة العاكس الخاص بك. لا يقوم العاكس الخاص بك بإدارة البطارية - فحسب، بل يتحكم أيضًا في مقدار الطاقة التي يمكن أن تتدفق داخل وخارج النظام. إذا قمت بتوسيع سعة البطارية بشكل كبير، ولكن العاكس الخاص بك يقترب بالفعل من الحد المقدر له، فسيكون لديك مساحة تخزين أكبر ولكن لن تتمكن بالضرورة من شحنها أو تفريغها بشكل أسرع. يقوم بعض أصحاب المنازل أيضًا بترقية العاكس في نفس وقت توسيع البطارية.

3: تقييم الموقع الاحترافي. سيقوم أحد المثبتين المؤهلين بفحص سعة اللوحة الكهربائية وتقييمات الكابلات والمساحة الفعلية المتاحة للوحدات الإضافية. وهذا أيضًا هو الوقت الذي سيؤكدون فيه أن الأسلاك والقواطع الحالية لديك يمكنها التعامل مع ذروة إنتاج النظام الموسع.

4: تركيب الوحدة والتشغيل. يتم توصيل وحدات البطارية الجديدة فعليًا - عادةً في مجموعة خزانة أو حامل مثبت على الحائط -بجانب الوحدة الحالية. يقوم المثبت بعد ذلك بتحديث تكوين النظام، ويقوم نظام إدارة المباني (BMS) بتشغيل عملية تهيئة لمعايرة السعة الإجمالية الجديدة.

5: اختبار النظام والتحقق من الأداء. يجب أن يقوم القائم بالتركيب بتشغيل النظام خلال دورة الشحن/التفريغ والتأكد من إمكانية الوصول إلى السعة الموسعة الكاملة. ستحتاج أيضًا إلى التحقق من أن تطبيق المراقبة الخاص بك يعكس مواصفات النظام المحدثة.

عادةً ما يتم إكمال العملية الكاملة للتوسع المباشر في يوم واحد بالنسبة لمعظم الوحدات السكنيةقوة تخزين المنزلأنظمة.

سواء كنت تشتري نظامك الأول أو تقيم ترقية، فهذه هي الأسئلة التي تفصل بين القرار الذكي طويل الأمد- والقرار القصير-المكلف. لا تخجل من الضغط على الوكيل أو الشركة المصنعة لتخزين الطاقة المنزلية للحصول على إجابات واضحة ومكتوبة.

ما هي أقصى سعة قابلة للتوسيع لهذا النظام؟ احصل على رقم محدد بالكيلوواط ساعة، وليس لغة غامضة مثل "قابل للتوسيع بدرجة كبيرة".

هل وحدات بطارية التوسيع من هذه الشركة المصنعة متاحة حاليًا للشراء؟ بعض الأنظمة قابلة للتوسيع من الناحية النظرية ولكن من الصعب الحصول على أجهزة التوسعة.

هل ستكون وحدات التوسعة المتوفرة اليوم متوافقة مع تحديثات البرامج الثابتة المستقبلية؟ تريد ضمان التوافق مع الإصدارات السابقة.

هل التوسيع يلغي أي جزء من الضمان؟ لا يجوز التوسعات المصرح بها من المصنع-، ولكن قم بتأكيد ذلك صراحة.

هل تم تصنيف العاكس للتعامل مع السعة القصوى الموسعة؟ إذا لم يكن الأمر كذلك، ما هو مسار الترقية؟

ما هي الشهادات التي تحملها وحدات التوسعة؟ ابحث عن UL 9540A أو IEC 62619 أو معايير إقليمية مماثلة.

ما هي تكلفة تركيب التوسعة الكاملة، بما في ذلك العمالة؟ احصل على هذا التقدير مقدمًا حتى لا يفاجئك لاحقًا.

يجب على مصانع الطاقة المنزلية والمصنعة ذات السمعة الطيبة الإجابة على كل هذه الأسئلة دون تردد. الإجابات المراوغة هي علامة حمراء.

جدير بالمعرفة: نشرت جمعية تخزين الطاقة (ESA) إرشادات تتناول على وجه التحديد معايير التشغيل البيني وتوافق التوسعة للتخزين السكني. يساعد عملهم في الحصول على شهادة UL 9540 في وضع معايير أكثر وضوحًا للصناعة حول ما يجب أن تعنيه كلمة "قابل للتوسيع" في الواقع - أخبار جيدة لأصحاب المنازل مقارنة الخيارات.

قام أحد عملائنا في فينيكس بولاية أريزونا في الأصل بتركيب نظام تخزين الطاقة المنزلية UPS عالي الجهد بقدرة 15 كيلووات في الساعة من شركة Sunhingstones في عام 2022. في ذلك الوقت، كانت لدى الأسرة متطلبات حمل مسائية متواضعة وكانت تريد في المقام الأول تحسين الاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية-.

بحلول عام 2024، بدت الصورة مختلفة: لقد أضافوا شاحن EV من المستوى 2 لسيارة كهربائية تم شراؤها حديثًا، وقد أدى الطلب على تكييف الهواء في الصيف إلى رفع ذروة استخدامهم بشكل ملحوظ. كان النظام الأصلي بقدرة 15 كيلووات في الساعة يدور حول-الصفر في أمسيات الصيف الحارة قبل منتصف الليل.

وبدلاً من استبدال النظام، عملوا مع شركة التركيب المحلية المعتمدة من شركة Sunhingstones-لإضافة وحدتي بطارية قابلة للتوسيع بقدرة 5 كيلووات في الساعة، ليصل إجمالي السعة إلى 25 كيلووات في الساعة. لقد تم بالفعل تصنيف سعة العاكس لهذا التكوين، لذلك لم تكن هناك حاجة إلى ترقية العاكس.

تم الانتهاء من التوسعة في حوالي ست ساعات. إجمالي وقت التوقف عن العمل للمنزل: أقل من 20 دقيقة أثناء التبديل. بعد التثبيت-، حافظت الأسرة باستمرار على ما يزيد عن 20% من احتياطي البطارية حتى في ليالي الصيف الأكثر حرارة، وتم تحويل شحن المركبات الكهربائية بالكامل إلى فترات فائض الطاقة الشمسية.

تعليق صاحبة المنزل:"لو علمنا أننا سنضيف سيارة كهربائية بعد عامين، لربما بدأنا بقدرة 25 كيلووات في الساعة. ولكن كان من المطمئن حقًا معرفة أنه بإمكاننا تطوير النظام بدلاً من استبداله."

هذا هو بالضبط ما يفترض أن يتيحه التصميم المعياري.
 

وحتى مع أفضل النوايا، فإن محاولات التوسع يمكن أن تفشل. فيما يلي الأخطاء الأكثر شيوعًا التي تستحق تجنبها:

شراء وحدات التوسعة من مورد خارجي-. قد يكون الأمر مغريًا عندما يكون السعر أقل، ولكن خلط خلايا البطارية من شركات مصنعة مختلفة - حتى مع نفس الجهد الاسمي - يؤدي إلى حدوث مشكلات في إدارة نظام إدارة المباني (BMS) التي يمكن أن تقلل من الأداء ومن المحتمل أن تؤدي إلى مشكلات تتعلق بالسلامة. استخدم دائمًا أجهزة التوسعة المعتمدة من الشركة المصنعة-.

تجاهل السقف العاكس. إن زيادة سعة البطارية تكون مفيدة فقط إذا كان العاكس قادرًا بالفعل على نقل تلك الطاقة إلى الداخل والخارج بكفاءة. أحيانًا يجد أصحاب المنازل الذين يضيفون وحدات البطارية دون التحقق من حد العاكس أن نظامهم "الموسع" لا يشحن بشكل أسرع من ذي قبل.

تخطي التقييم المهني. التوسع ليس مشروع DIY. حتى لو كان من السهل توصيل وحدات البطارية نفسها، يجب التعامل مع الأعمال الكهربائية وتحديثات البرامج الثابتة والتشغيل الآمن بواسطة شخص مؤهل للعمل مع أنظمة تخزين الطاقة المنزلية ذات الجهد العالي.

بافتراض أن أي نظام يحتوي على "معياري" في التسويق هو أمر قابل للتوسيع حقًا. اقرأ ورقة المواصفات. تستخدم بعض الأنظمة هذا المصطلح بشكل فضفاض لوصف خيارات التصميم الجمالي (الغلاف المعياري) بدلاً من قابلية التوسعة الكهربائية الحقيقية. والسؤال الرئيسي هو: هل يمكنني إضافة وحدات بطارية معتمدة لزيادة سعة كيلووات ساعة بعد التثبيت؟

عدم التخطيط للمكان الذي ستذهب إليه وحدات التوسعة فعليًا. وحدات البطارية تشغل مساحة. إذا كان نظامك الأصلي مثبتًا على الحائط-في غرفة مرافق ضيقة، فتأكد من وجود مساحة فعلية لإضافة الوحدات قبل طلبها.

سوق التخزين السكني ينمو بسرعة. أفادت BloombergNEF أن تركيبات تخزين البطاريات السكنية العالمية زادت بنسبة 67% على أساس سنوي-على مدى-عام 2023، مع إظهار أمريكا الشمالية نموًا قويًا بشكل خاص. مع تحول المزيد من مالكي المنازل إلى استخدام الطاقة الكهربائية-، سيزداد الطلب على حلول تخزين الطاقة المنزلية القابلة للتطوير والتوسيع بالكامل.

المصنعون الذين يصممون من أجل قابلية التوسعة يبنون الاتجاه الذي يتجه إليه السوق - وليس فقط ما هو عليه اليوم. عندما تقوم بتقييم مصنع طاقة تخزين منزلي أو خط إنتاج الشركة المصنعة، انظر إلى خريطة الطريق الخاصة بهم: هل يستثمرون في أجهزة التوسعة المتوافقة مع الإصدارات السابقة-؟ هل تم تصميم نظام إدارة المباني (BMS) الخاص بهم على نطاق واسع؟ هذه إشارات تشير إلى تفكير الشركة المصنعة على المدى الطويل-.

في Sunhingstones، تم تصميم بنية منتجنا بالكامل - بدءًا من الوحدة الأساسية ووصولاً إلى تكوين السعة القصوى- - وفقًا لمبدأ واحد: وهو أن النظام الذي تقوم بتثبيته اليوم يجب أن يكون قادرًا على تلبية احتياجات الطاقة التي ستحصل عليها بعد خمس سنوات من الآن، دون الحاجة إلى استبدال كامل.
 

هذا هو بالضبط ما يتواجد فريقنا هنا لمساعدتك في اكتشافه. سواء كنت تختار أول نظام طاقة للتخزين المنزلي أو تتطلع إلى توسيع ما لديك، تقدم Sunhingstones استشارات مجانية - بدون التزام أو ضغط مبيعات.

أخبرنا عن منزلك، واستخدامك للطاقة، وأين تريد أن تكون بعد خمس سنوات. سنقدم لك تقييمًا صادقًا لما هو منطقي.

اتصل الآن

1.BloombergNEF، توقعات سوق تخزين الطاقة لعام 2024: https://about.bnef.com/energy-storage

2.جمعية تخزين الطاقة (ESA)، سلامة التخزين السكني وموارد التشغيل البيني: https://www.energystorage.org

3.Wood Mackenzie، جهاز مراقبة تخزين الطاقة السكنية بالولايات المتحدة س4 2023: https://www.woodmac.com