تخزين الطاقة المنزلية

شهدت صناعة السيارات مؤخرًا توجهًا متزايدًا نحو التعاون مع رواد قطاع الطاقة لتطوير حلول تخزين الطاقة المنزلية. ويعود ذلك على الأرجح إلى حجم الأبحاث والتطويرات التي تُجرى على البطاريات عالية الأداء، والتي يُمكن أن تُفيد قطاعي السيارات والمنازل على حدٍ سواء. ومن الأمثلة البارزة على هذا التوجه، شراكة BMW ^{[ 1 ]} مع Solarwatt ^{[ 2 ]} ، وشراكة Nissan ^{[ 3 ]} مع Eaton ^{[ 4 ]} . إضافةً إلى ذلك، تُسوّق شركتا BYD و Tesla أجهزة تخزين الطاقة المنزلية الخاصة بهما لعملائهما.

على الرغم من التكاليف المرتفعة الأولية التي جلبت الكثير من التدقيق، ^{[ 5 ]} يشهد سوق تخزين الطاقة المنزلية زيادة في الإيرادات في أعقاب اتجاه انخفاض الأسعار ^{[ 6 ].}

ويمكن أيضًا برمجة الوحدات للاستفادة من تعريفة تفاضلية ، والتي توفر طاقة بأسعار أقل خلال ساعات انخفاض الطلب - سبع ساعات من الساعة 12:30 صباحًا في حالة تعريفة الاقتصاد 7 البريطانية - للاستهلاك عندما تكون الأسعار أعلى.

سترتبط التعريفات الذكية، الناجمة عن الانتشار المتزايد للعدادات الذكية ، بشكل متزايد بأجهزة تخزين الطاقة المنزلية للاستفادة من الأسعار المنخفضة خارج أوقات الذروة، وتجنب الطاقة ذات الأسعار المرتفعة في أوقات ذروة الطلب.

يُعدّ نقل الطاقة الكهربائية من محطات توليد الطاقة إلى المراكز السكانية عملية غير فعّالة بطبيعتها، وذلك بسبب فاقد الطاقة في شبكات الكهرباء، لا سيما في المناطق الحضرية المكتظة بالسكان والتي تستهلك كميات كبيرة من الطاقة، حيث يصعب إنشاء محطات توليد الطاقة. ومن خلال السماح باستهلاك نسبة أكبر من الكهرباء المولدة محلياً، بدلاً من تصديرها إلى شبكة الطاقة، يمكن لأجهزة تخزين الطاقة المنزلية أن تقلل من أوجه القصور في نقل الطاقة عبر الشبكة.

يمكن نظرياً طلب أجهزة تخزين الطاقة المنزلية، عند توصيلها بخادم عبر الإنترنت ، لتوفير خدمات قصيرة الأجل جداً لشبكة الطاقة:

• تقليل الضغط على الطلب في ساعات الذروة - توفير استجابة قصيرة الأجل للطلب خلال فترات ذروة الطلب مما يقلل الحاجة إلى تشغيل أصول توليد قصيرة الأجل مثل مولدات الديزل بشكل غير فعال .
• تصحيح التردد - توفير تصحيحات قصيرة المدى للغاية، للحفاظ على تردد التيار الكهربائي ضمن الحدود المسموح بها من قبل الجهات التنظيمية (على سبيل المثال، 50  هرتز أو 60  هرتز +/- n%).

بفضل الكفاءات المذكورة أعلاه ، وقدرتها على زيادة كمية الطاقة الشمسية المستهلكة في الموقع، تعمل هذه الأجهزة على تقليل كمية الطاقة المولدة باستخدام الوقود الأحفوري ، وتحديداً الغاز الطبيعي والفحم والنفط والديزل .

تُعد بطاريات الليثيوم أيون خيارًا شائعًا نظرًا لدورة الشحن العالية نسبيًا وعدم وجود تأثير الذاكرة ، إلا أنها يصعب إعادة تدويرها .

تُعدّ بطاريات الرصاص الحمضية أسهل نسبيًا في إعادة التدوير، ونظرًا لارتفاع قيمة إعادة بيع الرصاص ، يُعاد تدوير 99% من البطاريات المباعة في الولايات المتحدة. ^{[ 7 ]} إلا أن عمرها الافتراضي أقصر بكثير من بطاريات الليثيوم أيون ذات السعة المماثلة، وذلك لانخفاض عدد دورات الشحن ، مما يُقلل من الفجوة في الأثر البيئي. إضافةً إلى ذلك، يُعدّ الرصاص معدنًا ثقيلًا سامًا ، كما أن حمض الكبريتيك الموجود في الإلكتروليت له أثر بيئي كبير.

مع تزايد إقبال المستهلكين على تركيب الألواح الشمسية لتزويد منازلهم وبطاريات التخزين بالطاقة، استمرّ التخلي عن الشبكة الكهربائية في النمو. ومع ازدياد عدد السكان الذين يعيشون خارج الشبكة، ستتوزع تكلفة الشبكة على عدد أقل من المستهلكين، مما يزيد من حافزهم على الاستقلال عن الشبكة. ^{[ 12 ]} يُنظر إلى هذا الأمر على أنه عيب كبير في تخزين الطاقة المنزلية، إذ قد يؤدي إلى التخلي عن شبكة البنية التحتية الضخمة المُنشأة لصيانة الشبكات، وارتفاع أسعار الطاقة للمشتركين في الشبكة، وإعاقة عملية التحول في قطاع الطاقة. ^{[ 13 ]}

باستخدام نظام تخزين الطاقة بالضخ من خزانات لتخزين الطاقة ومولدات صغيرة، قد يكون توليد الطاقة الكهرومائية الصغيرة فعالاً أيضاً لأنظمة توليد الطاقة المنزلية "ذات الدائرة المغلقة". ^{[ 15 ] [ 16 ]}

سخان التخزين أو بنك الحرارة (أستراليا) هو سخان كهربائي يخزن الطاقة الحرارية خلال المساء، أو في الليل عندما تكون الكهرباء متاحة بتكلفة أقل، ويطلق الحرارة خلال النهار حسب الحاجة.

تعتبر الخزانات ، مثل خزان تخزين الماء الساخن ، نوعًا آخر من سخانات التخزين ولكنها تخزن الماء الساخن تحديدًا لاستخدامه لاحقًا.

قد تكون بعض الأنظمة محمولة ^{[ 17 ]} أو محمولة جزئيًا ^{[ 18 ]} لتسهيل نقلها إلى موقع آخر، أو استخدامها أثناء النقل أو السفر.