درک اینکه چه نوع ذخیرهسازی انرژی برای ما بهتر است، از بررسی این مسئله آغاز میشود که ما چگونه در واقع از برق استفاده میکنیم. کمی وقت صرف کنید و ساعاتی را که تقاضای برق ما به اوج میرسد و ساعاتی که کاهش مییابد در روزهای عادی مشخص کنید. شاید لیستی از وسایلی که در طول روز و شب روشن میشوند تهیه کنید. دستگاه قهوهساز صبحها، مکانیزم کولر هوا پس از ساعات کاری و غیره. صورتهای قدیمی برق هم داستانهای زیادی درباره عادات مصرف ماهانه ما دارند. اغلب این صورتها نشان میدهند که پول در کجاها ممکن است بیدلیل هدر رفته باشد. وقتی این الگوها مشخص شوند، انتخاب راهحل ذخیرهسازی مناسب بسیار آسانتر خواهد بود. نیازی نیست ظرفیت بیش از حد لازم را انتخاب کنید فقط به این دلیل که کسی میگوید سیستم بزرگتر بهتر است. یک سیستم با اندازه مناسب، در آینده سردرد کمتری ایجاد میکند و در عین حال بیشتر اوقات بهخوبی کار را انجام میدهد.
درک اینکه هر روز به چه مقدار انرژی نیاز داریم، در انتخاب یک سیستم ذخیرهسازی انرژی کارآمد بسیار مهم است. اولین قدم این است که فهرستی از تمام دستگاههایی که به برق نیاز دارند را به همراه میزان مصرف آنها به وات و مدت زمان کارکرد روزانهشان تهیه کنیم. وقتی این اعداد را جمعآوری کردیم، محاسبه سادهای انجام میدهیم: وات هر دستگاه را در تعداد ساعات کارکرد آن ضرب کنید و سپس بر 1000 تقسیم کنید تا به کیلووات-ساعت برسید. این عدد نشاندهنده نیاز کلی ما به انرژی است. نکته دیگری که باید در نظر گرفت، زمانی است که بیشترین مصرف را داریم و در مقابل، شناخت اوجهای ناگهانی تقاضا. یک راهحل خوب ذخیرهسازی باید بتواند در روزهای عادی و همچنین در مواقع نادر ولی پرخوراکی انرژی بدون شکست عمل کند.
هنگامی که میخواهید متوجه شوید منظور از چه نوع هزینهای است، فقط قیمت باتریها را در نظر نگیرید. هزینههای نصب و همچنین تعمیرات مداوم نیز جمع میشوند. کمی وقت بگذارید و راههای مختلف تأمین مالی این سیستمها را بررسی کنید تا بتوانید این پرداختها را به چندین ماه یا حتی چند سال گسترش دهید. جنبه صرفهجویی نیز بسیار مهم است. به تمام پولی فکر کنید که در سالیان آینده از طریق صرفهجویی در قبض برق به دست میآورید، زیرا با استفاده از انرژی ذخیره شده به جای گرفتن برق مستقیم از شبکه، پول زیادی صرفهجویی میشود. این صرفهجوییها در واقع به شما کمک میکنند تا هزینه اولیه را جبران کنید. درک هر دو طرف این معادله به شما کمک میکند تا انتظارات خود را از لحاظ مالی در بلندمدت معین کنید.
انتخاب شیمی باتری مناسب برای ذخیرهسازی انرژی واقعاً اهمیت دارد، اگر میخواهیم عملکرد خوبی را در طول زمان تجربه کنیم. گزینههای اصلی موجود شامل باتریهای لیتیوم-یونی (Li-ion)، انواع فسفات لیتیوم-آهن (LFP) و مدلهای قدیمی اسید-سربی میشوند. باتریهای Li-ion به دلیل توانایی قرار دادن توان زیاد در فضای کم، برجسته میشوند و این امر آنها را در شرایطی که فضا محدود است، بسیار مناسب میکند. اما باید صادقانه گفت، این باتریها قیمت بالایی دارند و گاهی اوقات مشکلات ایمنی جدی ناشی از گرمای اضافی را ایجاد میکنند. سپس به LFP میرسیم که در واقع جزء خانواده Li-ion محسوب میشود اما از نظر ایمنی وضعیت بهتری دارد. این باتریها همچنین دوام بیشتری دارند، هرچند که انرژی ذخیره شده در هر واحد حجمی آنها کمتر از باتریهای استاندارد Li-ion است. چه اتفاقی برای باتریهای قدیمی اسید-سربی افتاده است؟ البته، این باتریها ارزان و قابل اعتماد هستند و در بسیاری از شرایط کاربرد دارند، اما عمر طولانی ندارند چرا که طول عمر سیکلی آنها خوب نیست. علاوه بر این، مقدار زیادی سرب در آنها وجود دارد که سبب مشکلات زیستمحیطی میشود. برای کسانی که به دنبال راهحلهای اقتصادی هستند و شارژ معمولاً به ندرت اتفاق میافتد، باتریهای اسید-سربی هنوز جایگاه خود را حفظ کردهاند، هرچند با این معایب.
بازار ذخیره انرژی میتواند بسیار گیجکننده باشد، اما شناختن شرکتهایی که در میان رقبا متمایز هستند، کمک زیادی میکند. به عنوان مثال، Powerwall شرکت تسلا که به خوبی با بیشتر سیستمهای خانه هوشمند کار میکند و عملکرد مناسبی در طول زمان ارائه میدهد. همچنین شرکت LG Chem با سری باتری RESU که در فضاهای کوچک جا میشوند و خیلی از لحاظ کارایی کم نمیآورند. شرکت Enphase نیز با باتریهای LFP مبتنی خود به نام IQ Batteries موجسازی کرده است؛ این باتریها معمولاً در طول چرخههای شارژ دوام بیشتری دارند و ایمنی بهتری نیز در آنها لحاظ شده است. همچنین نباید از شرکتهایی مانند Sonnen یاد نکرد که با سیستمهای انرژی خانگی متصل خود مرزهای جدیدی را در زمینه راهکارهای انرژی سبز فراروی ما گشودهاند؛ در واقع آنها شبکههای کوچک تولید انرژی را درون خانهها ایجاد میکنند که استانداردهای جدیدی برای راهکارهای انرژی پاک تعیین میکنند.
ایمنی باتری در واقع به این بستگی دارد که بدانیم چه گواهیهایی اهمیت بیشتری دارند. استانداردهایی مانند UL، نشان CE و گواهی ISO فقط حروف زیبا روی جعبه نیستند. این گواهیها در واقع به ما میگویند که آیا باتریها حداقل نیازهای ایمنی را دارند، به خوبی کار میکنند و از مقررات زیستمحیطی پیروی میکنند. باتریهای جعلی امروزه یک مشکل بزرگ در بازار است، بنابراین خریداران باهوش به برندهای شناختهشده روی میآورند یا از فروشگاههایی با شهرت خوب خرید میکنند. همیشه به دنبال چیزهای کوچکی مانند شماره سریال باشید که به خوبی روی جعبه چاپ شده باشد. یک تماس سریع یا ایمیل به سازنده میتواند تأیید کند که همه چیز درست باشد. همچنین ابزارهای آنلاینی مانند دایرکتوری گواهیهای UL وجود دارند که به ردیابی گواهیهای واقعی برای انواع مختلف باتریها و مدلهای آنها کمک میکنند.
در بررسی گزینههای ذخیرهسازی انرژی، ظرفیت و قابلیت گسترش بسیار مهم هستند. ظرفیت به این معنی است که باتری چقدر انرژی در خود نگه میدارد و این موضوع تعیین میکند که چقدر طول میکشد تا نیاز به شارژ مجدد داشته باشد. اکثراً این مقدار را با واحد کیلووات ساعت یا به اختصار kWh اندازه میگیرند و ایدهآل است که این عدد با نیازهای فعلی و آینده فرد مطابقت داشته باشد. قابلیت گسترش به شیوهای متفاوت عمل میکند اما به همان اندازه مهم است، زیرا اجازه میدهد سیستم با تغییرات آینده همراه شود، نه اینکه به راهاندازی اولیه محدود شود. به عنوان مثال، سیستم EVERVOLT شرکت پاناسونیک را میتوان نام برد. با این طراحیهای ماژولار، کاربران به سادگی واحدهای اضافی را هنگامی که مصرف انرژی آنها افزایش مییابد به سیستم اضافه میکنند. این انعطافپذیری به خصوص برای شرکتها یا خانههایی که ممکن است تغییرات قابل توجهی در آینده داشته باشند، بسیار مفید است؛ شاید زمانی که شارژ منظم خودروهای الکتریکی را شروع کنند یا تعداد بیشتری صفحه خورشیدی روی سقف نصب کنند. سرمایهگذاری در چیزی که بتواند با نیازهای در حال تغییر همراه شود از نظر مالی هم منطقی است.
درک چرخه عمر باتری امری بسیار مهم است، زیرا میزان دوام باتری و نوع نگهداری مورد نیاز آن در طول زمان را مشخص میکند. به طور کلی، چرخه عمر تعداد دفعات شارژ و دشارژ کامل باتری را قبل از اینکه ظرفیت آن به طور قابل توجهی کاهش یابد، نشان میدهد. این عامل تأثیر زیادی بر عمر کلی باتری دارد و در تعیین اینکه آیا استفاده از باتری از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است، نقش مهمی ایفا میکند. مفهوم دیگری که در این زمینه مهم است، عمق تخلیه یا DoD میباشد. این پارامتر میزان استفاده از ظرفیت باتری در هر چرخه را اندازهگیری میکند. به طور کلی، باتریها عمر بیشتری دارند اگر DoD آنها پایین نگه داشته شود. هنگام انتخاب باتری، انتخاب مدلهایی با چرخه عمر بالا به معنای کارایی انرژی بهتر و نیاز کمتر به تعویض در آینده است. به عنوان مثال، باتریهای لیتیومیونی به دلیل دارا بودن چرخه عمر بالا و ظرفیت مناسب، محبوب شدهاند. این باتریها در شرایطی که نیاز به شارژ و دشارژ مکرر وجود دارد و افت عملکرد زیادی مجاز نیست، به خوبی عمل میکنند و گزینههای متوازنی برای کاربردهایی که به توان مطمئن در طول زمان نیاز دارند، فراهم میکنند.
در نصب و راهاندازی سیستمهای ذخیره انرژی باتری، رتبهبندی ایمنی و نحوه مدیریت حرارت آنها عوامل بسیار مهمی هستند. گواهیهایی مانند UL یا CE در واقع به این معنی هستند که محصول از آزمونهای ایمنی سختگیرانه گذر کرده است، چیزی که در تعامل با شرکتهای بیمه و رعایت مقررات بسیار مهم است. مدیریت حرارت هم چیزی پیشفرض نیست. بدون کنترل مناسب افزایش دما، به خصوص در سیستمهای با ظرفیت بالا، امرار میتواند به سرعت خطرناک شود. باتریهای لیتیومی به ویژه به کنترل دمای مناسب نیاز دارند، چون تمایل به گرم شدن دارند و در صورت عدم نظارت دقیق میتوانند منجر به آتش سوزی شوند. اکثر سیستمهای مدرن امروزی با سنسورهای داخلی دما و روشهای مختلف خنککننده تجهیز شدهاند. این افزودنیها باعث افزایش اطمینان عملیاتی و همچنین افزایش عمر باتریها قبل از نیاز به تعویض میشوند. هر کسی که به دنبال راهحلهای ذخیرهسازی است، باید حتماً بررسی کند که چه نوع ویژگیهای ایمنی به صورت استاندارد در سیستم مورد نظر وجود دارد.
آمادهسازی سایت قبل از نصب سیستمهای ذخیرهسازی انرژی واقعاً اهمیت دارد، اگر بخواهیم همه چیز به خوبی کار کند. محل باید دارای پایههای مناسب باشد تا بتواند وزن تجهیزات را بدون مشکل تحمل کند. جریان هوا در اطراف دستگاهها نیز باید به گونهای باشد که از تجمع گرما جلوگیری شود و همچنین استفاده از محافظت در برابر عوامل جوی نیز منطقی به نظر میرسد. قوانین منطقهای ممکن است نیازمند مدارک خاص یا مجوزهایی از دفاتر محلی دولتی باشند که این موضوع بسته به منطقه متفاوت است. صحبت مستقیم با مقامات شهری درباره انتظاراتشان میتواند در آینده سردرد را کاهش دهد. همچنین باید در نظر گرفت که پنلهای خورشیدی موجود کجا قرار دارند یا فاصله تجهیزات HVAC چقدر است، چون این عوامل در واقع بر عملکرد کل سیستم ذخیرهسازی انرژی در خانهها تأثیر میگذارند.
هنگام نصب یک سیستم ذخیره انرژی، بیشتر مردم خود را در متقاطعی بین استخدام افراد حرفهای و یا انجام کار به صورت خودسرانه (DIY) مییابند. استفاده از افراد حرفهای به این معنی است که فردی با تجربه کار را انجام میدهد و مطمئن میشود تمام قطعات به درستی با هم کار میکنند و عملکرد مطلوب را دارند. کسی نمیخواهد با باتریهایی که به خوبی کار نمیکنند یا بدتر از آن، مشکلات ایمنی در آینده روبرو شود. برای کسانی که اطلاعات فنی اولیه دارند یا فقط میخواهند هزینههای اولیه را کاهش دهند، روش خودساخته نیز میتواند کاربرد داشته باشد. اما باید قبول کنیم که در سیستمهای پیچیده، حتی افراد با تجربه نیز گاهی با مشکلاتی مواجه میشوند. مواردی دیده شده که نصبهای خودسرانه در نهایت به دلیل انجام ندادن صحیح مراحل اولیه، هزینههای بیشتری را به دنبال داشتهاند. در نظر گرفتن تمام این موارد به هر فردی که قصد راهاندازی سیستم خود را دارد کمک میکند تا بهترین تصمیم را بر اساس شرایط خاص خود بگیرد.
در مدیریت بهینه انرژی، بهرهبرداری حداکثری از راهکارهای ذخیرهسازی انرژی باتری اهمیت زیادی دارد. چیزهای ساده نیز موثر هستند - تمیز نگه داشتن ترمینالهای باتری و اطمینان از سلامت کابلها میتواند موجب افزایش طول عمر باتریها و عملکرد بهتر آنها شود. اکثر مراکز باید به صورت منظم بازرسیهای سیستمی خود را انجام دهند تا از کارایی کامل سیستم اطمینان حاصل کنند و مشکلات کوچک را قبل از تبدیل شدن به سردرد بزرگی در آینده شناسایی کنند. نصب یک سیستم نظارت بر عملکرد نیز منطقی است، چرا که این سیستم به اپراتورها دادههای لحظهای ارائه میدهد و این امکان را فراهم میکند تا کاهشهای غیرعادی در عملکرد را قبل از خرابی کامل چیزی شناسایی کنند. همچنین باید به نشانههایی که نشان میدهند خود باتریها دچار مشکل شدهاند توجه کنید. اگر ظرفیت باتری به سرعت کاهش یابد یا الگوهای تخلیه ناپایدار شوند، این موارد پرچمهای قرمزی هستند که باید فوراً بررسی و رفع شوند تا از بروز مشکلات بزرگتر در آینده جلوگیری شود.
در مورد گزینههای ذخیرهسازی باتری فکر میکنید؟ هزینههای پنهانی که همراه این سیستمها هستند را فراموش نکنید. منظور ما بیشتر از هزینه اولیه نصب سیستم است. نگهداری منظم هم مهم است، همچنین اینکه آیا این سیستم واقعاً در بلندمدت موجب صرفهجویی در قبض انرژی میشود. قیمت نصب به میزان قابل توجهی بسته به اندازه سیستم و نوع فناوری به کار رفته در آن تغییر میکند. هزینه نگهداری هم اندک نیست، هرچند که این هزینه باعث میشود سیستم برای مدت بیشتری به خوبی کار کند. خبر خوب این است که سیستمهای بهخوبی نصبشده اغلب هزینههای برق را با تغییر زمان مصرف و اجتناب از ساعات اوج کاهش میدهند. اما معمولاً مسئله عمر سیستم فراموش میشود. قطعات در نهایت فرسوده میشوند، پس دانستن زمانی که باید قطعات تعویض شوند، تفاوت زیادی در این مسئله ایجاد میکند که آیا این سرمایهگذاری از نظر مالی در بلندمدت بهصرفه است یا نه.
برای افرادی که به دنبال بررسی سیستمهای ذخیره انرژی باتری هستند، یارانهها و مقررات مالیاتی دولتی امکانهای واقعی صرفهجویی مالی را فراهم میکنند. در واقع این روزها انگیزههای مختلف زیادی وجود دارد، از جمله مقررات مالیاتی فدرال و همچنین یارانههای مختلفی که در سطح ایالتی ارائه میشوند و واقعاً هزینههای افراد را برای نصب این سیستمها کاهش میدهند. دسترسی به بیشتر این یارانهها معمولاً نیازمند ارائه مدرکی است که نشان دهد نصب مطابق با استانداردهای مشخصی انجام شده و تمامی کاغذهای لازم نیز تحویل داده شده باشند. هدف کلی این برنامههای مالی بسیار روشن است - قصد دارند تا جذب بیشتر افراد به سمت استفاده از راهکارهای انرژی تجدیدپذیر را تسهیل کنند، که این موضوع منطقی است چرا که در غیر این صورت بسیاری از مردم ذخیره انرژی را بسیار گران و غیرقابل توجیه میدیدند. و حقیقتاً هر کسی که به این موضوعات فکر میکند، میخواهد بداند که سرمایهش در نهایت بازخواهد گشت. این انگیزهها قطعاً به کاهش زمان انتظار برای بازگشت سرمایه کمک میکنند و این موضوع باعث میشود استفاده از ذخیره انرژی به لحاظ مالی بسیار جذابتر به نظر برسد.
هنگام فکر کردن به اینکه آیا در ذخیرهسازی انرژی سرمایهگذاری کنید یا نه، درک اینکه در طول زمان چقدر هزینه پسانداز خواهید کرد بسیار مهم است. اکثر افراد با محاسبه میزان کاهش هزینه برق خانوار خود هنگام ذخیرهسازی انرژی به جای خرید کل آن از شبکه، صرفهجوییهای مالی را برآورد میکنند. این روش بهویژه زمانی خوب عمل میکند که خانوارها مصرف برق خود را به ساعات ارزانتر روز منتقل کنند. اگر کسی میخواهد بداند که این کار از نظر مالی منطقی است یا خیر، باید پیشبینی کند که قیمت برق در سالهای آینده چه تغییری خواهد کرد. به عنوان مثال، خانوادههایی که سیستمهای ذخیرهسازی را نصب میکنند، بسیاری از آنها متوجه میشوند که در برابر افزایش مداوم نرخهای برق در آینده در امان هستند و این امر به صرفهجویی قابل توجهی در آینده خواهد انجامید. ما شواهد زیادی دیدهایم که افراد به دلیل کاهش چشمگیر هزینههای ماهانهشان، هزینه اولیه سیستم را تنها در سه یا چهار سال بازگرداندهاند. بررسی هم اعداد و هم داستانهای واقعی به هر کسی که قصد دارد این سیستمها را تهیه کند کمک میکند تا بفهمد که در بلندمدت این سرمایهگذاری از نظر مالی برایش بهخوبی جواب خواهد داد یا نه.