لماذا بناء البطاريات السكنية؟

يعد تخزين الكهرباء مكونًا رئيسيًا في أي مسار معقول تقريبًا إلى انبعاثات غازات الدفيئة الصافية الصافية. نماذج Bloombergnef مسار لنقل العالم إلى انبعاثات صافية الصفر بحلول عام 2050 ، وذلك باستخدام نسخة احتياطية من الطاقة الشمسية والرياح والبطارية (الشكل 3). يتطلب ذلك تثبيت 722 جيجاوات من البطاريات في جميع أنحاء العالم بحلول عام 2030 ، بزيادة من 36 جيجاوات في نهاية 2022 ، و 2.8TW من البطاريات بحلول عام 2050.

من المتوقع أن تكون البطاريات السكنية مساهمًا رئيسيًا في سعة التخزين اللازمة لتحويل الطلب على الكهرباء إلى فترات زمنية من توليد الكهرباء المتجددة المرتفعة. على مستوى الأسرة ، تتقاضى بطارية الشحنات في النهار الذي يتم فيه إنشاء الطاقة الشمسية أكثر من ذلك ، وتصريفات في وقت لاحق عندما يكون هناك عادة طلب أعلى. تفيد أنماط الشحن والتصريف العملاء الذين يرغبون في زيادة استهلاكهم للطاقة الشمسية. يمكنهم أيضًا خفض فواتير المستهلكين ، على افتراض أن المستهلكين هم على تعريفة وقت الاستخدام. تترجم فوائد أنماط الشحن والتفريغ هذه إلى أسواق الطاقة عن طريق تسطيح الحمل الكلي أو 'منحنى البط' الذي يظهر في اختراقات شمسية عالية (الشكل 4). أمثلة على 'منحنى البط' موجود بالفعل في العديد من الأسواق مثل هاواي وكاليفورنيا في الولايات المتحدة وجنوب أستراليا وحتى في يوم مشمس في هولندا أو إسبانيا.

تتمتع البطاريات السكنية أيضًا ببعض الفوائد المهمة للشبكات المحلية ، مما يساعد على حل التحديات التي يقدمها النمو السريع لموارد الطاقة الموزعة مثل السيارات الشمسية والكهربائية (EVs). سوف تتصل الآلاف أو حتى الملايين من أنظمة الطاقة الشمسية السكنية وشواحن EV بشبكات لم يتم بناؤها لدعم الأحمال الفورية العالية مثل شحن EV أو تدفق الكهرباء في الاتجاه المعاكس عندما ترسل أنظمة الطاقة الشمسية السكنية إلى الشبكة. في هاواي على سبيل المثال ، يحدث تدفق الطاقة العكسي في أكثر من نصف المحطات الفرعية. نظرًا لأن هذه الشبكات المحلية أصبحت مزدحمة ومتوتر ، يحتاج مشغلي الشبكات إلى إيجاد طرق جديدة لإدارة الجهد والحرارة أو ترقية الشبكة لتجنب القوات المستقبلية. يتمثل أحد البديل لمشغلي الشبكات التي تقوم باستثمارات كبيرة في الشبكة في استخدام موارد الطاقة الموزعة المرنة مثل البطاريات السكنية ، على الرغم من أن الهياكل الخاصة بتعويض أصحابها لتوفير المرونة في المستقبل حيث تلعب موارد الطاقة الموزعة المرنة دورًا أكثر نشاطًا في دعم الشبكة ، يمكن أن تتمتع البطاريات السكنية بميزة على موارد الطاقة الموزعة الأخرى مثل المركبات الكهربائية. لا تتطلب البطاريات السكنية للمستهلكين تغيير سلوكهم بنشاط وضبط الراحة في المنزل إذا كانت الشبكة تتطلب مثل هذا التغيير خلال الساعات الحرجة. يمكن برمجة البطاريات للاستجابة والتفريغ تلقائيًا ، في حين أن التغييرات في موارد الطاقة الموزعة الأخرى في المنزل قد تؤدي إلى تغييرات طفيفة في درجة حرارة المنزل أو أنماط السفر ، أو التعديلات على جداول الأفراد. 

يجب أن تنظر قرارات السياسة حول كيفية دعم امتصاص البطارية السكنية في هذه الفوائد لنظام الطاقة الأوسع بالإضافة إلى فوائد العملاء الأفراد. على الرغم من أن البطاريات السكنية اليوم قد لا توفر فائدة اقتصادية واضحة للفرد ، إلا أنها يجب أن تكون جزءًا أساسيًا من التخطيط على المدى الطويل ويمكن أن تلعب دورًا رئيسيًا في إزالة الكربون.