Κάτω από το κύμα μετασχηματισμού ενέργειας και την περιβαλλοντική ευαισθητοποίηση, τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας των νοικοκυριών εισέρχονται σταδιακά εκατομμύρια νοικοκυριά και καθιστώντας βασικό εξοπλισμό για την επίτευξη πράσινης και ευφυούς κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας. Δεν μπορεί μόνο να βελτιστοποιήσει το κόστος ηλεκτρικής ενέργειας των νοικοκυριών, αλλά και να βελτιώσει τη σταθερότητα της ηλεκτρικής ενέργειας, να βοηθήσει τα νοικοκυριά να συμμετέχουν στην ενεργειακή επανάσταση και να ανοίξουν μια νέα εμπειρία ηλεκτρικής ενέργειας.
1 Σύνθεση και αρχή λειτουργίας του συστήματος αποθήκευσης ενέργειας των νοικοκυριών
Το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας στο σπίτι αποτελείται κυρίως από πακέτα μπαταριών, αμφίδρομους μετατροπείς, συστήματα διαχείρισης μπαταριών (BMS), συστήματα διαχείρισης ενέργειας (EMS) και συναφή αξεσουάρ. Καθώς ο πυρήνας της αποθήκευσης ενέργειας, οι μπαταρίες περιλαμβάνουν συνήθως μπαταρίες μολύβδου-οξέος, μπαταρίες λιθίου κλπ. Μεταξύ αυτών, οι μπαταρίες λιθίου έχουν γίνει η κύρια επιλογή για τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας στο σπίτι λόγω της υψηλής ενεργειακής πυκνότητας τους, της μακράς διάρκειας ζωής και του χαμηλού ποσοστού εκφόρτισης. Ο αμφίδρομος μετατροπέας είναι υπεύθυνος για την αμφίδρομη μετατροπή μεταξύ της ισχύος DC της μπαταρίας και της ισχύος AC της οικιακής ηλεκτρικής ενέργειας, εξασφαλίζοντας αποτελεσματική αποθήκευση και απελευθέρωση ηλεκτρικής ενέργειας.
Το σύστημα διαχείρισης της μπαταρίας είναι σαν τον "έξυπνο εγκέφαλο" του συστήματος αποθήκευσης ενέργειας, την παρακολούθηση της τάσης, του ρεύματος, της θερμοκρασίας, της κατάστασης φορτίου (SOC) και των παραμέτρων κατάστασης υγείας (SOH) κάθε κυττάρου στην μπαταρία σε πραγματικό χρόνο, ελέγχοντας με ακρίβεια τη διαδικασία φόρτισης και εκφόρτισης της μπαταρίας και εξασφαλίζοντας την ασφαλή και σταθερή λειτουργία της μπαταρίας. Το σύστημα διαχείρισης ενέργειας είναι ο "διοικητής" ολόκληρου του συστήματος, το οποίο κατανέμεται έξυπνα ηλεκτρική ενέργεια που βασίζεται σε παράγοντες όπως η ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας των νοικοκυριών, οι πολιτικές τιμολόγησης ηλεκτρικής ενέργειας και η φωτοβολταϊκή παραγωγή ενέργειας για την επίτευξη της βέλτιστης χρήσης ενέργειας.
Οι τρόποι εργασίας των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας στο σπίτι είναι ευέλικτοι και ποικίλοι. Σε περιοχές με σημαντικές τιμές ηλεκτρικής ενέργειας αιχμής και κοιλάδων, το σύστημα μπορεί να χρεώσει κατά τη διάρκεια των χαμηλών περιόδων τιμών ηλεκτρικής ενέργειας και στην εκκένωση κατά τη διάρκεια των περιόδων αιχμής για χρήση των νοικοκυριών, μειώνοντας έτσι το κόστος ηλεκτρικής ενέργειας. Εάν ένα νοικοκυριό εγκαθιστά ηλιακά φωτοβολταϊκά πάνελ, η υπερβολική ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από το φωτοβολταϊκό σύστημα κατά τη διάρκεια της ημέρας μπορεί να αποθηκευτεί στο πακέτο της μπαταρίας και να κυκλοφορήσει τη νύχτα ή όταν υπάρχει ανεπαρκές φως, επιτυγχάνοντας αυτάρκεια στην ενέργεια των οικιακών. Όταν το δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας βιώνει διακοπή ρεύματος, το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας στο σπίτι μπορεί να μεταβεί αυτόματα σε λειτουργία εκτός πλέγματος, παρέχοντας δύναμη έκτακτης ανάγκης στα νοικοκυριά και εξασφαλίζοντας την κανονική λειτουργία του κρίσιμου ηλεκτρικού εξοπλισμού.
2 Τα βασικά πλεονεκτήματα των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας στο σπίτι
(1) Μειώστε το κόστος ηλεκτρικής ενέργειας
Μέσα από το Peak Valley Price Price Arbitrage και την αυτο -χρήση, τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας των νοικοκυριών μπορούν να μειώσουν σημαντικά το κόστος ηλεκτρικής ενέργειας. Λαμβάνοντας μια οικογένεια στη Γερμανία ως παράδειγμα, μετά την εγκατάσταση ενός συστήματος αποθήκευσης οικιακής ενέργειας 5kWh, σε συνδυασμό με τις τοπικές πολιτικές τιμολόγησης κορυφής και κοιλάδων και φωτοβολταϊκής παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, περίπου το 30% των λογαριασμών ηλεκτρικού ρεύματος μπορούν να εξοικονομηθούν ετησίως και η περίοδος αποζημίωσης επενδύσεων είναι περίπου 5-7 χρόνια. Σε ορισμένες περιοχές της Κίνας, με τη σταδιακή διεύρυνση της διαφοράς τιμής ηλεκτρικής ενέργειας Peak Valley, τα οικονομικά οφέλη των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας των νοικοκυριών έχουν γίνει ολοένα και πιο εμφανή.
(2) Βελτιώστε την ηλεκτρική σταθερότητα
Για περιοχές με ασταθή δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας ή συχνές διακοπές ρεύματος, τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας στο σπίτι μπορούν να χρησιμεύσουν ως αξιόπιστη πηγή τροφοδοσίας αντιγράφων ασφαλείας. Όταν διακόπτεται η ισχύς του δικτύου, το σύστημα μπορεί να μεταβεί σε λειτουργία τροφοδοσίας εκτός πλέγματος εντός χιλιοστών του δευτερολέπτου, παρέχοντας συνεχή ισχύ σε βασικό εξοπλισμό, όπως ψυγεία, φωτισμό, δρομολογητές κλπ.
(3) Προώθηση της πράσινης κατανάλωσης ενέργειας
Ο συνδυασμός συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας των νοικοκυριών με πηγές ανανεώσιμης ενέργειας, όπως η κατανεμημένη παραγωγή φωτοβολταϊκής ενέργειας και η παραγωγή αιολικής ενέργειας μικρής κλίμακας, μπορούν να αυξήσουν αποτελεσματικά το ποσοστό της κατανάλωσης καθαρής ενέργειας. Οι χρήστες των νοικοκυριών δεν μπορούν μόνο να επιτύχουν την ενεργειακή αυτάρκεια και να μειώσουν την εξάρτηση από τα παραδοσιακά ορυκτά καύσιμα, αλλά και να τροφοδοτούν την υπερβολική πράσινη ηλεκτρική ενέργεια στο δίκτυο, να συμβάλλουν στη διατήρηση της ενέργειας και στη μείωση των εκπομπών και να προωθήσουν τον πράσινο μετασχηματισμό της ενεργειακής δομής.
3 σενάρια εφαρμογών και περιπτώσεις συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας στο σπίτι
Στις ευρωπαϊκές και αμερικανικές χώρες, τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας των νοικοκυριών έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως. Στην Καλιφόρνια, το ηλεκτρικό δίκτυο συχνά αντιμετωπίζει δυσλειτουργίες λόγω φυσικών καταστροφών όπως οι πυρκαγιές. Πολλά νοικοκυριά μπορούν ακόμα να διατηρούν βασική οικιακή ηλεκτρική ενέργεια κατά τη διάρκεια διακοπών ρεύματος ακόμη και μετά την εγκατάσταση συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας. Το προϊόν αποθήκευσης ενεργειακής ενέργειας Home της Tesla, με το κομψό εξωτερικό σχεδιασμό, το έξυπνο σύστημα διαχείρισης και την αξιόπιστη απόδοση, έχει γίνει μια δημοφιλής επιλογή στην αγορά αποθήκευσης ενέργειας στο σπίτι των ΗΠΑ. Η χωρητικότητά του είναι 13,5 kWh, η οποία μπορεί να καλύψει τις ανάγκες έκτακτης ανάγκης ηλεκτρικής ενέργειας των συνηθισμένων νοικοκυριών για αρκετές ώρες. Οι χρήστες μπορούν επίσης να παρακολουθούν τα δεδομένα κατάστασης λειτουργίας και κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας του συστήματος αποθήκευσης ενέργειας σε πραγματικό χρόνο μέσω μιας εφαρμογής για κινητά.
Στην Κίνα, με την προώθηση του στόχου "διπλού άνθρακα", αναδύονται σταδιακά συστήματα αποθήκευσης ενέργειας. Σε περιοχές όπως το Zhejiang και το Jiangsu, ορισμένα αγροτικά νοικοκυριά συνδυάζουν τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας των νοικοκυριών τους με φωτοβολταϊκά στον τελευταίο όροφο. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, η φωτοβολταϊκή ισχύς αποθηκεύεται σε μπαταρίες και χρησιμοποιείται για φωτισμό και οικιακές συσκευές τη νύχτα. Η υπερβολική ηλεκτρική ενέργεια πωλείται στο διαδίκτυο, επιτυγχάνοντας πράσινη κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας και αυξάνοντας το εισόδημα των νοικοκυριών. Επιπλέον, σε ορισμένα έργα οικιακής και βίλας υψηλής ποιότητας, τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας στο σπίτι ευνοούνται όλο και περισσότερο από τους καταναλωτές ως σημαντική διαμόρφωση για τη βελτίωση της ποιότητας του διαβίωσης και του επιπέδου νοημοσύνης.
4 τάσεις και προκλήσεις ανάπτυξης
Στο μέλλον, τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας στο σπίτι θα αναπτυχθούν προς υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα, χαμηλότερο κόστος και μεγαλύτερη νοημοσύνη. Οι συνεχείς ανακαλύψεις σε νέες τεχνολογίες μπαταριών, όπως οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης και οι μπαταρίες ιόντων νατρίου αναμένεται να ενισχύσουν περαιτέρω την απόδοση και την ασφάλεια των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας και να μειώσουν το κόστος. Ταυτόχρονα, με τη βαθιά ενσωμάτωση τεχνολογιών, όπως το Διαδίκτυο των πραγμάτων και η τεχνητή νοημοσύνη, τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας στο σπίτι θα επιτύχουν διασυνδέσεις με έξυπνες οικιακές συσκευές, βελτιστοποιούν αυτόματα τις στρατηγικές διαχείρισης ενέργειας με βάση τις ζωντανές συνήθειες και τις ανάγκες ηλεκτρικής ενέργειας των μελών της οικογένειας και παρέχουν πιο βολικές και ευφυείς εμπειρίες ηλεκτρικής ενέργειας.
Ωστόσο, η ανάπτυξη συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας στο σπίτι αντιμετωπίζει επίσης ορισμένες προκλήσεις. Επί του παρόντος, το αρχικό επενδυτικό κόστος των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας των νοικοκυριών είναι σχετικά υψηλό και παρόλο που ορισμένες περιοχές έχουν πολιτικές επιδότησης, εξακολουθεί να υπάρχει κάποια οικονομική πίεση για τα συνηθισμένα νοικοκυριά. Επιπλέον, τα πρότυπα και οι κανονισμοί της βιομηχανίας δεν είναι ακόμη τέλειοι και η ποιότητα των προϊόντων ποικίλλει σε μεγάλο βαθμό στην αγορά, καθιστώντας δύσκολο για τους καταναλωτές να επιλέξουν προϊόντα. Ταυτόχρονα, η διαχείριση αλληλεπίδρασης μεταξύ των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας των νοικοκυριών και του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας πρέπει επίσης να τυποποιηθεί περαιτέρω για να εξασφαλιστεί η ασφαλής και σταθερή λειτουργία του ηλεκτρικού δικτύου.
Ως σημαντική συσκευή για την επίτευξη πράσινης και ευφυούς κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας στα νοικοκυριά, τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας στο σπίτι έχουν ευρείες προοπτικές ανάπτυξης. Με τις τεχνολογικές εξελίξεις, τις μειώσεις του κόστους και την υποστήριξη της πολιτικής, θα διαδραματίσει όλο και πιο σημαντικό ρόλο στην ενεργειακή μετάβαση και τη διαχείριση της ενέργειας των νοικοκυριών, συμβάλλοντας στην κατασκευή ενός καθαρού, χαμηλής άνθρακα, ασφαλούς και αποτελεσματικού ενεργειακού συστήματος.