آیا ذخیره‌سازی انرژی خانگی ارزش دارد؟

سوال اینکه آیا سیستم ذخیره‌سازی انرژی خانگی ارزش سرمایه‌گذاری دارد یا خیر، به نرخ برق، تنظیمات سلول‌های خورشیدی، الگوهای مصرف و نیاز به تأمین برق پشتیبان بستگی دارد. پاسخ جهانی و یکسانی برای این سوال وجود ندارد، اما تحلیل ساختاریافته‌ای از هزینه‌ها، صرفه‌جویی‌ها و بازده سرمایه‌گذاری می‌تواند به مالکان خانه کمک کند تا تصمیمی آگاهانه اتخاذ کنند. این مقاله عوامل مالی و عملی را که ارزش ذخیره‌سازی باتری در مقیاس مسکونی را تعیین می‌کنند، بررسی می‌کند.

صرفه‌جویی در قبض برق

یک سیستم ذخیره‌سازی انرژی خانگی با کاهش مصرف در ساعات اوج و بهینه‌سازی مصرف خودی انرژی خورشیدی، قبض برق را کاهش می‌دهد. با شارژ باتری در ساعات غیراوج یا از طریق پنل‌های خورشیدی و تخلیه آن در ساعاتی که نرخ برق بالاتر است، صاحبان خانه می‌توانند نرخ مؤثر برق مصرفی خود را کاهش دهند. برای خانواده‌هایی که از طرح‌های تعرفه زمان‌بندی‌شده استفاده می‌کنند و تفاوت قابل توجهی بین نرخ ساعت اوج و غیراوج وجود دارد، صرفه‌جویی حاصل بیشتر خواهد بود. در مناطقی که سیاست‌های تراز خالص (Net Metering) جبران کمی برای انرژی خورشیدی اضافی ارسال‌شده به شبکه پیش‌بینی می‌کنند، ذخیره‌سازی انرژی خورشیدی اضافی در باتری برای مصرف شخصی ارزش بیشتری نسبت به ارسال آن به شبکه دارد.

کاهش بار اوج و کاهش هزینه‌های تقاضا

کاهش اوج مصرف، حداکثر توان دریافتی از شبکه را در دوره‌های پر هزینه کاهش می‌دهد. برای مشترکان خانگی که تحت طرح‌های نرخ‌گذاری مبتنی بر تقاضا قرار دارند، تخلیه انرژی ذخیره‌شده در باتری در زمان‌های اوج مصرف، بخش «هزینه تقاضا» صورتحساب برق را کاهش می‌دهد. باتری لیتیوم-آهن-فسفات (LiFePO4) با بیش از ۶۰۰۰ چرخه شارژ و عمر خدماتی بیش از ۱۰ سال، عمر عملیاتی کافی برای بازیابی سرمایه اولیه از طریق صرفه‌جویی‌های تجمعی حاصل از کاهش اوج مصرف را فراهم می‌کند. مقاومت این باتری در برابر واکنش‌های حرارتی نامطلوب (Thermal Runaway) در دماهای بالاتر از ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد و درجه حفاظت IP65، ایمنی عملیات آن را در طول کل دوره خدمات تضمین می‌کنند.

بهبود نرخ مصرف خودی انرژی خورشیدی

برای خانه‌هایی که دارای نصب‌های خورشیدی روی سقف یا سایه‌بان‌های خورشیدی اتومبیل هستند، سیستم ذخیره‌سازی باتری به‌طور قابل‌توجهی نرخ مصرف خودی انرژی خورشیدی را افزایش می‌دهد. در صورت عدم استفاده از سیستم ذخیره‌سازی، انرژی خورشیدی اضافی تولید‌شده در طول روز یا به شبکه صادر می‌شود و با نرخ پایین تعرفه تغذیه به شبکه پرداخت می‌گردد یا از بین می‌رود. با استفاده از باتری دیواری ۵٫۱۲ کیلووات‌ساعتی در هر ماژول، صاحبان خانه می‌توانند اضافی‌ترین انرژی خورشیدی تولید‌شده در طول روز را ذخیره کرده و آن را در ساعات شامگاهی مصرف کنند و بدین ترتیب جایگزین برق شبکه شوند که در نرخ تمام‌فروش محاسبه می‌شود. نصب‌شده در مالدیو که سالانه ۱۵ میلیون کیلووات‌ساعت انرژی تولید می‌کند و مصرف ۵۰ تن دیزل را در سال کاهش می‌دهد، نشان‌دهنده این است که ترکیب خورشیدی-ذخیره‌سازی چگونه وابستگی به سوخت‌های فسیلی را در مقیاس بزرگ کاهش می‌دهد.

ارزش تأمین برق اضطراری

ارزش منبع تأمین برق پشتیبان به فراوانی و مدت زمان قطعی‌های برق در منطقه و همچنین حیاتی بودن بارهایی که باید به‌صورت مداوم در حال کار باشند، بستگی دارد. برای خانه‌هایی که از تجهیزات پزشکی، پمپ چاه یا کسب‌وکارهای خانگی استفاده می‌کنند، حتی چند ساعت تأمین برق پشتیبان می‌تواند از هزینه‌ها و ناراحتی‌های قابل توجهی جلوگیری کند. واحدهای ذخیره‌سازی انرژی نصب‌شده روی دیوار با ظرفیت ماژولار ۵٫۱۲ کیلووات‌ساعت می‌توانند بارهای ضروری را به‌مدت ۴ تا ۸ ساعت تغذیه کنند. سیستم‌های قابل جابجایی به‌شکل میز غلطان با محدوده ظرفیت ۲ تا ۲۰ کیلووات‌ساعت، تأمین برق پشتیبان گسترده‌تری را برای قطعی‌های طولانی‌تر فراهم می‌کنند. نصب بیش از ۳۰٬۰۰۰ واحد در آلمان، استرالیا و ژاپن بدون هیچ حادثه‌ای در زمینه ایمنی، قابلیت اطمینان فناوری لیتیوم آهن فسفات (LiFePO4) را برای کاربردهای پشتیبانی تأیید می‌کند.

طول عمر باتری و هزینه کل مالکیت

کل هزینه‌ی مالکیت یک سیستم ذخیره‌سازی انرژی خانگی شامل قیمت اولیه‌ی خرید، نصب و هرگونه هزینه‌ی جایگزینی در طول عمر سیستم می‌شود. باتری‌های LiFePO4 با بیش از ۶۰۰۰ چرخه و عمر خدماتی بیش از ۱۰ سال، فراوانی جایگزینی را در مقایسه با باتری‌های NMC که تنها ۲۰۰۰ تا ۳۰۰۰ چرخه ارائه می‌دهند، کاهش می‌دهند. در دوره‌ی ۱۵ ساله، یک سیستم NMC ممکن است نیاز به ۲ تا ۳ بار جایگزینی باتری داشته باشد، در حالی که سیستم LiFePO4 همچنان با ماژول‌های اصلی خود ادامه می‌دهد. این مزیت طول عمر، دلیل اصلی توجیه مالی هزینه‌ی اولیه‌ی بالاتر شیمی LiFePO4 است.

مواردی که ذخیره‌سازی انرژی خانگی ممکن است ارزش آن را نداشته باشد

سیستم ذخیره‌سازی انرژی خانگی ممکن است در برخی سناریوها بازده مثبتی نداشته باشد: خانه‌های واقع در مناطقی که نرخ برق ثابت است و سیستم تعرفه‌بندی مبتنی بر زمان مصرف وجود ندارد، املاکی که فاقد پنل‌های خورشیدی هستند و باتری تنها می‌تواند در شب از شبکه شارژ شود، و مناطقی با قابلیت اطمینان بسیار بالای شبکه برق که قطعی‌ها بسیار نادر هستند. علاوه بر این، اگر سیاست محلی صرفه‌جویی خالص (Net Metering) جبران کامل انرژی خورشیدی ارسالی به شبکه را با نرخ خرده‌فروشی ارائه دهد، سود مالی حاصل از ذخیره‌سازی محلی انرژی خورشیدی کاهش می‌یابد. صاحبان خانه باید دوره بازگشت سرمایه خود را پیش از انجام نصب محاسبه کنند.

سوالات متداول

پرسش: عمر سیستم ذخیره‌سازی انرژی خانگی چقدر است؟

پاسخ: باتری‌های لیتیوم-آهن-فسفات (LiFePO4) حداقل ۶۰۰۰ دوره شارژ/دشارژ را تحمل می‌کنند و عمر خدماتی آن‌ها از ۱۰ سال بیشتر است. در طول یک دوره ۱۵ ساله، ماژول‌های LiFePO4 معمولاً از باتری‌های NMC پایدارتر هستند که نیازمند ۲ تا ۳ بار تعویض در این مدت می‌باشند.

پرسش: دوره بازگشت سرمایه برای ذخیره‌سازی باتری خانگی چقدر است؟

الف: دوره بازگشت سرمایه به ساختار نرخ برق، تنظیمات سیستم خورشیدی و الگوهای مصرف بستگی دارد. خانه‌هایی که از قیمت‌گذاری مبتنی بر زمان استفاده می‌کنند و صفحات خورشیدی دارند، معمولاً دوره بازگشت سرمایه سریع‌تری نسبت به خانه‌هایی با نرخ ثابت و بدون صفحات خورشیدی تجربه می‌کنند.

پ: آیا باتری‌های لیتیوم-آهن-فسفات (LiFePO4) از سایر انواع باتری‌ها برای استفاده در خانه ایمن‌تر هستند؟

الف: باتری‌های لیتیوم-آهن-فسفات (LiFePO4) مقاومت بالایی در برابر فرار حرارتی در دماهای بالاتر از ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد دارند، در حالی که این دما برای سلول‌های NMC حدود ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد است. این حاشیه ایمنی بالاتر، استفاده از باتری‌های LiFePO4 را برای نصب در محیط‌های داخلی و خارجی مسکونی مناسب می‌سازد.