كيف يتم اختيار النظام الكهروضوئي للاستخدام الذاتي-في المصنع؟

الأهداف الأساسية لنظام تخزين الطاقة الكهروضوئية للاستخدام الذاتي-في المصنع هي زيادة الاستهلاك الذاتي-من الطاقة الكهروضوئية، وتقليل تكاليف الكهرباء، وضمان إمدادات طاقة مستقرة، وتلبية متطلبات الامتثال ESG (البيئية والاجتماعية والحوكمة). وتتمثل اهتماماتها الرئيسية في سياسات تسعير الكهرباء، ومعايير الاتصال بالشبكة، وشهادات السلامة، والامتثال لضريبة الكربون.

الموضع الأساسي: الاستهلاك-الذاتي أولاً، مع مراعاة الأهداف المتعددة

إن اختيار عامل تخزين الطاقة الكهروضوئية للاستهلاك الذاتي-هو في الأساس تقارب لثلاثة احتياجات: "استقلال الطاقة + التحكم في التكلفة + الامتثال للبيئة"، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص للسيناريوهات التالية:

المناطق ذات أسعار الكهرباء المرتفعة للشبكة والاختلافات الكبيرة في أسعار الذروة-(على سبيل المثال، أوروبا وأمريكا الشمالية)؛

المناطق التي تعاني من ضعف موثوقية الشبكة وانقطاع التيار الكهربائي المتكرر (على سبيل المثال، بعض دول جنوب شرق آسيا وأفريقيا)؛

-المصانع الموجهة للتصدير والتي تواجه ضرائب وتعريفات الكربون (على سبيل المثال، الشركات في الاتحاد الأوروبي وتلك المشاركة في سلاسل التوريد الدولية).

منطق تشغيل النظام: تعطي الخلايا الكهروضوئية الأولوية لتشغيل أحمال المصنع ← يتم تخزين الطاقة الزائدة في البطاريات ← تفريغ تخزين الطاقة عندما تكون الطاقة الكهروضوئية غير كافية/أثناء ذروة الطلب على الكهرباء ← يتم شراء الكهرباء من الشبكة فقط عندما يتم استنفاد تخزين الطاقة وعدم إخراج الطاقة الكهروضوئية، مما يؤدي إلى تحقيق "التوليد الذاتي-} والاستهلاك الذاتي- بالكامل، وتخزين فائض الطاقة،" مع مبيعات قليلة جدًا من الكهرباء إلى الشبكة (في بعض البلدان، تكون عملية بيع الكهرباء معقدة أو السعر منخفض للغاية).

المكونات الأساسية للنظام ومتطلبات الامتثال الخارجية

مكونات الأجهزة الخاصة بالأنظمة الكهروضوئية التجارية هي نفسها بشكل أساسي (المصفوفة الكهروضوئية + بطارية تخزين الطاقة + BMS + PCS + EMS + الشبكة-المتصلة/المتوقفة-جهاز تبديل الشبكة)، ولكن البلدان أو المناطق المختلفة لديها متطلبات صارمة لشهادة المنتج ومعايير السلامة، وهي متطلبات أساسية للتنفيذ:

القيمة الأساسية: "فوائد الامتثال للكربون"

انخفاض تكاليف الكهرباء (المحرك الأساسي): تتمتع معظم البلدان بآليات تسعير وقت النضج-ل-الاستخدام، مما يؤدي إلى اختلافات كبيرة في أسعار الذروة- (على سبيل المثال، أسعار الذروة للكهرباء في كاليفورنيا أعلى بمقدار 3-4 مرات من الأسعار خارج فترة الذروة-، وفي ألمانيا، يكون فرق سعر الذروة للكهرباء الصناعية أكثر من مرتين).

يتم شحن أنظمة تخزين الطاقة خارج-ساعات الذروة/عندما تكون الطاقة الشمسية وفيرة، ويتم تفريغها خلال ساعات الذروة لاستبدال مشتريات طاقة الشبكة، مما يؤدي بشكل مباشر إلى تقليل تكاليف الكهرباء في المصنع بنسبة 15%-40% (اعتمادًا على فرق سعر الذروة-في الوادي وكمية الطاقة الشمسية المثبتة). وبالنسبة للمصانع كثيفة الاستهلاك للطاقة (مثل الصناعات المعدنية والتصنيع وتجهيز الأغذية)، فإن انخفاض تكاليف الكهرباء يكون أكثر أهمية.

ضمان إمدادات الطاقة المستقرة وتجنب خسائر الإنتاج: تعاني جنوب شرق آسيا وأفريقيا ومناطق أخرى من البنية التحتية الضعيفة للشبكة وانقطاع التيار الكهربائي المتكرر. يمكن أن يؤدي انقطاع التيار الكهربائي لمرة واحدة إلى خسائر في المصانع تصل إلى عشرات أو حتى مئات الآلاف من الدولارات الأمريكية.

يمكن أن تعمل أنظمة تخزين الطاقة الشمسية كطاقة احتياطية في حالات الطوارئ، حيث يتم التبديل إلى وضع إيقاف الشبكة-بالمللي ثانية أثناء انقطاع الشبكة، مما يضمن التشغيل المستمر لخطوط الإنتاج الأساسية، والمعدات الدقيقة، والتخزين البارد، والأحمال الهامة الأخرى. ستتبنى بعض المصانع نموذج شبكة صغيرة هجينة يجمع بين الطاقة الشمسية وتخزين الطاقة ومولدات الديزل لتحسين موثوقية إمدادات الطاقة.

يعد تلبية الامتثال للمعايير البيئية والاجتماعية والحوكمة وتخفيف مخاطر ضريبة الكربون أحد الاحتياجات الأساسية للمصانع في الخارج (خاصة-المؤسسات الموجهة نحو التصدير):

تتطلب آلية تعديل حدود الكربون في الاتحاد الأوروبي (CBAM) أن يتم حساب البصمة الكربونية للمنتجات الصناعية المستوردة. يمكن أن يؤدي استخدام تخزين الطاقة الشمسية للاستخدام الذاتي-إلى تقليل كثافة انبعاثات الكربون في عملية الإنتاج وتجنب دفع تعريفات الكربون العالية؛

في عمليات تدقيق سلسلة التوريد للشركات المتعددة الجنسيات، يعد "استخدام الطاقة المتجددة" عنصرًا مهمًا في التقييم. يمكن لتخزين الطاقة الشمسية أن يساعد المصانع على الدخول في أنظمة سلسلة التوريد للشركات الرائدة؛

تقدم بعض البلدان إعفاءات ضريبية للشركات التي تستخدم الطاقة المتجددة (مثل الائتمان الضريبي للاستثمار الفيدرالي في الولايات المتحدة (ITC) ودعم الطاقة المتجددة في الاتحاد الأوروبي).

تقليل الاستثمار في توسيع الشبكة: تعد عملية التقدم بطلب توسيع الشبكة للمصانع الخارجية عملية معقدة وتستغرق وقتًا-ومكلفة ومكلفة (على سبيل المثال، يمكن أن تصل تكاليف التوسعة في بعض أجزاء أوروبا إلى عشرات الآلاف من الدولارات الأمريكية لكل ميجاوات). يمكن لأنظمة تخزين الطاقة أن تصل إلى ذروة-الحلاقة والملء-، مما يقلل من الحد الأقصى لحمل الكهرباء في المصنع وتجنب الحاجة إلى التقدم بطلب لتوسيع الشبكة بسبب إضافة خطوط إنتاج جديدة.

اعتبارات الاختيار والسياسة لأنظمة تخزين الطاقة الكهروضوئية في المصنع

تختلف أسعار الكهرباء وظروف الشبكة والسياسات بشكل كبير عبر البلدان والمناطق المختلفة؛ ولذلك، يجب أن يكون اختيار النظام ملائمًا للظروف المحلية.

اتجاه التطور الذاتي-استخدام تخزين الطاقة

أصبح تخزين الطاقة المعياري سائدًا

تعتبر خزانات تخزين الطاقة المعيارية (مثل تخزين الطاقة في حاوية 20 قدمًا) ملائمة للنقل وسريعة التركيب، ومناسبة للنشر السريع في المصانع، ويمكن توسيعها بمرونة وفقًا لحمل الكهرباء.

الطاقة الكهروضوئية المتكاملة-تخزين الطاقة-توسيع نظام الشحن

وستعتمد المصانع المجهزة بمحطات شحن السيارات الكهربائية نظاما متكاملا من "الخلايا الكهروضوئية + تخزين الطاقة + أكوام الشحن"، مما يقلل من تكاليف الشحن مع تلبية احتياجات المركبات من الكهرباء داخل منطقة المصنع.

فرص المشاركة في محطات الطاقة الافتراضية (VPP).

تشجع البلدان الأوروبية والأمريكية المصانع على المشاركة في الاستجابة لطلب الشبكة-من خلال تخزين الطاقة. ومن خلال دمج موارد تخزين الطاقة لمصانع متعددة من خلال منصات التجميع، يمكنهم توفير خدمات تنظيم الترددات وحلقات الذروة للشبكة والحصول على إيرادات إضافية (دون التأثير على استهلاك المصنع الخاص).