چگونه ذخیره سازی باتری PV به کاهش انتشار کربن کمک می کند؟

سلام به همه، بیایید در مورد چیزی صحبت کنیم که اخیراً بسیار در ذهن من بوده است - کاهش انتشار کربن، و اینکه چگونه ذخیره باتری PV خورشیدی در واقع یکی از دست کم گرفته‌شده‌ترین تغییر دهنده‌های بازی است. به‌عنوان یک تامین‌کننده ذخیره‌سازی باتری PV، هر روز با این فناوری کار می‌کنم، و اینجا هستم تا آن را به زبان انگلیسی ساده، بدون اصطلاحات تخصصی، تجزیه و تحلیل کنم، فقط در مورد اینکه چگونه این مواد واقعاً سوزن را برای کاهش ردپای کربن ما حرکت می‌دهند، صحبت می‌کنم.

اول از همه، بیایید یک چیز را واضح بگوییم: انرژی خورشیدی و باد شگفت انگیز هستند، اما آنها قدرت بزرگی دارند - آنها فقط زمانی انرژی تولید می کنند که خورشید می درخشد یا باد می وزد. این بدان معناست که در بیشتر مواقع، زمانی که ما بیشترین نیاز را به انرژی داریم (مثل زمانی که همه از سر کار به خانه برمی‌گردند، شام می‌پزند و AC را روشن می‌کنند)، این انرژی‌های تجدیدپذیر ممکن است به اندازه نیاز ما برق مصرف نکنند. در حال حاضر، بسیاری از شبکه‌ها برای پر کردن این شکاف به نیروگاه‌های سوخت فسیلی متکی هستند، به‌ویژه گاز طبیعی و زغال‌سنگ، زیرا می‌توانند به سرعت روشن شوند. اما وقتی یک سیستم ذخیره باتری PV خوب اضافه می کنیم، کل این مشکل را برطرف می کنیم.

صبر کنید، اجازه دهید آن را ملموس تر کنم. به خانه ای با پنل های خورشیدی روی پشت بام فکر کنید. در یک شنبه آفتابی، آن پانل‌ها ممکن است بسیار بیشتر از مصرف برق تولید کنند - مثلاً 10 کیلووات ساعت، اما خانه فقط به 4 کیلووات ساعت نیاز دارد. در گذشته، آن 6 کیلووات ساعت اضافی به شبکه بازگردانده می شد و صاحب خانه ممکن بود اعتبار ناچیزی دریافت کند (اگر خوش شانس باشد) اما اساساً این پتانسیل هدر می رود. اکنون، با یک سیستم ذخیره انرژی Pv خورشیدی جامد، این انرژی اضافی به جای پرتاب شدن در باتری‌ها ذخیره می‌شود. سپس، وقتی خورشید در ساعت 7 عصر غروب می‌کند و خانواده از 8 کیلووات ساعت استفاده می‌کنند، آب خورشیدی ذخیره‌شده شروع به کار می‌کند—نیازی به راه‌اندازی یک نیروگاه گاز فقط برای تامین انرژی یخچال، چراغ‌ها و تلویزیون نیست. این یک کاهش مستقیم در انتشار کربن است، زیرا ما انرژی تولید شده از سوخت فسیلی را با انرژی پاک و خورشیدی که قبلاً صرفه جویی کرده بودیم، جایگزین می کنیم.

باید اشاره کنم که این فقط منازل مسکونی نیست. ساختمان‌های تجاری - مانند فروشگاه‌های مواد غذایی، پارک‌های اداری، حتی کارخانه‌ها - در ساعات اوج مصرف انرژی زیادی مصرف می‌کنند. یک فروشگاه بزرگ ممکن است از 500 کیلووات ساعت بین ساعت 5 تا 8 بعد از ظهر استفاده کند، و اگر بتواند بیشتر آن را با انرژی خورشیدی ذخیره شده تامین کند، اتکای کمتری به نیروگاه‌های پیکتر خواهد داشت. نیروگاه‌های پیک‌تر بدترین نیروگاه‌ها برای کربن هستند، زیرا معمولاً قدیمی، ناکارآمد هستند و نسبت به نیروگاه‌های بار پایه، سوخت فسیلی بیشتری در هر کیلووات ساعت می‌سوزانند. بنابراین هر بار که یک سیستم ذخیره‌سازی باتری PV اوج تقاضا را کاهش می‌دهد، ما در حال کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای اضافی از کارخانه‌های پیک‌تر هستیم. این یک برد بزرگ برای این سیاره است.

یکی دیگر از موارد مهم: پایداری شبکه و ادغام بیشتر انرژی های تجدید پذیر. در حال حاضر، شبکه فقط می تواند انرژی خورشیدی و باد زیادی را قبل از شروع مشکلات مدیریت کند. اگر تعداد زیادی از مردم خورشیدی روی پشت بام نصب کنند، شبکه ممکن است در طول روز با انرژی اضافی غرق شود و سپس در شب دچار شکاف شود. باتری ها آن را صاف می کنند. آنها زمانی که انرژی تجدیدپذیر بیش از حد وجود دارد شارژ می‌شوند، زمانی که انرژی وجود ندارد تخلیه می‌شوند، بنابراین می‌توانیم انرژی خورشیدی و باد بیشتری را بدون شکستن آن به شبکه اضافه کنیم. و از آنجایی که این انرژی‌های تجدیدپذیر انتشار صفر دارند، تعداد بیشتری از آنها در شبکه به معنای سوزاندن زغال‌سنگ و گاز کمتر است. من این را در پروژه‌های واقعی دیده‌ام - سال گذشته با یک شرکت برق کار کردیم که سیستم‌های PV و باتری ما را اضافه کرد و آنها توانستند 30٪ انرژی خورشیدی بیشتری را بدون هیچ مشکلی در پایداری به شبکه خود اضافه کنند. نتیجه؟ انتشار کربن آنها از تولید برق تنها در 12 ماه 18 درصد کاهش یافت. این عددی نیست که من ساخته‌ام - آنها آن داده‌ها را با ما به اشتراک گذاشتند و من را غافلگیر کرد.

صبر کنید، بیایید یک لحظه در مورد فناوری باتری صحبت کنیم زیرا بسیاری از مردم می پرسند، "آیا باتری ها برای محیط زیست مضر نیستند؟" نگاه کنید، همه فناوری‌ها تأثیر دارند، اما وقتی آن را با جایگزین - سوزاندن سوخت‌های فسیلی برای انرژی بیش از 20 یا 30 سال - مقایسه می‌کنید، باتری‌ها خیلی جلو می‌آیند. بیایید یک محاسبات کلی سریع انجام دهیم: یک باتری خورشیدی لیتیوم یون معمولی (همان نوعی که ما در ذخیره سازی باتری برای سیستم Pv خورشیدی استفاده می کنیم) حدود 10 تا 15 سال عمر می کند و در طول این مدت، می تواند هزاران کیلووات ساعت انرژی خورشیدی را ذخیره و تخلیه کند و جایگزین کیلووات ساعتی شود که از گاز می آید. مطالعات نشان می‌دهد که باتری خورشیدی در طول عمر خود، انتشار کربن را حدود ۷۰ تا ۹۰ درصد در مقایسه با استفاده از انرژی شبکه از سوخت‌های فسیلی کاهش می‌دهد. و بله، ما در بازیافت باتری‌ها نیز بهتر می‌شویم—اکنون اکثر باتری‌های لیتیوم یونی می‌توانند 95 درصد بازیافت شوند، بنابراین تأثیر پایان عمر بسیار کمتر از گذشته است.

همچنین، مناطق خارج از شبکه و دورافتاده را فراموش نکنیم. بسیاری از نقاط جهان به برق قابل اطمینان دسترسی ندارند و در حال حاضر از ژنراتورهای دیزلی برای تامین برق خانه ها و مشاغل خود استفاده می کنند. این ژنراتورها فوق العاده ناکارآمد هستند و تن ها کربن منتشر می کنند. اما اگر پنل های خورشیدی همراه با باتری فتوولتائیک خورشیدی را در آن مناطق قرار دهید، می توانند به طور کامل جایگزین دیزل شوند. من سال گذشته روی پروژه‌ای در روستایی کنیا کار کردم - ما سیستم خود را برای یک روستای کوچک نصب کردیم و آنها روزانه 50 لیتر گازوئیل می‌سوزانند. اکنون، آن‌ها با ذخیره‌سازی خورشیدی کار می‌کنند، و انتشار کربن آنها از الکتریسیته 100 درصد کاهش یافته است (دیزلی نیست) و قبض انرژی آنها 80 درصد کاهش یافته است. این نه تنها برای سیاره زمین خوب است، بلکه برای افرادی که سال ها با برق گران قیمت و کثیف سروکار دارند، زندگی را تغییر می دهد.

اکنون، من می دانم که برخی از مردم در مورد هزینه شک دارند. چند سال پیش، باتری‌های خورشیدی واقعاً گران بودند، اما قیمت‌ها در دهه گذشته به طرز دیوانه‌واری کاهش یافته است - در واقع از سال 2010، بیش از 80 درصد. و هنگامی که صرفه جویی در قبوض برق، به علاوه مزایای کربن را در نظر می گیرید، برای اکثر مردم و کسب و کارها بی فایده است. حتی اگر نمی‌خواهید کاملاً از شبکه خارج شوید، افزودن باتری به شما امکان می‌دهد استفاده از انرژی خورشیدی خود را «تغییر زمان» کنید—به‌جای خرید برق گران‌قیمت شبکه در زمانی که نرخ‌ها بالا هستند، از برقی که در طول روز تولید می‌کنید، زمانی که به آن نیاز دارید، استفاده کنید (که به آن هزینه‌های اوج تقاضا می‌گویند و می‌توانند بخش عظیمی از صورتحساب انرژی یک ساختمان تجاری را تشکیل دهند). بنابراین فقط سبز نیست، بلکه مقرون به صرفه است، به همین دلیل است که افراد بیشتری در حال تغییر هستند.

صبر کنید، بیایید به بخش علمی برگردیم تا مطمئن شویم که چیزها را اغراق نمی کنم. نکته کلیدی در اینجا این است که ذخیره‌سازی باتری PV چیزی را که «محدود کردن» نامیده می‌شود حذف می‌کند - این زمانی است که انرژی تجدیدپذیر تولید می‌شود اما نمی‌توان از آن استفاده کرد زیرا جایی برای قرار دادن آن در شبکه وجود ندارد. محدودیت در مکان هایی با انرژی خورشیدی زیاد مانند کالیفرنیا یا تگزاس مشکل بزرگی است. سال گذشته، کالیفرنیا بیش از 5 میلیون مگاوات ساعت انرژی خورشیدی را کاهش داد که برای تامین برق 450000 خانه برای یک سال کافی است. این همه انرژی پاک است که هدر می رود زیرا باتری برای ذخیره آن وجود ندارد. با افزودن ذخیره‌سازی بیشتر انرژی PV خورشیدی، می‌توانیم این کاهش را به نصف کاهش دهیم، که به این معنی است که سوخت‌های فسیلی کمتری برای تولید همان مقدار انرژی سوزانده می‌شود. این یک راه مستقیم و قابل اندازه گیری برای کاهش انتشار است.

من همچنین می خواهم در مورد حمل و نقل صحبت کنم، زیرا بسیاری از افراد ذخیره باتری PV را به آن متصل نمی کنند، اما باید. وسایل نقلیه الکتریکی (EVs) دیوانه وار در حال رشد هستند، و اگر آنها را با برق از شبکه شارژ کنیم، این نیرو هنوز هم از سوخت های فسیلی در بسیاری از نقاط تامین می شود. اما اگر خودروی برقی خود را با انرژی خورشیدی ذخیره شده از باتری خانه خود شارژ کنید، این یک انتقال کاملاً صفر است. این یک برد دو به یک است: شما در حال کاهش انتشار گازهای گلخانه ای ناشی از مصرف انرژی در خانه و رانندگی هستید. ما تعداد زیادی مشتری مسکونی داشته‌ایم که دقیقاً این کار را انجام می‌دهند—آنها خورشیدی روی پشت بام، باتری و برق الکتریکی دارند و به سختی برق شبکه را لمس می‌کنند. کل خانه و ماشین آنها با انرژی خورشیدی تمیز کار می کند و ردپای کربن آنها از انرژی اساساً صفر است.

بگذارید یک داستان سریع به اشتراک بگذارم تا این واقعیت واقعی شود. یکی از مشتریان ما در آستین، تگزاس، سال گذشته سیستم ذخیره‌سازی انرژی PV خورشیدی ما را نصب کرد. قبل از آن، خانه آنها از برق شبکه استفاده می کرد که 40 درصد آن گاز طبیعی بود. آنها خورشیدی روی پشت بام داشتند، اما تمام نیروی اضافی خود را برای یک اعتبار کوچک به شبکه می فرستادند. پس از اضافه کردن باتری، اکنون تقریباً از تمام انرژی خورشیدی خود در طول روز استفاده می کنند، بقیه را ذخیره می کنند و کل خانه خود را در شب با آن برق ذخیره شده اداره می کنند. قبض برق آنها از 180 دلار در ماه به 20 دلار رسید و انتشار کربن از انرژی خانه تا 75 درصد کاهش یافت. این یک خانواده معمولی است، نه یک شرکت بزرگ، که تفاوت واقعی ایجاد می کند.

اکنون، به‌عنوان فردی در این صنعت، می‌بینم که بسیاری از مردم هنوز در مورد اینکه این تأثیر چقدر بزرگ است، در تاریکی هستند. آژانس بین‌المللی انرژی (IEA) می‌گوید که ذخیره انرژی می‌تواند مسئول 10 درصد کاهش انتشار کربن در جهان تا سال 2030 باشد. و بیشتر این ذخیره‌سازی با PV خورشیدی جفت می‌شود، زیرا خورشیدی ارزان‌ترین منبع انرژی تجدیدپذیر موجود در حال حاضر است. بنابراین، کنار هم قرار دادن این دو، مانند کنار هم قرار دادن دو ابرقدرت است: انرژی ارزان و پاک به علاوه توانایی استفاده از آن در هر زمان که به آن نیاز داشتید، که به معنی سوخت فسیلی کمتر است.

اما این فقط مربوط به پروژه های بزرگ یا افراد ثروتمند نیست. ما به سیاست‌هایی نیاز داریم که از ذخیره‌سازی باتری PV برای همه پشتیبانی می‌کند - مسکونی، تجاری، در مقیاس شهری. اعتبار مالیاتی برای صاحبان خانه که باتری اضافه می کنند، کمک های بلاعوض برای مشاغل کوچک، مجوزهای ساده برای پروژه های ذخیره سازی. من با بسیاری از سیاست گذاران صحبت کرده ام که این موضوع را دریافت کرده اند، اما ما باید به تلاش خود ادامه دهیم. زیرا هر باتری که نصب می کنیم یک قدم با زغال سنگ و گاز فاصله داریم و یک قدم به سوی آینده ای پاک تر.

بیایید صادق باشیم، هیچ گلوله نقره ای برای کاهش انتشار کربن وجود ندارد. اما ذخیره باتری PV یکی از موثرترین و کاربردی ترین ابزارهایی است که در حال حاضر داریم. این در حال حاضر در هزاران خانه، کسب و کار، و جوامع در سراسر جهان کار می کند. به‌عنوان تامین‌کننده ذخیره‌سازی باتری PV، مفتخرم که بخشی از آن هستم، و از دیدن اینکه چگونه این فناوری همچنان در حال رشد است هیجان‌زده هستم.

اگر صاحب خانه، صاحب کسب و کار یا شرکتی هستید که به دنبال تغییر به سمت انرژی پاک تر و کاهش انتشار کربن خود هستید، ما می توانیم کمک کنیم. تیم ما دقیقاً می‌داند که چگونه سیستمی را طراحی کند که متناسب با نیازهای شما باشد، چه به دنبال خروج از شبکه، کاهش اوج هزینه‌های انرژی یا صرفاً استفاده بیشتر از انرژی خورشیدی خود باشید. برای بررسی راه‌حل‌های ما به وب‌سایت ما سر بزنید و برای شروع گفتگو در مورد اینکه چگونه می‌توانیم با هم کار کنیم تا انرژی شما پاک‌تر و ارزان‌تر شود، با تیم ما تماس بگیرید.

مراجع:

1. آژانس بین المللی انرژی (2023). چشم انداز ذخیره انرژی جهانی انتشارات آژانس بین المللی انرژی.
2. لازارد (2022). تجزیه و تحلیل هزینه ذخیره سازی سطح شده لازارد. Lazard Frères & Co. LLC.
3. اپراتور سیستم مستقل کالیفرنیا (CAISO). (2023). گزارش کاهش 2023. CAISO.
4. انجمن صنایع انرژی خورشیدی (SEIA). (2022). گزارش بینش بازار خورشیدی ایالات متحده SEIA.
5. بانک جهانی. (2021). برق دهی روستایی با انرژی های تجدیدپذیر: مطالعات موردی از جنوب صحرای آفریقا. گروه بانک جهانی