Sommario
Un sistema di accumulo di energia domestico è un dispositivo di accumulo di energia su piccola scala progettato principalmente per uso residenziale. Può essere semplicemente inteso come una "batteria domestica", che offre vantaggi come la riduzione delle bollette elettriche e il miglioramento dell'autonomia e dell'affidabilità dell'uso dell'elettricità. Ciò si ottiene immagazzinando elettricità durante il giorno e rilasciandola di notte o durante i periodi di prezzi dell'elettricità più elevati.
Principio di base dell'accumulo di energia domestica
Le funzioni principali dei sistemi di accumulo di energia domestica sono "immagazzinare elettricità" e "scaricare elettricità". Quando l'elettricità è sufficiente ed economica, come quando la produzione di energia solare è elevata durante il giorno, il sistema immagazzinerà l'elettricità in eccesso; e quando tramonta il sole, i prezzi dell'elettricità diventano alti o si verifica un'improvvisa interruzione di corrente, il sistema rilascerà l'elettricità immagazzinata per uso domestico. È come un "power bank", che deposita denaro (elettricità) durante il giorno e preleva denaro (elettricità) di notte.
Sistemi di accumulo di energia domestica sono spesso utilizzati insieme ai sistemi solari fotovoltaici per creare un sistema "fotovoltaico + accumulo di energia". I pannelli fotovoltaici convertono la luce solare in elettricità durante il giorno per l'uso domestico diretto e l'elettricità rimanente viene immagazzinata nel sistema di accumulo di energia domestico; di notte o nei giorni di pioggia, quando l'energia solare non può generare elettricità, il sistema di accumulo di energia può rilasciare l'elettricità immagazzinata durante il giorno.
Componenti del sistema di accumulo di energia domestica
Un sistema completo di accumulo di energia domestica è solitamente costituito dalle seguenti parti:
Pacco batteria: questo è il componente principale del sistema, equivalente al "magazzino di energia". Attualmente, i tipi di batteria comunemente utilizzati includono batterie agli ioni di litio e batterie al litio ferro fosfato. Rispetto ad altre batterie, le batterie al litio hanno i vantaggi di un'elevata densità energetica, un'elevata efficienza di carica e scarica e una lunga durata, che sono molto adatte per l'accumulo di energia domestica.
Sistema di gestione della batteria (BMS): il sistema di gestione della batteria è come il "governante" del sistema. Può monitorare lo stato di ogni cella della batteria in tempo reale per garantire che la batteria funzioni in condizioni sicure e ragionevoli. Il BMS può impedire che la batteria si sovraccarichi o si scarichi eccessivamente e prolungarne la durata.
Inverter: La batteria dell' sistema di accumulo di energia immagazzina corrente continua, ma gli elettrodomestici usano corrente alternata, quindi è necessario un inverter per convertire la corrente continua in corrente alternata. L'inverter non è solo responsabile della conversione della corrente, ma può anche controllare il flusso di energia elettrica, che è una parte importante del sistema.
Energy Management System (EMS): il sistema di gestione dell'energia è responsabile del coordinamento del funzionamento dell'intero sistema, che equivale al "cervello". Regolerà in modo intelligente il comportamento di carica e scarica del sistema di accumulo di energia in base a fattori quali la domanda di elettricità, il prezzo dell'elettricità e le condizioni meteorologiche per garantire l'efficienza e l'economia del sistema.
Unità di comunicazione e controllo: L' sistema di accumulo di energia residenziale è inoltre dotato di vari sensori e moduli di comunicazione, che possono essere collegati al telefono cellulare o al computer dell'utente per visualizzare informazioni quali consumo energetico, utilizzo di energia e prezzi dell'elettricità in tempo reale, consentendo agli utenti di monitorare e gestire facilmente i propri sistemi energetici.
Funzioni e vantaggi dei sistemi di accumulo di energia domestica
Risparmio sulla bolletta elettrica: immagazzinando l'elettricità quando i prezzi dell'elettricità sono bassi e utilizzandola quando i prezzi dell'elettricità sono alti, le bollette elettriche domestiche possono essere notevolmente ridotte. È simile all'acquisto di beni al supermercato quando sono scontati e poi consumarli quando necessario.
Aumento dell'autosufficienza elettrica: se utilizzato insieme a un impianto solare fotovoltaico, può ridurre la dipendenza dalla rete elettrica, soprattutto nelle famiglie con un elevato fabbisogno di elettricità, generando e utilizzando l'elettricità per uso proprio, possono raggiungere l'effetto di "autosufficienza".
Aumento dell'affidabilità dell'alimentazione elettrica: quando la rete elettrica si guasta, il sistema di accumulo di energia può fungere da fonte di alimentazione di riserva per garantire le esigenze elettriche di base della famiglia. Ad esempio, quando si verifica un'interruzione di corrente, le apparecchiature chiave come frigoriferi, luci e computer possono comunque funzionare normalmente.
Rispettoso dell'ambiente: utilizzando in modo efficace le energie rinnovabili, come l'energia solare, e riducendo l'uso di energia fossile, si contribuisce a ridurre le emissioni di carbonio e l'inquinamento ambientale.
Scenari applicativi di accumulo di energia domestica
Famiglie urbane: in alcuni paesi e regioni con costi elevati dell'elettricità, i sistemi di accumulo di energia domestica possono essere utilizzati insieme al solare fotovoltaico per aiutare gli utenti a risparmiare molti costi dell'elettricità. Inoltre, nelle città con una migliore infrastruttura di rete, l'accumulo di energia domestica può anche svolgere un ruolo nel peak-shaving e nel valley-filling, ottimizzando l'efficienza complessiva dell'uso dell'elettricità.
Aree remote o aree di rete indipendenti: in alcune aree remote, a causa di una copertura di rete insufficiente, si verificano spesso interruzioni di corrente o prezzi elevati dell'elettricità. In questi luoghi, i sistemi di accumulo di energia domestica possono formare microreti insieme alla generazione di energia fotovoltaica per garantire l'alimentazione elettrica di base.
Alimentazione elettrica di riserva di emergenza: in alcune aree soggette a calamità naturali, come quelle soggette a frequenti terremoti e uragani, i sistemi di accumulo di energia domestica possono essere utilizzati come alimentazione elettrica di riserva di emergenza per garantire l'uso di elettricità domestica di base in caso di emergenza.
Tendenza allo sviluppo dell'accumulo di energia domestica
Con l'avanzamento delle nuove tecnologie energetiche e la riduzione dei costi delle batterie, i sistemi di accumulo di energia domestica si stanno sviluppando rapidamente. In futuro, le tendenze di sviluppo dell'accumulo di energia domestica riguarderanno principalmente i seguenti aspetti:
Progressi nella tecnologia delle batterie: con il miglioramento della tecnologia delle batterie al litio, la densità energetica e la sicurezza delle batterie migliorano costantemente, mentre anche il costo diminuisce. Ciò significa che i sistemi di accumulo di energia domestici diventeranno sempre più economici e avranno una durata di servizio più lunga.
Controllo intelligente: in futuro, i sistemi di accumulo di energia domestica saranno più intelligenti, utilizzando tecnologie come big data e intelligenza artificiale per ottimizzare ulteriormente la gestione dell'energia. Ad esempio, prevedendo le condizioni meteorologiche e le abitudini di utilizzo dell'elettricità degli utenti, il sistema può adattare meglio la strategia di carica e scarica per migliorare ulteriormente l'efficienza.
Design modulare e portatile: per soddisfare le esigenze di diversi utenti, sempre più sistemi di accumulo di energia domestica stanno iniziando ad adottare un design modulare. Gli utenti possono configurare in modo flessibile la capacità della batteria in base alle proprie esigenze di elettricità. Inoltre, alcuni prodotti di accumulo di energia portatili stanno diventando popolari, come i piccoli dispositivi di accumulo di energia per il campeggio o le attività all'aperto.
Integrazione con sistemi smart home: in futuro, i sistemi di accumulo di energia domestica potrebbero diventare parte delle smart home, collegati ad elettrodomestici smart home, veicoli elettrici domestici e altri dispositivi per formare una rete di utilizzo dell'energia più efficiente e intelligente. Ad esempio, quando i prezzi dell'elettricità sono bassi, il sistema carica automaticamente i veicoli elettrici e quando i prezzi dell'elettricità sono alti, l'elettricità immagazzinata può essere utilizzata per prima.
Sfide nello sviluppo
Sebbene i sistemi di accumulo di energia domestica abbiano ampie prospettive di applicazione, devono ancora affrontare alcune sfide:
Elevato costo iniziale: sebbene i costi delle batterie diminuiscano di anno in anno, il costo iniziale di installazione dei sistemi di accumulo di energia domestica è ancora elevato. Per gli utenti domestici ordinari, si tratta di un investimento considerevole.
Supporto politico insufficiente: in alcuni paesi e regioni, la promozione dei sistemi di accumulo di energia necessita ancora di un sostegno politico governativo, come l'erogazione di sussidi per l'installazione, esenzioni fiscali e altre misure per incoraggiare più famiglie a installare sistemi di accumulo di energia domestici.
Problemi di sicurezza e vita: la sicurezza delle batterie è sempre stata al centro dell'attenzione delle persone. Le batterie per i sistemi di accumulo di energia domestici devono soddisfare elevati standard di sicurezza e deve essere presa in considerazione anche l'attenuazione delle prestazioni delle batterie dopo un uso prolungato.
Riepilogo
I sistemi di accumulo di energia domestica regolano il consumo di elettricità domestica tramite "carica" e "scarica", riducendo efficacemente le bollette elettriche e migliorando l'autonomia e la stabilità del consumo di elettricità. Il sistema è composto principalmente da batterie, inverter, BMS, EMS e altre parti. Può essere utilizzato insieme a impianti solari fotovoltaici o come alimentatore di riserva indipendente.