مع نضوج قطاع الطاقة المتجددة، يعمل الاندماج المتطور لتقنيات الطاقة الشمسية الموزعة والتخزين على إعادة كتابة قواعد إدارة الطاقة التجارية.
إن النمط المألوف لتطوير الطاقة الشمسية الموزعة الذي كان مألوفًا في السابق يصل إلى منعطف حرج. في عام 2025، سيأتي ما يقرب من 60-701 تيرابايت 3 تيرابايت من الطاقة الشمسية الجديدة من المشاريع الموزعة، حيث تمثل التطبيقات التجارية والصناعية حوالي 301 تيرابايت 3 تيرابايت من هذا القطاع. ومع ذلك، يكمن وراء أرقام النمو هذه تحدٍ ملحّ: معدلات التقليص في بعض المشاريع الموزعة تتجاوز 20%مما يقوض بشدة جدواها الاقتصادية.
تنتقل الصناعة من النمو المدفوع بالسياسات إلى الاستدامة المدفوعة بالسوق. وكما يشرح تسوي نان، نائب المدير العام لشركة سوتشو جي سي إل جي تان لتكنولوجيا الطاقة، "تواجه الطاقة الشمسية الموزعة قيودًا في المناطق الحمراء حيث تكون سعة الشبكة محدودة، مما يجعل من الصعب تغذية الشبكة بالكهرباء الزائدة عن الحاجة، ويتأثر التخزين التجاري والصناعي بشكل كبير بسياسات تسعير وقت الاستخدام، مما يؤدي إلى نماذج حساب الإيرادات الهشة."
المشهد المعاصر للطاقة الشمسية-التخزين الموزعة بالإضافة إلى التخزين
وصل تطور موارد الطاقة الموزعة إلى مرحلة جديدة من التطور. فبينما كانت منشآت الطاقة الشمسية البسيطة على الأسطح تكفي في السابق، أصبحت الشركات الآن تحتاج إلى أنظمة متكاملة تعالج تدفقات القيمة المتعددة في وقت واحد.
لقد تغير مشهد السياسة بشكل كبير مع صدور الوثيقة 136 في يناير 2025، مما دفع بالطاقة المتجددة بالكامل إلى أسواق الكهرباء. ويقلل هذا التوجه السوقي من التكاليف غير التقنية ولكنه يقدم تعقيدات جديدة في تحسين الإيرادات. وفي الوقت نفسه، توضح الوثيقة 1192 طرق تسعير النقل والتوزيع، وتفضل الاستهلاك المحلي للطاقة المتجددة.
الدفعة الوطنية لتخزين 180 جيجاوات من الطاقة بحلول عام 2027 يؤكد الأهمية الاستراتيجية للتخزين في هذا النموذج الجديد للطاقة. فالتحدي لم يعد يكمن في مجرد تركيب سعة الطاقة الشمسية، بل في تهيئة حلول التخزين التي تحول توليد الطاقة الشمسية من مورد متقطع إلى مورد قابل للتوزيع.
التحدي المزدوج: التقليص والاقتصاد الهش
لطالما كانت نقطة الضعف في الطاقة الشمسية الموزعة هي التقطع والاعتماد على الشبكة. وقد برزت نقطتا ألم محددتان محددتان كعائقين حاسمين أمام اعتمادها على نطاق أوسع:
1. معضلة التقليص
يبلغ توليد الطاقة الشمسية ذروته خلال ساعات منتصف النهار عندما تصل أسعار الكهرباء عادةً إلى أدنى مستوياتها. وبدون التخزين، غالبًا ما تذهب هذه الطاقة القيّمة هباءً أو تُباع مرة أخرى إلى الشبكة بأقل الأسعار. ويضرب مشروع شاش في شينجيانغ مثالاً على هذا التحدي، حيث أدى التخزين المتحكم فيه بالذكاء الاصطناعي إلى خفض التخزين إلى أقل من 31 تيرابايت 3 تيراواطلكن العديد من المشاريع التي لا تحتوي على مثل هذه الأنظمة تواجه خسائر أعلى بكثير.
2. مشكلة دقة الربحية
تعتمد نماذج الإيرادات الحالية للتخزين التجاري اعتمادًا كبيرًا على موازنة أسعار ذروة التخزين التجاري. ومع ذلك، مع تزايد انتشار أسواق الكهرباء الفورية للكهرباء، يتقلص الفارق بين أسعار الذروة وخارج أوقات الذروة. في مقاطعة تشجيانغ، حيث تم تركيب 251 تيرابايت 3 تيرابايت من التخزين التجاري في الصين، يلاحظ مطورو المشاريع أن فروق الأسعار في السوق الفورية أقل بالفعل من فروق وقت الاستخدام المنظمة، مما يشير إلى ضغط فرص المراجحة في نهاية المطاف.
تحسين التهيئة: الطريق إلى تعزيز العوائد
يمثل التحجيم الاستراتيجي لمكونات التخزين أهم وسيلة لتحسين مشاريع تخزين الطاقة الشمسية. إن النهج التقليدي المتمثل في تخصيص التخزين ببساطة على أساس السعة الشمسية يفسح المجال لمنهجيات أكثر دقة.
استراتيجية تخصيص التخزين النشط
يقترح تسوي نان طريقة "تخصيص التخزين النشط" حيث يتم تحديد حجم التخزين وفقًا لمدة تقليص منتصف النهار وقدرة الامتصاص. بالنسبة لمشروع طاقة شمسية نموذجي بقدرة 5 ميجاوات، يمكن أن يؤدي إقرانه بسعة 501 تيرابايت 3 تيرابايت لساعتين من التخزين (5 ميجاوات ساعة لمشروع بقدرة 5 ميجاوات) إلى تحويل الاقتصاديات.
الاستراتيجية التشغيلية دقيقة: يتم شحن المخزون خلال ساعات منتصف النهار عندما يبلغ توليد الطاقة الشمسية ذروته وتتراجع الأسعار، ثم يتم تفريغ الشحنات خلال الذروة المسائية (بعد الساعة 4 مساءً). يعمل هذا النهج على سلاسة إنتاج الطاقة الشمسية ويعزز قيمة الكهرباء، مع حالات مثبتة تظهر زيادة العائد على الاستثمار في المشروع حيث زادت وفورات الكهرباء السنوية للمالكين بمقدار 501 تيرابايت إلى 3 تيرابايت مقارنة بمشاريع الطاقة الشمسية فقط.
الابتكارات التكنولوجية التي تتيح تحقيق مكاسب في الكفاءة
تخلق التطورات الحديثة في تكنولوجيا التخزين فرصًا جديدة للتحسين:
- إدارة الطاقة المستندة إلى الذكاء الاصطناعي: يستخدم مشروع شاتشي في شينجيانغ نظام إدارة الطاقة "العقل الأخضر" الصحراوي الذي يستخدم خوارزميات الذكاء الاصطناعي لزيادة توليد الطاقة من الوحدات ثنائية الوجهين بمقدار 81 تيرابايت 3 تيرابايت مع الحفاظ على تقليص الطاقة إلى أقل من 31 تيرابايت 3 تيرابايت.
- وحدات مسبقة الصنع مسبقة الصنع: خفضت الحلول الجاهزة المجهزة في حاويات مسبقة الصنع دورات البناء بنسبة 40%وخفض التكاليف الناعمة بشكل كبير.
- تحسين الكفاءة: تحقق الأنظمة المعيارية الموزعة مثل تلك المستخدمة في محطة هوايان لتخزين الطاقة في نينغشيا كفاءة تحويل النظام تبلغ 89.941 تيرابايت 3 تيرابايت من خلال أجهزة الكمبيوتر الشخصية وتحسين مجموعة البطاريات التي تحافظ على تشغيل الأنظمة في أكثر نطاق كفاءة 90% من الوقت.
الجدول: مقارنة أداء تكنولوجيات تخزين الطاقة للتطبيقات التجارية
| معلمة التكنولوجيا | ليثيوم أيون (تيار) | ليثيوم أيون (متوقع) | غير الليثيوم LDES |
| كفاءة تحويل النظام | 88-92% | 90-94% | 60-80% |
| دورة الحياة | 6,000-8,000 | 10,000-12,000 | 15,000-20,000 |
| اتجاه التكلفة (لكل كيلوواط/ساعة) | انخفاض 10-15% 10-15% سنوياً | التثبيت | أعلى في الوقت الحالي، يتناقص |
| القدرة الزمنية | 2-4 ساعات | 4-8 ساعات | 8-100 ساعة فأكثر |
| النضج التكنولوجي | النطاق التجاري | تطوير متقدم | تجريبي/عرض تجريبي |
دراسات الحالة: النماذج التشغيلية التي تثبت النجاح
الحالة 1: فرض ضرائب على البنية التحتية للشبكة - نموذج طريق ونتشو السريع
نفذ مركز إدارة الطرق السريعة في ونتشو نهجًا متمايزًا لتكامل "شحن الطاقة الشمسية-التخزين" بناءً على الظروف الجغرافية والمتطلبات الوظيفية، مما أدى إلى إنشاء تخطيط للطاقة الخضراء "محطة واحدة-سياسة واحدة".
في محطة تايشون تول، يشتمل نظام الحلقة المغلقة للطاقة في محطة تايشون على ألواح شمسية بقدرة 30 كيلوواط، وخزانة تخزين ذكية بقدرة 215 كيلوواط ساعة، وحاملتي شحن تيار مستمر بقدرة 120 كيلوواط. يولد النظام 35,000 كيلوواط/ساعة سنوياً، مع تخزين يضمن توافر الطاقة خلال ساعات الذروة المسائية أو الطقس الغائم. وتكمن العبقرية الاستراتيجية في وضع هذه المرافق على طول ممرات النقل حيث يتوافق الطلب على شحن السيارات الكهربائية بشكل طبيعي مع أنماط توليد الطاقة الشمسية.
تجسد محطة وينتونج تول توليد الطاقة الشمسية نهجاً مختلفاً، حيث تعمل على تعظيم الاستفادة من المساحة من خلال تركيب ألواح شمسية بقدرة 150 كيلوواط على أسطح المحطة الخاملة والمناطق المنحدرة، مما يؤدي إلى إنشاء محطة طاقة "لا تشغل أي مساحة". ومع توليد سنوي يصل إلى 160,000 كيلوواط ساعة، لا تلبي المحطة احتياجات محطة الرسوم فحسب، بل تغذي أيضًا ما يقرب من 60,000 كيلوواط ساعة إلى الشبكة عبر خط مخصص بجهد 10 كيلوواط.
الحالة 2: التطبيق الصناعي - تنفيذ مجموعة شيفنغ جروب
ويوضح مشروع التخزين المركزي لمجموعة شيفنغ جروب بقدرة 20 ميجاوات/40 ميجاوات ساعة بالإضافة إلى مشروع التخزين التجاري بقدرة 0.8 ميجاوات/1.6 ميجاوات ساعة إمكانات النطاق الصناعي. ويستخدم المشروع استراتيجية "الشحنتين-التفريغ-التفريغ" (مراجحة ذروة الوادي + الخدمات المساعدة في ذروة الذروة) لتحقيق إيرادات سنوية متوقعة تبلغ 12 مليون ين مع فترة استرداد 5.8 سنوات.
يشمل التطور التقني للمشروع ما يلي:
- بنية "مجموعة واحدة-مجموعة واحدة-تحسين واحد" مع دقة أخذ عينات نظام إدارة المباني تبلغ ± 0.5%
- كفاءة تحويل PCS تبلغ 98.5%
- سرعة استجابة تصل إلى 200 ميجاوات/دقيقة في اختبارات توفير ذروة الشبكة، مما يولد 860,000 ين ياباني في إيرادات الخدمات الإضافية
يزيد النظام من معدل الاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية من من 65% إلى 92%مما يقلل بشكل كبير من تقليص حجم التداول مع توفير تدفقات إيرادات متعددة.
جدول: التحليل المالي للمشاريع التجارية التمثيلية للطاقة الشمسية بالإضافة إلى التخزين
| مقاييس المشروع | طريق ونزهو السريع | مجموعة شيفنغ | محطة تخزين هوايان |
| مقياس النظام | 30 كيلو وات طاقة شمسية + 215 كيلو وات ساعة تخزين | تخزين 20 ميجاوات/40 ميجاوات ساعة + 0.8 ميجاوات/1.6 ميجاوات ساعة | 200 ميجاوات/400 ميجاوات ساعة |
| التوليد السنوي | 35,000 كيلوواط/ساعة (تايشون) | غير محدد | المشحونة: 67,504,500 كيلوواط ساعة (النصف الأول من عام 2025) |
| ساعات الاستخدام | غير محدد | غير محدد | 630.89 ساعة (النصف الأول من عام 2025) |
| تدفقات الإيرادات الرئيسية | الاستهلاك الذاتي وشحن السيارات الكهربائية | مراجحة الذروة - الوادي، خدمات الشبكة | تأجير السعة، ومراجحة السوق |
| ملف العودة | انخفاض تكاليف الكهرباء | 12 مليون ين إيرادات سنوية | العوائد الإقليمية الرائدة |
بالنسبة للمؤسسات التي تستكشف حلول التخزين، فإن التزام Google بأبحاث تخزين الطاقة غير الليثيوم طويلة الأمد (LDES) مع مشروع سولت ريفر بروجكت يمثل نوعًا من نهج التفكير المستقبلي الضروري للتغلب على القيود التكنولوجية الحالية. بينما تخطط الشركات لبنيتها التحتية للطاقة، فإن النظر في الحلول القابلة للتطوير التي يمكن أن تتكيف مع التقنيات الناشئة أمر بالغ الأهمية.
للمؤسسات التي تبحث عن حلول تخزين الطاقة التجارية والصناعية (C&I) القوية والقابلة للتطوير, نظام تخزين الطاقة في حاوية التبريد السائل (BESS) من MateSolar الذي يبلغ طوله 20 قدمًا
يمثل خياراً عالي السعة من فئة المرافق مصمماً لتحقيق الموثوقية والأداء. تم تصميم هذا الحل المعبأ في حاويات، موديل MTCB-20FT-LC، بناءً على تقنية بطارية LiFePO4 (فوسفات حديد الليثيوم)، حيث يوفر سعات اسمية تبلغ 3,354 كيلوواط ساعة أو 5,015.96 كيلوواط ساعة لتناسب مجموعة من المتطلبات التشغيلية التجارية المتوسطة إلى الكبيرة الحجم. تم تصميم النظام للتطبيقات ذات الجهد العالي، مع نطاق جهد تشغيل يتراوح بين 1164.8 فولت و1497.6 فولت، ويدعم أداء شحن/تفريغ يصل إلى 0.5C. الميزة الرئيسية هي منهجية التبريد السائل المتقدمة، والتي تضمن إدارة حرارية دقيقة من خلال الحفاظ على الحد الأدنى من دلتا درجة الحرارة من خلية إلى أخرى، وهو عامل حاسم لزيادة عمر البطارية وسلامتها وكفاءتها المتسقة. ويتميز النظام بتصنيف حماية IP55 لمتانة خارجية ويعمل بفعالية في درجات حرارة تتراوح من -20 درجة مئوية إلى +50 درجة مئوية، مما يجعله مناسبًا للظروف البيئية المتنوعة. مع عمر دورة يصل إلى 8,000 دورة ومدعوم بضمان لمدة 10 سنوات، تم تصميم المنتج لتحقيق الجدوى الاقتصادية على المدى الطويل وتكلفة إجمالية أقل للملكية. علاوة على ذلك، يشتمل تصميمه على قدرات اتصال شاملة، بما في ذلك واجهات CAN و RS485 التي تدعم بروتوكولات Modbus و IEC104، مما يتيح التفاعل المتطور للشبكة والمراقبة عن بُعد والتكامل السلس في أنظمة إدارة الطاقة الأوسع نطاقًا من أجل إرسال الطاقة على النحو الأمثل ووظائف دعم الشبكة.
في MateSolar، ترتكز فلسفتنا الأساسية على تقديم حلول الطاقة الشمسية والتخزين المتكاملة والمتكاملة التي تتكامل بسلاسة مع استراتيجية الطاقة التجارية أو الصناعية الخاصة بك. نحن ندرك أن المشروع الناجح يمتد إلى ما هو أبعد من الأجهزة ليشمل التخطيط الدقيق والتنفيذ الخالي من العيوب والدعم مدى الحياة. ولهذا السبب نخصص فريقاً متخصصاً من مهندسي التطبيقات المتمرسين لكل عميل، حيث نقدم إرشادات الخبراء بدءاً من دراسة الجدوى الأولية وتصميم النظام وحتى التركيب والتشغيل والصيانة التشغيلية طويلة الأجل. يضمن التزامنا الراسخ بالتميز الهندسي أننا نتعامل مع جميع تحديات ما قبل البيع وما بعد البيع بحلول موثوقة ومصممة خصيصاً لضمان الأداء الأمثل للنظام والعائد السريع على استثمارك.
ندعوك لاستكشاف مجموعتنا الشاملة من منتجات تخزين الطاقة المتطورة المصممة لتلبية احتياجاتك الخاصة والاتصال بمتخصصينا للحصول على استشارة شخصية. اكتشف المزيد عن حلول أنظمة تخزين الطاقة لدينا هنا: [ https://www.mate-solar.com/category/system ]
نموذج الأعمال الناشئ: من ملكية الأصول إلى تكديس القيمة
لا يكمن التطور الأكثر أهمية في أنظمة تخزين الطاقة الشمسية الموزعة في التكنولوجيا نفسها، بل في نماذج الأعمال التي تتيحها. فالنهج الذي كان سائدًا في السابق والمتمثل في تجنب التكلفة البسيطة خلف العداد يتوسع إلى استراتيجيات متطورة لتكديس القيمة.
وتجسد محطة هوايان لتخزين الطاقة في نينغشيا هذا التحول. فمنذ توصيلها بالشبكة قبل 21 شهرًا، قامت بشحن أكثر من 210 مليون كيلوواط ساعة وتفريغ 190 مليون كيلوواط ساعة، محققة كفاءة تحويل للنظام تبلغ 89.941 تيرابايت 3 تيراواط. قامت المحطة بتوسيع تدفقات إيراداتها من خلال اتفاقيات تأجير السعة مع 17 مرفقًا للطاقة المتجددة، حيث قامت بتأجير 200 ميجاوات/400 ميجاوات ساعة من السعة.
ويوضح هذا النهج متعدد الإيرادات مستقبل مشاريع التخزين التجاري: تقييم مراجحة الطاقة وخدمات الشبكة وحقوق السعة وتكامل الطاقة المتجددة في نفس الوقت.
الأسئلة الشائعة: الإجابة على الأسئلة التقنية والتجارية الشائعة
س: ما هي نسبة سعة التخزين المثلى لمشروع طاقة شمسية تجاري نموذجي؟
ج: تشير بيانات المشروع الحالية إلى أن تخصيص سعة تخزينية تبلغ 501 تيرابايت/ساعة من الطاقة الشمسية لمدة ساعتين يمثل نهجًا متوازنًا. على سبيل المثال، يمكن لمشروع طاقة شمسية بقدرة 5 ميجاوات من الطاقة الشمسية أن يقترن بفعالية مع 5 ميجاوات ساعة من التخزين. ومع ذلك، تختلف النسب المثلى بناءً على هياكل المعدلات المحلية وملامح الإشعاع الشمسي وأنماط التحميل المحددة.
س: ما المدة التي تدوم فيها أنظمة البطاريات التجارية الحديثة عادةً؟
ج: تُظهر الأنظمة عالية الجودة طول عمر استثنائي. فقد أبلغ مشروع هوايان عن حالة صحية 98% بعد 21 شهراً من التشغيلتتجاوز بكثير متوسطات الصناعة. يمكن للأنظمة التي تتم صيانتها بشكل صحيح أن تحافظ على سعة 80% بعد 6000 إلى 12000 دورة حسب كيمياء البطارية والممارسات التشغيلية.
س: ما هي العوامل الرئيسية التي تؤثر على كفاءة نظام تخزين الطاقة؟
ج: تشمل العوامل الحاسمة: كفاءة تحويل PCS (تصل إلى 98.5% في الأنظمة المتقدمة)، وتوازن مجموعة البطاريات (99.9% في الأنظمة المحسّنة)، وكفاءة الإدارة الحرارية، وعمق التفريغ (98% يمكن تحقيقه مع التحكم في المجموعة القائمة على السلسلة).
س: كيف تتطور أنظمة إدارة الطاقة لمعالجة تكامل الطاقة الشمسية والتخزين؟
ج: تستخدم الأنظمة الحديثة مثل تلك المستخدمة في مشروع Shache خوارزميات الذكاء الاصطناعي التي تعمل على تحسين أنماط التوليد والتخزين والاستهلاك في الوقت الفعلي. يمكن لهذه الأنظمة زيادة توليد الطاقة الشمسية بمقدار 81 تيرابايت إلى 3 تيرابايت مع تقليل تقليص التوليد إلى أقل من 31 تيرابايت إلى 3 تيرابايت، مما يحسن اقتصاديات المشروع بشكل كبير.
س: ما هي تدفقات الإيرادات المتاحة لمشاريع تخزين الطاقة الشمسية التجارية خارج نطاق ذروة الذروة؟
ج: تصل المشروعات المتطورة الآن إلى مصادر إيرادات متعددة تشمل: خدمات تنظيم التردد، ومدفوعات السعة، وإدارة رسوم الطلب، وتوليد أرصدة الطاقة المتجددة، والمشاركة في أسواق الكهرباء الفورية. فعلى سبيل المثال، حصل مشروع مجموعة شيفنغ على سبيل المثال على 860,000 ين ياباني من إيرادات الخدمات الإضافية في شهر واحد فقط.
بالنسبة إلى الشركات التي تفكر في حلول الحاويات على نطاق واسع، يقدم نهج Google في بنية البنية التحتية رؤى قيّمة حول كيفية نشر الأنظمة المعيارية القابلة للتطوير بكفاءة عبر مواقع متعددة.
الخاتمة: الطريق إلى الأمام بالنسبة للطاقة الشمسية الموزعة بالإضافة إلى التخزين
يمر سوق تخزين الطاقة الشمسية الموزعة بمرحلة نضج ضرورية. فمن المرحلة الأولى من النمو المدفوع بالسياسات، تتقدم الصناعة نحو الاستدامة القائمة على السوق. ويفضل هذا التحول المشاريع ذات التكوينات التقنية المتطورة ونماذج الأعمال التي تكدس تدفقات القيمة المتعددة.
تشترك المشاريع الناجحة لعام 2025 في خصائص مشتركة: التحسين القائم على الذكاء الاصطناعي، والبنى المعيارية والقابلة للتطوير، ونماذج الإيرادات المتنوعة التي تتجاوز المراجحة البسيطة. مع توطيد السوق - حيث تشير التقارير إلى أن 20% من شركات التكامل تفتقر حاليًا إلى الطلبات-يشتد التركيز على التصاميم المحسّنة والقابلة للتمويل.
أما بالنسبة لمستهلكي الطاقة التجارية والصناعية، فالرسالة واضحة: لا تمثل مشاريع التخزين الموزعة للطاقة الشمسية الموزعة مجرد إدارة بيئية، بل تمثل فرصاً اقتصادية مقنعة عند تهيئتها بشكل صحيح. من خلال تبني استراتيجيات تخصيص التخزين النشط، والاستفادة من تحسين الذكاء الاصطناعي، وتكديس تدفقات القيمة، يمكن للشركات تحويل البنية التحتية للطاقة من مركز تكلفة إلى مركز ربح.
الشركات التي ستزدهر في هذه البيئة الجديدة هي تلك التي تتعامل مع تكامل الطاقة الشمسية والتخزين ليس كمشاريع بنية تحتية بسيطة، ولكن كأصول طاقة متطورة تتطلب نفس التحليل الدقيق والتحسين مثل أي استثمار رأسمالي آخر.
ماتيسولار هي شركة رائدة في مجال توفير حلول التخزين الشمسي الشاملة، حيث تقدم أنظمة مخصصة تعالج التحديات المحددة لمستهلكي الطاقة التجارية والصناعية. ويجمع نهجنا المتكامل بين التكنولوجيا المتقدمة والتحسين المالي لتقديم مشاريع ذات عوائد وموثوقية فائقة.