خفض رسوم الطلب من خلال أنظمة تخزين الطاقة التجارية والصناعية

فهم رسوم الطلب في المنشآت التجارية والصناعية

تشكل رسوم الطلب ما نسبته 30–50٪ من فواتير الكهرباء التجارية، وتحسب بناءً على أعلى استهلاك للطاقة خلال فترة 15 دقيقة في كل شهر (Ponemon 2023). وتؤثر هذه الرسوم بشكل غير متناسب على العمليات كثيفة الاستهلاك للطاقة مثل مصانع الإنتاج ومراكز البيانات التي تشهد فترات قصيرة من الاستهلاك المرتفع.

تقطيع القمة: كيف يقلل تخزين الطاقة من فواتير المرافق الشهرية

يمكن لأنظمة تخزين الطاقة الكهربائية (BESS) أن تقلل من أوقات الطلب المرتفعة المكلفة بنسبة تتراوح بين 40 و60 بالمئة تقريبًا، وذلك من خلال إطلاق الطاقة المخزنة تلقائيًا أثناء هذه الفترات المزدحمة. بدلًا من سحب طاقة إضافية من الشبكة في الأوقات الحاسمة، توفر الشركات المال فعليًا لأن طلبها لا يشهد ارتفاعات حادة. انظر إلى ما اكتشفته BLJ Solar في تقريرها الأخير لعام 2024. فمثلاً، تحقق مصانع معالجة الأغذية وفورات حقيقية تُقدَّر بنحو ثمانية عشر ألف دولار شهريًا، فقط من خلال التحكم في الارتفاعات المفاجئة البالغة 500 كيلوواط. تمثل هذا النوع من التوفير فرقًا كبيرًا في العمليات التي تعمل بميزانيات ضيقة، ومع ذلك تحتاج إلى طاقة موثوقة.

دراسة حالة: تقليل رسوم الطلب في مصنع تصنيعي باستخدام نظام تخزين الطاقة الكهربائية (BESS)

قام مصنع أمريكي لقطع غيار السيارات في منطقة الغرب الأوسط بتركيب نظام بطاريات ليثيوم-أيون بسعة 2 ميغاواط ساعة لاستهداف أحداث الطلب القصوى. وكانت النتيجة انخفاضًا بنسبة 63٪ في استهلاك الطاقة القصوى، ما يعادل وفورات سنوية قدرها 740,000 دولار (Ponemon 2023). مع إيرادات إضافية ناتجة عن خدمات تنظيم التردد، حقق النظام استرداد تكلفته خلال 4.2 سنة.

ضوابط ذكية لتحسين إدارة الطلب الأقصى

تستخدم أنظمة الإدارة المتقدمة للطاقة التعلم الآلي للتنبؤ باستهلاك الطاقة وتنسيق تشغيل المعدات—مثل أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) وخطوط الإنتاج—لتحقيق تسطيح منحنيات الطلب. كما أظهرت دراسة GridBeyond لعام 2024، خفضت هذه الضوابط الذكية رسوم الطلب بنسبة 29.7٪ في مستودعات الأدوية دون تعطيل العمليات.

الاستفادة من فروقات أسعار الوقت: توفير تكاليف الطاقة باستخدام تخزين البطاريات

كيف تخلق هياكل الأسعار حسب الوقت فرصًا لتوفير التكاليف

تعني أسعار استخدام الكهرباء حسب الوقت (TOU) أن الشركات تدفع أكثر مقابل الكهرباء خلال ساعات الذروة المسائية المزدحمة، وعادة ما تكون بين الساعة 4 و9 مساءً. يمكن أن يكون الفرق في التكلفة بين هذه الفترات وفترات الذروة الأقل تكلفة كبيرًا جدًا، أحيانًا يتراوح من حوالي 12 سنتًا إلى أكثر من 35 سنتًا لكل كيلوواط ساعة. تستفيد الشركات الذكية من ذلك باستخدام أنظمة تخزين لحفظ الطاقة عندما تكون رخيصة، ثم الاستفادة من هذه المخزونات عندما ترتفع الأسعار. تتمكن بعض المنشآت من نقل ما يقارب من 40٪ إلى 70٪ من إجمالي استهلاكها بعيدًا عن ساعات الذروة. وعادةً ما يؤدي هذا النوع من الاستراتيجيات إلى خفض الفواتير الشهرية بنسبة تقارب 23٪ تقريبًا، وذلك وفقًا لما أظهرته التقارير الصناعية مؤخرًا.

الشحن خلال الساعات غير الذروة، والتفريغ خلال أوقات الذروة

تُشحن أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) تلقائيًا ليلًا عندما تنخفض الأسعار الجملة عن 0.08 دولار/كيلوواط ساعة، وتفريغ الشحن خلال فترات الذروة بعد الظهر والمساء عندما تتجاوز أسعار المرافق 0.28 دولار/كيلوواط ساعة. يحقق هذا الدورة اليومية ما بين 150 و250 دورة كاملة سنويًا لكل بنك بطاريات، مما يسرع العوائد المالية للمستخدمين التجاريين.

مثال من الواقع: سلسلة تجزئة تقلل تكاليف الطاقة من خلال المضاربة باستخدام نظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS)

قامت سلسلة تجزئة في منطقة الغرب الأوسط بتثبيت نظام بطارية سعته 500 كيلوواط ساعة لإدارة تكاليف الوقت المتغير التي تتجاوز 0.32 دولار/كيلوواط ساعة. ويقوم النظام الآن بتوفير 85% من احتياجات الطاقة في فترات الذروة، مما يقلل الاعتماد على الشبكة بنسبة 62% خلال الساعات ذات الأسعار المرتفعة. وتصل وفورات رسوم الطلب الشهرية إلى 12,700 دولار، بينما تضيف المشاركة في برامج الاستجابة للطلب 4,200 دولار كل ربع سنة، ما يحقق عائد استثمار خلال 4.2 سنة.

تعزيز العائد على الاستثمار (ROI) من خلال التنبؤ والتوزيع الديناميكي للطاقة

تستفيد أنظمة التخزين الكهربائي الحديثة من تعلم الآلة للتنبؤ بأسعار السوق ليوم الغد بدقة تصل إلى 92%، وتعديل جداول الشحن والتفريغ ديناميكيًا للاستفادة من الارتفاعات السعرية غير المتوقعة. هذه المرونة تزيد الإيرادات الناتجة عن المضاربة بنسبة 15–18% مقارنةً باستراتيجيات التوقيت الثابت. وب сочет هذه الأنظمة مع تصاميم وحداتية، يصبح من الممكن التوسع التدريجي مع تطور هياكل الأسعار.

زيادة استهلاك الطاقة الشمسية الذاتي من خلال أنظمة تخزين الطاقة التجارية

تخزين فائض إنتاج الطاقة الشمسية لتقليل الاعتماد على الشبكة

غالبًا ما تُنتج الأنظمة الشمسية التجارية طاقة زائدة في منتصف النهار عندما يكون الطلب المحلي منخفضًا. ويتيح دمج أنظمة التخزين التقاط هذا الفائض، مما يمكن المنشآت من تقليل اعتمادها على الشبكة بنسبة 30–50%. وترفع الشركات التي تجمع بين الطاقة الشمسية وأنظمة التخزين معدل الاستهلاك الذاتي لديها بنسبة 40%، حيث تحول إنتاج الطاقة من منتصف النهار إلى أحمال التشغيل في المساء.

تعظيم معدلات الاستهلاك الذاتي باستخدام أنظمة تخزين البطاريات (BESS)

تُعطي أنظمة التخزين الذكية الأولوية للاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية بدلاً من تصديرها إلى الشبكة، وتستخدم بيانات في الوقت الفعلي وإشارات التسعير لتحسين إدارة التوزيع. تقوم منصات إدارة الطاقة بتعديل عمليات الشحن والتفريغ بناءً على أنماط الأحمال في المنشأة، مما يزيد من استخدام الطاقة الشمسية بنسبة تصل إلى 65٪ مقارنةً بالنظم التي تعتمد على الطاقة الشمسية فقط—وقد تم التحقق من ذلك عبر برامج تجريبية متعددة مع شركات الكهرباء.

دراسة حالة: تحقيق مستودع لتعويض 65٪ من استهلاكه بالطاقة الشمسية مع نظام تخزين متكامل

تم تركيب نظام بطارية سعته 800 كيلوواط ساعة مع مصفوفة شمسية على السطح بقدرة 1.2 ميجاواط في مركز توزيع بمنطقة وسط الغرب الأمريكي، ما يمكنه من استخدام إنتاج الطاقة الشمسية النهارية خلال الليل. وتشمل النتائج الرئيسية ما يلي:

المتر	قبل التركيب	بعد التركيب	التحسين
شراء طاقة من الشبكة	82%	35%	انخفاض بنسبة 57%
الاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية	41%	76%	زيادة بنسبة 35٪
التكاليف السنوية للطاقة	$178,000	$102,000	توفير بنسبة 42٪

حقق المشروع استرداد تكلفته بالكامل خلال 6.8 سنوات من خلال الحوافز المقدمة من شركة الكهرباء والادخار المستمر في تكاليف الطاقة.

تحقيق الإيرادات من خلال استجابة الطلب والخدمات الشبكية

كيف تدعم أنظمة تخزين الطاقة التجارية والصناعية استقرار الشبكة

تُحسّن أنظمة تخزين الطاقة للتطبيقات التجارية والصناعية من موثوقية شبكات الكهرباء من خلال تقديم قدرات استجابة سريعة مثل تنظيم التردد ودعم الجهد. يمكن لهذه الأنظمة الاستجابة فورًا تقريبًا، حيث تمتص الكهرباء الزائدة عند توفرها بكميات كبيرة أو تعيد تغذية الشبكة بالطاقة أثناء النقص. ويُظهر دراسة حديثة أجرتها وزارة الطاقة لعام 2023 أن حوالي 8 من كل 10 شركات مرافق تفضل استخدام حلول التخزين بدلًا من الطرق التقليدية لتجنب انقطاعات الكهرباء المكلفة والتي تبلغ تكلفتها حوالي 740 ألف دولار في كل ساعة. بالإضافة إلى ذلك، يساعد هذا النهج في دمج مصادر طاقة متجددة أكثر ضمن الشبكة، وهي خطوة يراها كثير من العاملين في القطاع ضرورية للجهود المستقبلية المتعلقة بالاستدامة.

الحصول على حوافز من خلال برامج الاستجابة التلقائية للطلب

تتيح منصات الاستجابة الآلية للطلب (ADR) للشركات كسب ما بين 100 و200 دولار أمريكي لكل كيلوواط سنويًا من خلال تقليل الحمل مؤقتًا أثناء الضغط على الشبكة. يمكن للأنظمة المدعومة بـ OpenADR، مثل تلك المستخدمة في مصنع للسيارات بمنطقة الغرب الأوسط مع بطارية سعة 2 ميجاواط في الساعة، توليد مبلغ 58,000 دولار ربع سنويًا من خلال الأسواق الإقليمية مثل برنامج استجابة الأحمال الطارئة التابع لشركة PJM.

تحليل الاتجاه: نمو البرامج الراعية من قبل المرافق في أمريكا الشمالية

لقد كان النمو في الحوافز المدعومة من قبل المرافق لتخزين الطاقة مذهلاً، حيث ارتفع بنحو 217 بالمئة منذ عام 2020 عبر ما يقرب من ثلاثة عشر ولاية أمريكية وإقليمًا كنديًا. خذ على سبيل المثال برامج مثل برنامج الحوافز للإنتاج الذاتي (SGIP) في كاليفورنيا أو مبادرة NYSERDA في نيويورك، والتي أصبحت الآن تخصص نحو 30% من ميزانياتها بشكل خاص لحلول التخزين التجارية التي تتصل بالشبكة. ثم هناك أمر اللجنة الفيدرالية للتنظيم (FERC) رقم 2222 الذي يُعد دافعًا قويًا للأمام، إذ يُلزم بدفع عادل لجميع أنواع موارد الطاقة الموزعة. ومن ناحية التوقعات المستقبلية، يتوقع الخبراء أن نشهد أكثر من 47 جيجاواط من سعة استجابة الطلب المدعومة بالتخزين بحلول عام 2028. يبدو هذا التوقع منطقيًا إذا أخذنا في الاعتبار كيف لا تزال نماذج التسعير الديناميكية وأنظمة إدارة الطاقة السحابية المتطورة تكتسب زخمًا متزايدًا في السوق.

الأسئلة الشائعة

ما هي رسوم الطلب؟

رسوم الطلب هي رسوم تُفرض على فواتير الكهرباء التجارية بناءً على أعلى استهلاك للطاقة من الشبكة خلال أي فترة مدتها 15 دقيقة كل شهر.

كيف يمكن لتخزين الطاقة أن يساعد في تقليل رسوم الطلب؟

تقوم أنظمة تخزين الطاقة بإطلاق الطاقة المخزنة خلال أوقات الذروة، مما يقلل من الطلب على الشبكة وبالتالي يخفض رسوم الطلب بنسبة تصل إلى 60%.

ما هو التسعير حسب وقت الاستخدام (TOU)؟

يتضمن التسعير حسب وقت الاستخدام رسومًا أعلى للكهرباء خلال ساعات الذروة، وعادة ما تكون بين الساعة 4 و9 مساءً، مما يتيح للمؤسسات التجارية توفير التكاليف عن طريق نقل الاستخدام إلى الأوقات غير الذروة.

كيف تستفيد المرافق التجارية من استهلاك الطاقة الشمسية الذاتي مع التخزين؟

يمكن للمرافق تخزين فائض الطاقة الشمسية المنتَجة خلال فترات الطلب المنخفض واستخدامها لاحقًا، مما يزيد من نسبة الاستهلاك الذاتي ويقلل الاعتماد على الشبكة.