كيف تعمل أنظمة تخزين الطاقة الشمسية: دليل المبتدئين الكامل

مع الاهتمام العالمي المتزايد بالطاقة المتجددة ، أنظمة تخزين الطاقة الشمسية أصبحت خيارًا شائعًا للحفاظ على الطاقة وتخفيض الانبعاثات للأسر والشركات. يعرف الكثير من الناس عن "توليد الطاقة الشمسية" ، لكنهم ما زالوا مرتبكين حول كيفية "تخزين" الطاقة الشمسية واستخدامها عند الحاجة.

ما هو نظام تخزين الطاقة الشمسية؟
نظام تخزين الطاقة الشمسية هو حل يخزن الكهرباء الزائدة الناتجة عن الألواح الشمسية للاستخدام اللاحق. يحتوي هذا النظام عادةً على واحد أو أكثر من الخلايا الشمسية (البطارية) التي يمكن أن توفر الطاقة عندما لا يكون هناك أشعة الشمس الكافية أو عندما يكون استهلاك الكهرباء في ذروتها.
تواجه أنظمة الطاقة الشمسية التقليدية نفايات الطاقة عند توليد المزيد من الكهرباء خلال النهار وتستهلك المزيد من الكهرباء في الليل. إن وجود أنظمة تخزين الطاقة يحل هذا التناقض مع "توليد الطاقة الذروة واستهلاك الطاقة الذروة" ويحسن كفاءة الطاقة بشكل عام.

لماذا نحتاج إلى نظام تخزين الطاقة الشمسية؟
إن مزايا تثبيت نظام تخزين الطاقة الشمسية ليست فقط لتوفير فواتير الكهرباء ، ولكن أيضًا لجلب القيم البعيدة المدى التالية:

1. تحسين الاكتفاء الذاتي للطاقة (استقلال الطاقة)
يمكنك تقليل أو حتى التخلص تمامًا من اعتمادك على شبكة الطاقة العامة ، وخاصة في ارتفاع أسعار الطاقة اليوم. هذا الاستقلال جذاب للغاية.

2. إمدادات الطاقة المستمرة عندما تكون شبكة الطاقة خارج (طاقة النسخ الاحتياطي)
عندما يكون هناك انقطاع طاقة ، يمكن للبطارية على الفور الاستيلاء على مصدر الطاقة لضمان التشغيل المستمر للمعدات الرئيسية مثل الإضاءة والتبريد والاتصالات ، والتي هي مناسبة بشكل خاص للمناطق المعرضة للكوارث الطبيعية.

3. تعظيم استخدام الطاقة الشمسية
لا حاجة لإرسال الكهرباء الزائدة إلى الشبكة (لا تملك بعض البلدان آلية قياس صافية مثالية حتى الآن) ، وقم بتخزينها مباشرة في البطارية لاستخدام الطوارئ.
4. تقليل بصمة الكربون
كل كيلووات ساعة من الطاقة الشمسية التي تستخدمها هي خطوة لتقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري.

المكونات الرئيسية لنظام تخزين الطاقة الشمسية
يتكون نظام تخزين الطاقة الشمسية القياسية من المكونات الرئيسية التالية:
1. الألواح الشمسية
مثبت على السقف أو المساحة المفتوحة ، يحول ضوء الشمس إلى تيار مباشر (DC). هذا هو "مولد" النظام بأكمله.
2. العاكس
يحول التيار المباشر (DC) الذي تم إنشاؤه بواسطة اللوحة الشمسية إلى تيار متناوب (AC) للاستخدام المنزلي ، ويمكن أيضًا استخدامه لتحويل مخرجات تخزين طاقة البطارية إلى AC.
3. تخزين البطارية
"مستودع الطاقة" للنظام. عندما تكون هناك كهرباء زائدة خلال اليوم ، فإنها تخزن هذه الكهرباء. تشمل أنواع البطارية الشائعة:
بطارية الليثيوم أيون: الكفاءة العالية ، العمر الطويل ، البصمة الصغيرة ، هي الخيار الرئيسي الحالي.
بطارية حمض الرصاص: تكلفة منخفضة ، ولكن عمر الخدمة القصيرة ، مناسبة للمستخدمين الذين لديهم ميزانية محدودة.
بطارية التدفق: مناسبة لمشاريع تخزين الطاقة الصناعية على نطاق واسع ، وحياة طويلة للدورة ، لكنها باهظة الثمن.
4. وحدة تحكم الشحن
حماية البطارية من الإفراط في الشحن أو التفريغ ، وتمديد عمر البطارية (مدمج في العاكس في بعض الأنظمة).
5. نظام إدارة الطاقة
في الوقت الفعلي ، مراقبة توليد الطاقة ، وحالة تخزين الطاقة ، واستخدام الطاقة ، وما إلى ذلك من خلال تطبيقات الهاتف المحمول أو منصات الويب ، مما يتيح للمستخدمين فهم بيانات استهلاك الطاقة بسهولة.

ما هي عملية تشغيل نظام تخزين الطاقة؟
منطق تشغيل نظام تخزين الطاقة الشمسية في فترات زمنية مختلفة طوال اليوم هو كما يلي:
خلال اليوم:
تولد الألواح الشمسية الكهرباء تحت أشعة الشمس.
يتم توفير الكهرباء لأول مرة للأسر أو الكهرباء الصناعية ؛
يتم تخزين الكهرباء الزائدة تلقائيًا في البطارية.
في الليل أو الطقس الممطر:
عندما لا تستطيع الشمس توليد الكهرباء ، يتحول النظام تلقائيًا إلى طاقة البطارية ؛
إذا تم استنفاد البطارية ، فإنها تتحول تلقائيًا إلى شبكة الطاقة العامة.
عندما يتم شحن البطارية بالكامل:
إذا كانت المنطقة تدعم صافي القياس ، فسيقوم النظام بإطعام الطاقة الزائدة للشبكة وسيحصل المستخدمون على خصم على فواتير الكهرباء الخاصة بهم ؛
إذا لم يتم دعم Net Metering ، فسيتحكم النظام في توليد الطاقة أو إعطاء أولويات تخزين الطاقة.

هل يحتاج الجميع إلى نظام تخزين الطاقة الشمسية؟
على الرغم من أن أنظمة تخزين الطاقة مكلفة نسبيًا ، إلا أنها موصى بها بشكل خاص في المواقف التالية:
العيش في مناطق ذات انقطاع متكرر للطاقة أو الكوارث الطبيعية
لا تستمتع بسياسات القياس الصافية ولا يمكنك بيع الطاقة الزائدة إلى الشبكة
تريد تحقيق نظام خارج الشبكة وتحقيق استقلال الطاقة الكامل
نتوقع زيادة العائد على الاستثمار (ROI) وتقليل مصاريف الطاقة