تعمل العاكسات، سواءً التقليدية أو الشمسية، على تحويل التيار المستمر (DC) إلى تيار متردد (AC) لتشغيل الأجهزة. الفرق الوحيد بينهما هو مصدر طاقة التيار المستمر. في العاكسات الشمسية، يُستخدم التيار المستمر الناتج عن الألواح الشمسية كمدخل، بينما في العاكسات التقليدية، تُستمد طاقة التيار المستمر من بطارياتها. هذا هو الفرق الأساسي بينهما، ولكن ما الفرق بين العاكس المستقل عن الشبكة والعاكس الهجين؟ لا داعي للقلق، فهذه المقالة مخصصة لسعر العاكس المستقل عن الشبكة والعاكس الهجين، وكفاءته، وعمره الافتراضي. هيا نكتشف ذلك!
ما هو العاكس خارج الشبكة مقابل العاكس الهجين؟
تعمل هذه المقارنة بين العاكسات الهجينة وغير المتصلة بالشبكة وعملياتها على الإشارة إلى إجراءات مماثلة ولكن بقدرات مختلفة.
1. عاكس خارج الشبكة
العاكس مصممة للعمل بمفردها يُعرَف العاكس غير المتزامن مع الشبكة باسم العاكس المستقل. تتصل هذه العاكسات مباشرةً بالأحمال وليس بالشبكة. تُعرَف أيضًا باسم العاكسات المستقلة، ولا تعمل بكفاءة عند توصيلها بالشبكة. وظيفتها هي تحويل التيار المستمر (DC) الناتج عن الألواح الشمسية فورًا، وتحويله، وتزويد الطاقة المُحوَّلة. التيار المتناوب (AC) للأجهزة.
إلى جانب الألواح الشمسية، يعتمد عاكس الطاقة الشمسية المستقل عن الشبكة على بطاريات شمسية لتخزين الطاقة. تُشحن البطارية المتصلة بالألواح الشمسية وتُستخدم لتشغيل الأجهزة ليلاً أو في الأيام التي لا تكفي فيها الألواح لتوليد الطاقة. حاليًا، تتميز عاكسات الطاقة الشمسية المستقلة عن الشبكة بميزات مثل مفتاح التحويل، وشاشة LCD، والاتصال بتطبيقات الهاتف المحمول.
أ) التشغيل
تُوصَّل محولات الطاقة خارج الشبكة بين الألواح الشمسية وبطاريات الطاقة الشمسية والأحمال . ثمة فرق شاسع بين عمل الأنظمة الهجينة وأنظمة الطاقة خارج الشبكة. تُشحن البطاريات بواسطة الألواح الشمسية، بينما تستمد محولات الطاقة خارج الشبكة الطاقة من البطاريات وتحولها من تيار مستمر إلى تيار متردد. لا تُغذَّى الطاقة من الألواح الشمسية إلى شبكة الكهرباء العامة، بل تُحوَّل بواسطة محول الطاقة وتُزوَّد بها الأجهزة. يُستخدم جزء من الطاقة المُولَّدة خلال النهار لشحن البطاريات، وتُستخدَم هذه الطاقة المُخزَّنة لتشغيل الأجهزة ليلاً.
2. العاكس الهجين
المعروف أيضا باسم عاكسات متعددة الأوضاع، فهي عبارة عن مزيج من العاكسات الشمسية المتصلة بالشبكة وخارجها. تم تصميم العاكس الهجين للعمل في كلتا الحالتين، سواءً كانت متصلة بالشبكة أو تعمل بالبطاريات فقط. تُمكّن هذه الخاصية للمحولات الهجينة من التحكم في الطاقة من الألواح الشمسية، وشبكة الكهرباء، والبطاريات. لا حاجة لشراء بطارية منفصلة، لأن المحول الهجين يُقلل الحاجة إليها، إذ يعمل كبطارية وعاكس لكليهما.
في العاكسات الكهربائية غير المتصلة بالشبكة، مقارنةً بالعاكسات الهجينة، تتصل الأخيرة بالشبكة وتُزوّد الأجهزة بالطاقة من خلالها. كما تُغذّى الطاقة الفائضة التي تولّدها الألواح بالشبكة. وفي أيام انخفاض إنتاج الطاقة من الألواح، يُمكنها الحصول على الطاقة من شبكة المرافق. وفي حال انقطاع التيار الكهربائي من الشبكة، تُستخدم الطاقة المُخزّنة في البطاريات.
أ) التشغيل
تتشابه عملية توليد الكهرباء في العاكس الهجين مع تلك الموجودة في العاكس التقليدي . والفرق الوحيد هو وجود بطارية مدمجة في العاكس الهجين. يتم تحويل الطاقة المولدة من الألواح الشمسية من تيار مستمر (DC) إلى تيار متردد (AC)، ثم يتم تزويد الشبكة الكهربائية بهذه الطاقة المحولة. ومن ثم، يتم تزويد الأجهزة الكهربائية بها، وبعد ذلك، يتم تغذية الطاقة المتبقية إلى شبكة الكهرباء العامة وإرسالها إلى مزود الخدمة.
تتصل المحولات الهجينة بالألواح الشمسية والبطاريات والشبكة الكهربائية. من ناحية أخرى، يُزوَّد جزء من التيار المستمر (DC) من الألواح الشمسية إلى البطاريات لشحنها. وبهذه الطريقة، تُستغل الطاقة الشمسية المُحصَّدة بكامل طاقتها.
انظر أيضاً: هل يمكن للمحول الهجين أن يعمل بدون بطارية؟
ما هو الفرق بين كفاءة العاكس خارج الشبكة وكفاءة العاكس الهجين؟
تتميز محولات الطاقة الشمسية بكفاءة عالية ، تتراوح عادةً بين 93% و96% حسب الطراز والشركة المصنعة. أما محولات الطاقة الشمسية غير المتصلة بالشبكة، فعادةً ما تكون كفاءتها بين 80% و87%، ويمكن الحفاظ على هذه الكفاءة مع الصيانة المثلى. وهذا يعني أنها قادرة على تحويل ما بين 80% و87% من الطاقة الشمسية المُزوَّدة لها على شكل تيار مباشر. في المقابل، تتميز محولات الطاقة الهجينة بكفاءة أعلى، حيث تتراوح بين 90% و98% عند التشغيل بكامل طاقتها.
ملاحظة : لن تكون كفاءة العاكس 100% لأن بعض الطاقة تُفقد على شكل حرارة، ويُستخدم بعضها الآخر لتشغيل العاكس.
اقرأ أيضاً: 11 عاملاً رئيسياً تؤثر على كفاءة الألواح الشمسية
كفاءة العاكس خارج الشبكة مقابل العاكس الهجين ليست قيمة ثابتة ، لذا فإن المصطلح الأنسب لها هو منحنى الكفاءة. يختلف هذا المنحنى من طراز لآخر ومن مصنّع لآخر. في مقارنة العاكس خارج الشبكة مع العاكس الهجين، تُستخدم مصطلحات مثل كفاءة CEC، والكفاءة الأوروبية، وكفاءة الذروة في رسم منحنى الكفاءة.
1. كفاءة لجنة الطاقة في كاليفورنيا: على غرار كفاءة اليورو، تُحسب هذه الكفاءة أيضًا بضرب مستويات خرج التيار المتردد المختلفة باستخدام معادلات محددة. وتُعتبر كفاءة لجنة الطاقة في كاليفورنيا أكثر موثوقية من تصنيفات ذروة الكفاءة.
٢. الكفاءة القصوى: هي أداء العاكس عند خرج الطاقة الأمثل. تُشير الكفاءة القصوى إلى أعلى مستوى أداء للعاكس، وتُعتبر معيارًا لجودته وأدائه. ببساطة، هي نسبة التيار المستمر الداخل إلى التيار المتردد الخارج عندما يعمل العاكس بكامل طاقته المقدرة. قد تصل كفاءة بعض أفضل العواكس إلى ٩٩٪، ولكن هذا ليس المعيار الوحيد لكفاءة العاكس.
3. الكفاءة الأوروبية: هي قيمة مُرجّحة تُراعي عدد مرات تشغيل العاكس عند مستويات طاقة مختلفة. يُعتبر هذا التصنيف أكثر دقة لأنه يأخذ في الاعتبار أداء العاكس عند مستويات الطاقة المختلفة. بعد ذلك، دعونا نستكشف مدى عمر العاكسات المنفصلة عن الشبكة مقابل العاكسات الهجينة.
اقرأ أيضاً: محول الطاقة الشمسية مقابل محول الطاقة العادي - ما هي الاختلافات؟
ما هو عمر العاكس الكهربائي المستقل عن الشبكة مقابل العاكس الكهربائي الهجين؟ ما هو عمر العاكس الكهربائي المستقل عن الشبكة مقابل العاكس الكهربائي الهجين؟
عمر نظام الوحدة الكهروضوئية يستغرق حوالي 20-40 عامًا وأحيانًا، مع الصيانة المناسبة، تدوم هذه الألواح لحوالي 50 عامًا. ومع ذلك، هذا هو العمر الافتراضي الأساسي للألواح الكهروضوئية (الألواح الشمسية)، وقد يختلف هذا العمر أيضًا باختلاف نوع الألواح الشمسية المستخدمة. أما بالنسبة لـ محولات الطاقة الشمسيةهذا ليس صحيحًا، لأنها عادةً لا تدوم طويلًا. عادةً، يبلغ عمر العاكسات الشمسية من 10 إلى 15 عامًا ولكن مع الرعاية المناسبة، فإنها تميل إلى البقاء في حالة جيدة لفترة أطول.
يبلغ متوسط عمر محولات الطاقة الشمسية المستقلة عن الشبكة حوالي 10-15 عامًا، وبعدها يلزم استبدالها. أما محولات الطاقة الشمسية الهجينة ، فهي أيضًا نوع من محولات السلسلة، ويبلغ عمرها الافتراضي حوالي 15-20 عامًا . هذا هو الفرق بين عمر محولات الطاقة الشمسية المستقلة عن الشبكة ومحولات الطاقة الشمسية الهجينة. بعد ذلك، دعونا نتعرف على أسعار محولات الطاقة الشمسية المستقلة عن الشبكة ومحولات الطاقة الشمسية الهجينة.
ملاحظة : يختلف العمر الافتراضي لأجهزة تحويل الطاقة الشمسية باختلاف طرازها والشركة المصنعة والعلامة التجارية. الفترة الزمنية المذكورة هنا هي تقديرية وعامة فقط. لا نستهدف أي شركة مصنعة أو علامة تجارية محددة لأجهزة تحويل الطاقة الشمسية.
انظر أيضاً: كم تدوم ساعات الطاقة الشمسية؟
ما هو سعر العاكس خارج الشبكة مقابل العاكس الهجين؟
بعد التعرف على عمر العاكس الشمسي المستقل عن الشبكة مقابل العاكس الهجين، تعرف على سعره. تُعد تكلفة العاكس الشمسي عاملاً رئيسياً في زيادة التكلفة الإجمالية لتركيب نظام الطاقة الشمسية. ولكن لكونه مكوناً أساسياً في نظام الطاقة الشمسية، لا يُمكن إهمال العاكس الشمسي. مع ذلك، قد يُكلف العاكس الشمسي المستقل عن الشبكة ما بين 25% و30% من التكلفة الإجمالية لنظام الألواح الشمسية.
تتراوح أسعار محولات الطاقة الشمسية المستقلة عن الشبكة بين 900 و1000 دولار أمريكي. مع ذلك، قد يرتفع سعرها مع زيادة كفاءتها وقدرتها الكهربائية . أما محولات الطاقة الشمسية الهجينة المزودة ببطاريات مدمجة ووظائف أخرى للتعامل مع مصدرين للطاقة (الشبكة والألواح الشمسية) فهي أغلى ثمناً. ويتراوح سعرها ، بحسب نوعها، بين 1000 و1800 دولار أمريكي.
ملاحظة: التكاليف المذكورة هنا تقديرية. تكلفة العاكسات قابلة للتغيير حسب الموقع، والعلامة التجارية، والكفاءة، والشركة المصنعة، وعوامل أخرى.
انظر أيضاً : الطاقة الشمسية المتصلة بالشبكة مقابل الطاقة الشمسية المنفصلة عن الشبكة مقابل الطاقة الشمسية الهجينة - أيهما أفضل؟
ما هي مزايا العاكس خارج الشبكة مقابل العاكس الهجين؟
بعد فهم السبب وراء سعر العاكس خارج الشبكة مقابل العاكس الهجين، إليك قائمة بمزايا العاكس خارج الشبكة مقابل العاكس الهجين.
1. مزايا العاكس الكهربائي المستقل عن الشبكة
لتقرر ما إذا كان العاكس خارج الشبكة هو الأفضل بالنسبة لك، أخبرنا عن مزاياه.
1) نظام الطاقة الاحتياطية بالبطاريات: يقوم العاكس خارج الشبكة بتخزين الطاقة المنتجة من الألواح الشمسية في بطاريات. وتعمل هذه البطاريات كنظام طاقة احتياطي ليلاً وفي الأيام التي يكون فيها إنتاج الطاقة غير كافٍ.
2) الاستقلال التام عن الشبكة: يُعدّ استقلالك عن الشبكة ميزةً لك، حيث لن تُشكّل انقطاعات التيار الكهربائي أو غيرها من المشاكل المتعلقة بالشبكة مصدر قلق لك بعد الآن.
3) توفير المال: تركيب نظام الألواح الشمسية مكلف، ولكن مع العاكس المستقل عن الشبكة، يمكنك توفير المال الذي تنفقه على فواتير الكهرباء. فبدون اتصال بشبكة الكهرباء الرئيسية، لن تتلقى أي فاتورة كهرباء شهرية. من المفيد معرفة مزايا العاكس المستقل عن الشبكة مقارنةً بالعاكس الهجين.
ملاحظة : في بعض المناطق، يُعتبر الانقطاع التام عن شبكة الكهرباء غير قانوني. لا ننصح بمثل هذا النشاط. يُرجى جمع معلومات كاملة ومسبقة حول القوانين المحلية وقوانين الولاية قبل الشروع في أي اتصال.
اقرأ أيضاً: 5 مزايا رئيسية لأعمدة إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية
2. مزايا العاكس الهجين
وفيما يلي مزايا العاكسات الهجينة:
1) مصدر طاقة ثابت: تقوم بطاريات التخزين المتصلة بمحول التيار بتخزين كميات مثالية من الطاقة الشمسية. وتُستخدم هذه الطاقة المخزنة كاحتياطي في حالات انقطاع التيار الكهربائي والأيام التي لا يتم فيها توليد طاقة شمسية كافية بسبب الطقس الغائم. باستثناء محول التيار الهجين الأساسي، لأنه لا يحتوي على جهاز عزل عن الشبكة.
٢) الاستخدام الأمثل للموارد المتجددة: تقوم العواكس الهجينة بتحويل التيار المستمر إلى تيار متردد، ثم تنقله إلى الشبكة الكهربائية، بينما تُخزن الطاقة المتبقية في البطارية. بعد اكتمال شحن البطارية، يُعاد تغذية الشبكة الكهربائية بالطاقة الفائضة المولدة من الألواح الشمسية. ويُستخدم هذا النظام بشكل خاص في أوقات انخفاض إنتاج الطاقة الشمسية. وبهذه الطريقة، لا تُهدر أي وحدة من الطاقة الشمسية.
3) صيانة منخفضة: بالمقارنة مع العواكس التقليدية، يتطلب العاكس الشمسي الهجين صيانة أقل بكثير. وبفضل عدم استخدامه للوقود، فإنه يقلل من البصمة الكربونية بشكل كبير، بالإضافة إلى عدم الحاجة إلى صيانة متكررة.
انظر أيضًا: 3 مزايا وعيوب الألواح الشمسية غير المتبلورة
ما هي عيوب العاكس خارج الشبكة مقابل العاكس الهجين؟
ليس القرار الصائب هو النظر في مزايا العاكس الكهربائي المستقل عن الشبكة مقابل العاكس الكهربائي الهجين. بل لاتخاذ القرار الصائب، يجب مراعاة الجوانب الإيجابية والسلبية لكلا العاكسين.
1. عيوب العاكسات غير المتصلة بالشبكة
فيما يلي وصف موجز لعيوب العاكسات غير المتصلة بالشبكة.
1) عدم وجود مصدر طاقة احتياطي : نظرًا لأن الألواح الشمسية غير المتصلة بالشبكة موصولة ببطارية فقط، فهناك احتمال لانقطاع التيار الكهربائي. في الليل، لا يوجد مصدر طاقة من الألواح، وإذا نفدت البطارية، فقد تواجه مشاكل في الطاقة.
2) الاعتماد الكامل على البطاريات: بدون أي مصدر طاقة احتياطي أو إضافي، يعتمد محول الطاقة الشمسية المنفصل عن الشبكة كلياً على البطاريات. وبدون البطاريات، لن يكون هناك أي إمداد بالطاقة للأجهزة.
3) مكلفة مع ارتفاع تكلفة التركيب: يؤدي استخدام البطاريات إلى زيادة تكاليف التركيب الأولية. عادةً ما تكون أجهزة تحويل الطاقة باهظة الثمن، ولكن مع إضافة البطاريات، ترتفع تكاليفها الإجمالية. كما يرتفع سعر البطاريات وأجهزة تحويل الطاقة مع زيادة كفاءتها.
اقرأ أيضاً: 5 عيوب لأنظمة ضخ المياه بالطاقة الشمسية
2. عيوب العاكس الهجين
فيما يلي بعض عيوب العاكس الهجين التي يجب أن تكون على دراية بها قبل إجراء عملية الشراء.
1) أغلى من العواكس القياسية : تتطلب العواكس الهجينة تركيب العديد من المكونات (أجهزة الحماية). ولإنشاء اتصال مزدوج، يلزم وجود العديد من الموصلات والمقابس ومفاتيح الأمان والأجهزة والأسلاك، مما يزيد من التكلفة الأولية للعاكس الهجين. ومع إضافة تكلفة بطاريات الطاقة الشمسية، ترتفع تكلفة التركيب الإجمالية.
2) يتطلب مساحة أكبر: نظرًا لاحتواء العاكس الهجين على بطارية بالإضافة إلى مكونات أخرى، فإنه يتطلب مساحة أكبر لنظام الألواح الشمسية بأكمله.
3) قصر عمر البطاريات: تتميز بطاريات الطاقة الشمسية بعمر أطول بكثير من البطاريات العادية، ولكنها تحتاج إلى استبدال بعد 10-15 عامًا. وتختلف مدة الاستبدال باختلاف نوع البطارية وطريقة صيانتها.
انظر أيضًا : 5 عيوب رئيسية للعواكس الهجينة
أيهما أفضل العاكس الهجين أم العاكس المستقل عن الشبكة؟
حسنًا، يعتمد هذا على عدة عوامل مثل احتياجاتك من الطاقة ، وميزانيتك، ونوع المعايير المتعلقة بربط الشبكة في منطقتك، والمساحة المتاحة. كلا المحولين مناسبان للاستخدامات السكنية والتجارية. تتلقى تطبيقات الهاتف المحمول تنبيهات من المحولين في حالة حدوث مشاكل أو ارتفاع مفاجئ في التيار الكهربائي.
إذا كانت منطقتك تعاني من مشاكل متكررة في الطاقة، ولا توجد قيود تمنعك من الاعتماد كلياً على الطاقة الكهربائية، فإن محولات الطاقة المستقلة عن الشبكة هي الخيار الأمثل، إذ تمنحك استقلالية تامة عن مشاكل الطاقة. يمكنك توصيلها بمولد كهربائي عادي لتوفير مصادر طاقة بديلة.
لكن في حال كنت غير متأكد من احتياجاتك من الطاقة، ولا يمكنك الاستغناء تمامًا عن الشبكة الكهربائية بسبب القوانين، ولم تكن الميزانية عائقًا، يمكنك اختيار محول طاقة هجين، فهو يوفر لك إمدادًا ثابتًا بالطاقة. يقوم هذا المحول بتحويل التيار تلقائيًا من الشبكة إلى البطارية ، ومن الألواح الشمسية إلى الشبكة، ومن البطارية إلى الشبكة/الألواح، دون أي تدخل بشري. مع ذلك، في كلا النوعين من المحولات، يمكنك مراقبة كمية الطاقة المولدة والمستهلكة يوميًا.
لقد تعرفت اليوم على مواصفات مختلفة تتعلق بالعاكس الكهربائي المستقل عن الشبكة مقابل العاكس الهجين، بالإضافة إلى كفاءتهما، وسعرهما، وعمرهما الافتراضي، وطريقة عملهما. الآن، أنت تعرف أيهما أفضل: العاكس الهجين أم العاكس المستقل عن الشبكة، وذلك بناءً على عوامل معينة. هل لديك عاكس شمسي بالفعل؟ أيهما لديك: عاكس كهربائي مستقل عن الشبكة أم عاكس كهربائي هجين؟ نود أن نسمع آراءكم حوله. من يدري، يُعد هذا عاملًا حاسمًا في اختيارك لعميل عاكس شمسي محتمل.
موصى به: ما هو منظم شحن MPPT؟
