مع تزايد استخدام الطاقة الشمسية، ظهرت أنواع مختلفة من أنظمة الطاقة الشمسية. تتميز هذه الأنظمة بخصائص واستخدامات وإيجابيات وسلبيات مختلفة. ومن أشهر هذه الأنظمة نظام الطاقة الشمسية المتصلة بالشبكة. يعلم الكثيرون بوجود مثل هذا النظام، ولكن عند سؤالهم عن ماهية نظام الطاقة الشمسية المتصلة بالشبكة، يسود صمت محرج. لذا، دعونا نحل هذه المشكلة ونبسط كل ما يتعلق بأنظمة الطاقة الشمسية المتصلة بالشبكة من خلال هذه المدونة.
ما هو نظام الطاقة الشمسية على الشبكة؟
في الأساس ، هناك 3 أنواع من أنظمة الطاقة الشمسية وهي أنظمة شمسية متصلة بالشبكة، ومنفصلة عنها، وهجينة. تتصل أنظمة الطاقة الشمسية المتصلة بالشبكة ومنفصلة عنها بمصدر واحد فقط، بينما تتمتع أنظمة الطاقة الشمسية الهجينة باتصالات متصلة بالشبكة ومنفصلة عنها، ولذلك تُعرف بالأنظمة الهجينة.
ومع ذلك، يشير نظام الطاقة الشمسية على الشبكة بشكل خاص إلى النظام متصل بشبكة المرافقتُوَجَّه الكهرباء المُولَّدة من الألواح الشمسية إلى الشبكة، حيث تُزوَّد بها الأجهزة المختلفة. تحتاج أنظمة الطاقة الشمسية المتصلة بالشبكة إلى اتصال بالشبكة للعمل، وفي حالة انقطاع التيار الكهربائي، لا تعمل هذه الأنظمة. ولذلك، تُعرف أيضًا باسم الأنظمة المتصلة بالشبكة.
تعتبر أنظمة الطاقة الشمسية المتصلة بالشبكة مثالية للأماكن ذات أقل من ساعتين أو عدم انقطاع التيار الكهربائي خلال النهارنظرًا لعدم وجود بطاريات متصلة، فإن هذا النظام اقتصادي ولا يتطلب تكاليف متكررة لاستبدال المكونات.
تبلغ ذروة توليد الطاقة الشمسية بين الساعة 09:00 صباحًا و03:00 مساءً. تُسمى هذه الفترة "النافذة الشمسية". ويمكن أن تتراوح هذه الفترة أيضًا بين الساعة 07:00 صباحًا و05:00 مساءً، وذلك حسب عوامل مختلفة، مثل نوع الألواح الشمسية والظل وعوامل أخرى.
ما هو نظام الشبكة الذي يعمل؟
تمتص الألواح الشمسية الفوتونات من ضوء الشمس، فتبدأ عملية توليد الكهرباء. بامتصاص هذه الفوتونات، يحدث تدفق حر للإلكترونات. هذا الاهتزاز العنيف للإلكترونات يولد تيارًا كهربائيًا مستمرًا (DC).
ينتقل هذا التيار الناتج عبر الأسلاك و يمر عبر وحدات التحكم في الشحن ويدخل إلى العاكس. هنا، يتم تحويله إلى التيار المتردد (AC) والتي يمكن للأجهزة استخدامها. لا يمكن للأجهزة استخدام التيار المستمر (DC)؛ لذا، يلزم تحويله.
بمجرد استيفاء متطلبات جميع الأجهزة، يتم نقل الطاقة المتبقية إلى شبكة المرافق. في نظام الطاقة الشمسية المتصل بالشبكة، تعمل شبكة المرافق كبطارية حيث تُغذّى جميع الطاقة الفائضة. يُطلق على هذا اسم "تخزين الطاقة". معلومة أخرى شيّقة يجب معرفتها حول نظام الطاقة الشمسية المتصل بالشبكة.
في الليل، في غياب الطاقة الشمسية، تستورد الأحمال الطاقة المخزنة من الشبكة. وبالمثل، في حال انخفاض إنتاج الطاقة في يوم غائم، تُزوّد الشبكة الأحمال بالطاقة اللازمة. مع نهاية الشهر، يُحسب عداد ثنائي الاتجاه الفاتورة مع الأخذ في الاعتبار تصدير واستيراد الطاقة.
عمل عداد ثنائي الاتجاه
يُسجِّل العداد ثنائي الاتجاه ثلاثة أنواع من القراءات. عادةً ما يعرض العداد أحادي الاتجاه إجمالي الطاقة المستوردة من الشبكة فقط. أما العداد ثنائي الاتجاه فيسجل ما يلي:
- إجمالي كمية الطاقة مستورد
- إجمالي كمية الطاقة تم تصديرها (كيلوواط ساعة)
- استخدم فرق الطاقة الصافي بين الطاقة المستوردة والمصدرة
انظر أيضا: تشغيل إنارة الشوارع أوتوماتيكيًا
ما هي مكونات نظام الشبكة؟
بالنسبة لنظام الطاقة الشمسية المتصل بالشبكة، فأنت بحاجة إلى المكونات التالية.
1. صندوق توزيع التيار المتردد (AC)
يقوم هذا الصندوق بربط العاكس الشمسي بإمدادات الشبكة.
2. صندوق تقاطع المصفوفة
يتم توصيل عدة ألواح شمسية متصلة بالتوازي بصندوق توصيل مصفوفي. قدرة النظام الشمسي يُحدد حجم صندوق توزيع التيار المستمر. يُعرف أيضًا باسم صندوق توزيع التيار المستمر، وهو مزود بأجهزة حماية من زيادة التيار، بالإضافة إلى أجهزة حماية أخرى لمنع أي خطر كهربائي.
3. عداد ثنائي الاتجاه
مع نظام الطاقة الشمسية المتصل بالشبكة، يعد نظام الطاقة الشمسية ثنائي الاتجاه إلزاميًا لأنه يضمن سجلاً كاملاً من الكهرباء المستوردة والمصدرة من وإلى شبكة المرافق العامة.
4. كابلات التيار المستمر (DC)
استخدم الطاقة المنتجة يتم نقل الطاقة بواسطة الألواح الشمسية من خلال هذه الكابلات؛ وبالتالي، فهي مصممة لـ تحمل الظروف الجوية القاسية ودرجات حرارة متفاوتة (عالية ومنخفضة) مع هطول الأمطار والعواصف. يجب أن تكون متينة لتدوم في الهواء الطلق.
5. مكونات الأرض ومانعات الصواعق
يتم إقران هذه الأجهزة معًا لحماية النظام الشمسي من البرق والرعد. تكون الألواح الشمسية المثبتة على الأسطح عرضة للضربات الناجمة عن البرق أو الرعد مما قد يؤدي إلى حدوث حرائق مفاجئة ارتفاع التيار أو الجهدوهذا يضر بالنظام وكذلك بأجهزتك المنزلية والأحمال الأخرى المتصلة بشبكة المرافق.
6. تركيب الهياكل
ما هو نظام الطاقة الشمسية على الشبكة بدون حوامل لحمل الألواح الشمسية؟ مصنوعة من الألومنيوم أو الحديد المجلفنتساعد وحدات التركيب هذه على تثبيت ألواحك الشمسية بزاوية معينة لضمان أقصى تعرض لأشعة الشمس. يعتمد محاذاة وميل الألواح الشمسية ووحدات التركيب على نوع السقف.
7. عاكس الشبكة الشمسية
إنه مكون أساسي و يحمل في ثناياه عوامل متحكم الشحن ينظم مصدر الطاقة من الألواح الشمسية. أنواع العاكسات المستخدمة في أنظمة الطاقة الشمسية هي: العاكس المركزي، والعاكس التسلسلي، والعاكس الصغير، والتي تعمل على تحويل التيار المستمر إلى تيار متردد.
8. مجموعة الطاقة الشمسية الكهروضوئية (PV)
إنها ضرورية لـ الامتصاص والتحويل تحويل ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية. باستخدام مجموعة من الألواح الشمسية الفعّالة، يتم إنتاج كميات جيدة من الطاقة الشمسية لتلبية احتياجات منزلك من الطاقة. تنقسم الألواح الشمسية بشكل رئيسي إلى ثلاثة أنواعالألواح الشمسية أحادية البلورة، ومتعددة البلورات، وغشائية رقيقة (غير متبلورة). تختلف الضمانات والسعر والكفاءة باختلاف أنواع الألواح الشمسية، ولكن الحد الأدنى للضمان ٢٥ عامًا.
ما هي مزايا نظام الطاقة الشمسية على الشبكة؟
وبما أن شبكة المرافق تعمل كبطارية تخزين وليس فقط للاستفادة من نظام الطاقة الشمسية هذا، ألق نظرة على مزايا نظام الشبكة الشمسية.
1. عائد أفضل على الاستثمار (ROI))
مع الاستغناء عن تكلفة البطاريات، تنخفض التكلفة الإجمالية لنظام الطاقة الشمسية المتصل بالشبكة بشكل ملحوظ. كما يُولّد هذا النظام أعلى كمية من الطاقة مقارنةً بأنواع أنظمة الطاقة الشمسية الأخرى. ومع فاتورة شهرية مخفضة وتكاليف صيانة بسيطة، يمكنك الحصول على ما يقارب عائد الاستثمار (ROI) 25%-35%وفقًا لذلك، يحصل العميل على مبلغ جيد من المال مقابل المبلغ الذي استثمره في تركيب نظام الألواح الشمسية
انظر أيضا: ما هي السندات الخضراء ولماذا كل هذه الضجة؟
2. سهولة الصيانة
مع لا بطاريات أصبحت صيانة أنظمة الطاقة الشمسية المتصلة بالشبكة أسهل. كما تُلغى تكلفة استبدال وإصلاح البطاريات. بالإضافة إلى ذلك، لا تتطلب صيانة النظام أي تكاليف أو جهود خاصة. تعرّف على مزايا أنظمة الطاقة الشمسية المتصلة بالشبكة لفهمها بشكل أفضل قبل اتخاذ القرار.
3. انخفاض كبير في فواتير الكهرباء
مع عداد ثنائي الاتجاه وعداد صافي، عليك أن تدفع فقط مقابل الوحدات المستهلكة بعد تم استنفاد الطاقة الشمسية المخزنةمع انخفاض استهلاك الكهرباء من شركات المرافق، ستنخفض فاتورة الكهرباء تدريجيًا عن المعتاد. وقد ذكر العديد من المستهلكين أنهم خفضوا حوالي 90% من فواتيرهم.
اقرأ أيضا: كم عدد البطاريات للنظام الشمسي بقدرة 1000 وات؟
4. المزامنة مع مصادر الطاقة الأخرى
في حالة عدم توفر طاقة الشبكة، يمكنك توصيل مولد الديزل لتحقيق هذا الغرض. يمكن مزامنة هذا النظام الشمسي المتصل بالشبكة مع مصادر طاقة مختلفة.
5. زيادة قيمة المنزل
نظام الطاقة الشمسية على الشبكة الزيادات قيمة إعادة البيع لمنزلك أو عملك. مع تزايد توجه الناس نحو الألواح الشمسية لتوليد الكهرباء، ابحث عن منازل مزودة بأنظمة شمسية مُثبتة مسبقًا. فهذا يوفر عليهم الوقت والجهد، ويمكنك الاستفادة منه.
اقرأ أيضا: 5 مزايا رئيسية لإضاءة الشوارع بالطاقة الشمسية
ما هي عيوب نظام الطاقة الشمسية على الشبكة؟
بعد التعرف على المزايا، يجب عليك أيضًا أن تفكر في النظر في عيوب نظام الطاقة الشمسية على الشبكة.
1. الاعتماد على الشبكة
مع نظام الطاقة الشمسية المتصل بالشبكة، سيكون هناك لا كهرباء في أوقات انقطاع التيار الكهربائيعلى الرغم من أن مثل هذه المواقف نادرة جدًا في المناطق الحضرية، إلا أن هناك استثناءات تؤدي إلى مواقف مثل الخطأ البشري في الشبكة، أو العواصف، أو غيرها من الظروف الجوية.
2. ملاءمة المنزل
يحتاج نظام الألواح الشمسية لديك إلى توليد طاقة كافية لتلبية المتطلبات ولهذا تحتاج الألواح الشمسية إلى مكان مشمس مع القليل من التظليل. الآن، لا يدعم كل نوع من أنواع الأسطح أنظمة الألواح الشمسية، وتركيب الألواح في أماكن غير ذات صلة يؤدي إلى انخفاض الإنتاجية.
انظر أيضا: 3 مزايا وعيوب الألواح الشمسية أحادية PERC
3. التكلفة المقدمة
من التثبيت إلى المعدات، التكلفة الأولية مرتفعة لنظام الطاقة الشمسية المتصل بالشبكة. حاول البحث عن خيارات التمويل المتاحة في منطقتك لتقليل هذه التكلفة.
إذًا، الإجابة على سؤال ما هو نظام الطاقة الشمسية المتصل بالشبكة الكهربائية هو النظام الشمسي المتصل بشبكة الكهرباء العامة لمنزلك أو مكتبك. هذا النظام مفيدٌ من نواحٍ عديدة، وهو ليس معقدًا كنظام الطاقة الشمسية الهجين. أعتقد أنك فهمت آلية عمل نظام الطاقة المتصل بالشبكة. لمَ لا تشارك هذه المعلومات مع مبتدئ في مجال الطاقة الخضراء لمساعدته في اختيار نظام الطاقة الشمسية الأنسب له؟
