لكل شخص تفضيلاته وأذواقه الشخصية عند التسوق. وهذه القاعدة تنطبق أيضًا على أنظمة الطاقة الشمسية. الفرق الوحيد هو احتياجات كل نظام من الطاقة ونوع التوصيل الذي يرغب به أو يستطيع الحصول عليه. تتوفر ثلاثة أنواع من أنظمة الطاقة الشمسية، مما قد يُصعّب على العملاء الجدد اختيار النظام المناسب لاحتياجاتهم. إذا كنتَ في نفس الموقف، فهذه المقالة حول أنظمة الطاقة الشمسية المستقلة عن الشبكة هي ما يُناسبك.
ما هو نظام الطاقة الشمسية خارج الشبكة؟
بناءً على نوع التوصيل المطلوب، هناك ثلاثة أنواع من أنظمة الطاقة الشمسية: متصلة بالشبكة، ومنفصلة عنها، وهجينة. يتصل النظام المتصل بالشبكة بشبكة الكهرباء العامة، ولا يتضمن بطارية احتياطية لتخزين الطاقة الفائضة التي تولدها الألواح الشمسية. أما النظام الهجين فهو مزيج من النوعين، إذ يتصل بالشبكة، ولكنه مزود أيضًا ببطارية احتياطية لتخزين الطاقة الفائضة.
يختلف نظام الطاقة الشمسية خارج الشبكة قليلاً عن النظام المتصل بالشبكة والنظام الهجين لأنه يعمل كهربائيًا ولكن بدون أي اتصال بمصدر الطاقة الرئيسينعم، لا يوجد اتصال بشركة الكهرباء المحلية أو الحكومية. كيف يمكن أن تعمل بدون أي اتصال بالشبكة الرئيسية؟ أعلم أن هذا ما كنت تظنه. لكن أنظمة الطاقة الشمسية المستقلة عن الشبكة قد لا تكون متصلة بخطوط الكهرباء الرئيسية، ولكنها لا تزال تحتوي على ألواح شمسية وبطارية احتياطية.
نعم، تُستخدم الطاقة المُولَّدة نهارًا في التطبيقات المنزلية أو التجارية، وتُشحن البطاريات في الوقت نفسه لتوفير الطاقة ليلًا. تُعرف أيضًا باسم نظام الطاقة المستقل (SAPS)، تحصل على مصدر طاقة مستقل لمنزلك أو مكتبك.
ما هو نظام الطاقة الشمسية خارج الشبكة؟
استخدم مبدأ التشغيل بالنسبة لأنظمة الطاقة الشمسية خارج الشبكة معالجات الإشارة الرقمية (DSP) التي تستخدم للتحكم ومراقبة نوع الاتصال الذي يكون إما بطارية أو تحميل بطارية أو تحويل طاقة متناوبة.
تبدأ الألواح الكهروضوئية المتصلة بأنظمة الطاقة الشمسية في العمل بحلول التحول تُحوّل الفوتونات من ضوء الشمس الساقط عليها إلى طاقة كهربائية. تُسبب الطاقة الحرارية التي تمتصها الألواح اهتزازًا في الإلكترونات الحرة المتدفقة داخلها، مما يُولّد التيار المستمر (DC).
تحمل الأسلاك هذا التيار إلى العاكس ويحوله إلى التيار المتردد (AC) للاستخدام المنزلي. ثم تستخدم الأجهزة هذه الكهرباء عبر لوحة التوزيع الرئيسية. إلى جانب تشغيل الأجهزة، تُنقل بعض الطاقة إلى البطاريات لشحنها. يساعد جهاز التحكم في الشحن على التحكم في كميات الطاقة الداخلة والخارجة من البطاريات. كيف يعمل نظام الطاقة الشمسية المستقل عن الشبكة؟ إنه مشابه جدًا للنظام التقليدي.
بعد غروب الشمس، ستبدأ لوحة التوزيع الرئيسية لمنزلك استخراج الطاقة من البطاريات لتشغيل المنزل. تتمتع البطاريات في أنظمة الطاقة الشمسية غير المتصلة بالشبكة بكفاءة عالية في توفير الطاقة على الأقل من غروب الشمس إلى شروقها.
اقرأ أيضا: تشغيل إنارة الشوارع أوتوماتيكيًا
ما هو مكون نظام خارج الشبكة؟
لا توجد قائمة طويلة من المكونات على عكس الشبكة أو أنظمة الطاقة الشمسية الهجينة ولكن لا تزال مكونات النظام خارج الشبكة مهمة حسب أدوارها.
1. مولد احتياطي
إنه بمثابة مصدر طاقة بديل. قد تحتاج إليه خلال فصل الشتاء عندما لا تكون ساعات ضوء الشمس وشدتها كافية، مما يؤدي إلى إنتاج طاقة أقل. إن الجمع بين نظام الطاقة الشمسية خارج الشبكة ومولد كهربائي يمكن أن يوفر طاقة كافية لتلبية متطلبات الطاقة في منزلك.
2. بنك البطارية
إنه مكون أساسي بعد الألواح الشمسية. البطاريات تشبه قلب نظام الطاقة الشمسية خارج الشبكة لأنه بدونها، لن يكون هناك تخزين للطاقة خلال النهار. قد تحتاج إلى بطارية ذات كفاءة كافية لتخزين الطاقة لمدة يومين في حالة الطقس الغائم.
اقرأ أيضا: ما هو عمر البطارية؟
3. مفتاح فصل التيار المستمر (DC)
إنها تقطع أو تُكمل تدفق التيار المستمر. في النظام الشمسي، مفتاح فصل التيار المستمر يُوضع بين عاكس الطاقة والألواح الشمسية. ينطفئ هذا المفتاح تلقائيًا لمنع انقطاع التيار الكهربائي في ظروف معينة. ما هو النظام الشمسي المستقل عن الشبكة بدون هذه المكونات الرئيسية؟
4. الحوامل والرفوف
بما أن مصدر الطاقة في الأنظمة المستقلة عن الشبكة يعتمد كليًا على الطاقة الشمسية، فستحتاج إلى حوامل ورفوف متينة. وتختلف أنواع الأسقف في المنازل، واختلاف اتجاهاتها، مما يزيد من الحاجة إلى الحوامل والرفوف. للحصول على أقصى قدر من التعرض تُركّب الألواح الشمسية بزاوية تسمح لها بتلقي كل قطرة من ضوء الشمس قبل غروب الشمس. هذا يزيد من الإنتاجية ويُثبّت ألواحك الشمسية بأمان.
انظر أيضا: 5 أنواع مختلفة من هياكل تركيب الطاقة الشمسية
5. عاكس الطاقة الشمسية خارج الشبكة
تم تصميم عاكس الطاقة الشمسية خارج الشبكة خصيصًا لـ ذات الكفاءة العالية أداء أنظمة الطاقة الشمسية المستقلة عن الشبكة. بما أن معظم الأجهزة المنزلية أو المكتبية تعمل بالتيار المتردد (AC)، فستحتاج إلى عاكس طاقة شمسية مع نظام الطاقة الشمسية المستقل عن الشبكة. يُحوّل العاكس الشمسي التيار المستمر (DC) المُولّد من الألواح الشمسية إلى تيار متردد (AC) لجعله صالحًا للاستخدام من قِبل أجهزتك.
6. الألواح الكهروضوئية
هذه هي مصدر امتصاص ضوء الشمس لبدء عملية توليد الكهرباء من النظام الشمسي. الألواح الشمسية أحادية البلورة، ومتعددة البلورات، والأغشية الرقيقة (غير المتبلورة) هي ثلاثة أنواع أساسية متوفرة في السوق. تُولّد هذه الألواح تيارًا مستمرًا (DC) من الطاقة الشمسية.
7. وحدة التحكم في شحن الطاقة الشمسية
إنه مثل موظف التوصيل نقل الكهرباء إلى مكونات مختلفة نظام الطاقة الشمسية، ويعمل أيضًا كمنظم شحن للبطاريات. يضمن هذا النظام عدم تحميل كمية الطاقة المستلمة من الألواح الشمسية (زيادة الشحن) أو نقص الشحن، ويحافظ على الجهد الكهربائي للحفاظ على شحن البطارية بالكامل. كما يشحنها عند الحاجة. تُنقل الطاقة من الألواح إلى الأجهزة المتصلة أو إلى العاكسات لتحويلها إلى التيار المتردد (AC) ومن ثم نقلها إلى الأجهزة ويتم كل ذلك عن طريق وحدات التحكم.
ما هو سعر نظام خارج الشبكة؟
يتطلب تركيب نظام الطاقة الشمسية تكاليف باهظة، والأنظمة التي تعمل بالبطاريات أغلى قليلاً. تكلفة البطارية يعتمد على نوع البطارية وكفاءتها اختيارك لنظام الطاقة الشمسية سيكون عاملاً رئيسياً في تحديد سعر النظام المستقل عن الشبكة. مع ذلك، ستضطر لدفع آلاف الدولارات إضافية لنظام الطاقة الشمسية المستقل عن الشبكة. يكفي بضعة آلاف لنظام الألواح الشمسية، لكن سعر البطارية الإضافي سيضيف بضعة آلاف أخرى إلى الفاتورة.
انظر أيضا: ما هي الأسئلة التي يجب طرحها قبل الحصول على الألواح الشمسية؟
ما هو تطبيق نظام خارج الشبكة؟
يمكن استخدام الأنظمة خارج الشبكة في العديد من التطبيقات للاستخدام التجاري والمنزلي. بالإضافة إلى كونه مصدرًا أساسيًا لإمدادات الطاقة لتلبية متطلبات الطاقة، فإنه يُستخدم أيضًا لأغراض تطبيقات الاتصالات مثل تتابع الأقمار الصناعية ل:
- حماية الأنود
- علامات الملاحة
- نظام الضخ الشمسي
- البث التلفزيوني
- محطات الطقس
ما هي تطبيقات أنظمة الطاقة الشمسية المستقلة عن الشبكة؟ أخرى استخدامات مبتكرة توجد العديد من أنظمة الطاقة الشمسية خارج الشبكة في المركبات الشمسية مثل القوارب والدراجات والطائرات بدون طيار والدراجات البخارية وغيرها.
انظر أيضا: 5 استخدامات رئيسية لإضاءة الشوارع الأوتوماتيكية
ما هي مزايا نظام الطاقة الشمسية خارج الشبكة؟
مع تحول كل فرد إلى الألواح الشمسية، ستنخفض تدريجيًا نسبة الاعتماد على الوقود الأحفوري في توليد الكهرباء ومصادر الطاقة الأخرى. تعرّف على مزايا أنظمة الطاقة الشمسية المستقلة عن الشبكة المذكورة أدناه.
1. الاستقلال التام في مجال الطاقة
اتصال الشبكة ليس سيئًا، ولكن مع ذلك، لا يمكنك التنبؤ بانقطاع التيار الكهربائي، وقد يكون هذا مزعجًا أيضًا. ولكن مع نظام الطاقة الشمسية المستقل عن الشبكة، لن يكون منزلك متصلًا بالشبكة. خط الطاقة الرئيسي ومن ثم لن تواجه أي انقطاع للتيار الكهربائي مثل الآخرين.
ماذا عن اضطرابات الطقس؟ أعلم أنك قلق بشأنها، ولكن في الأيام الغائمة، قد تؤثر العواصف والأمطار وتساقط الثلوج أو موجات الحر قليلاً على إنتاج الطاقة، ولكن منزلك سيعتمد على الطاقة المخزنة في البطاريات. إذا تمت صيانتها بشكل صحيح، فستتوفر لديك طاقة كافية لتشغيل أجهزتك المنزلية.
ملاحظة: يعتمد عدد وأنواع الأجهزة التي تريد تشغيلها على كفاءة البطارية التي تختلف باختلاف الطراز والشركة المصنعة وعمر البطارية.
2. بديل سهل للمناطق الريفية
تعتبر أنظمة الطاقة الشمسية خارج الشبكة مفيدة أيضًا لسكان المناطق الريفية حيث تواجه هذه المواقع غالبًا انقطاعات التيار الكهربائي. مع نظام الطاقة الشمسية المستقل عن الشبكة، سوف تشعر براحة البال حيث لن تحتاج بعد الآن إلى القلق بشأن إدارة الأعمال المنزلية قبل حدوث مشكلة أخرى متعلقة بالكهرباء.
إنها إحدى المشكلات الرئيسية التي يواجهها سكان المناطق الريفية. الاتصال بالشبكة الرئيسية شبكة الكهرباء إنَّ تكلفة هذه العملية مرتفعة، وقد تكون صعبةً أحيانًا بسبب موقعها الجغرافي. كما أنَّ ضعف البنية التحتية وعدم تطورها يُفاقم المشكلة، إذ لا يُمكن استخدام التقنيات الحديثة.
3. صديق للبيئة
هذه ميزة أخرى لنظام الطاقة الشمسية المستقل عن الشبكة. كمحب للطبيعة، ما هو أكثر متعة من معرفة أنك قللت من بصمتك الكربونية ولم تُساهم في تلويث البيئة؟ مع نظام الطاقة الشمسية المستقل عن الشبكة، لن تستخدم أي طاقة مُولّدة من مصادر غير متجددة، ولن تستخدم النظام الشمسي نفسه. لا ينتج أي غازات ضارة أو ضوضاء لإزعاج البيئة.
جميعنا ندرك جيدًا أن الكهرباء التي تُزوّد منازلنا تُولّد بحرق كميات هائلة من الوقود الأحفوري. لكن الأمر لا يقتصر على ذلك، إذ إن انبعاث غازات الدفيئة يُؤدي إلى الاحتباس الحراري.
4. التثبيت غير مقيد بالمكان
عادةً، تحتاج المعدات التي تعمل بأنظمة الطاقة الشمسية الهجينة والمتصلة بالشبكة إلى متوافق مع النظام الشمسي والشبكة الكهربائية. يتطلب هذا مساحةً خاصة ذات وظائف معقدة. أما النظام المستقل عن الشبكة الكهربائية فلا يتطلب أي اتصال بالشبكة، لذا فإن عملية التركيب ليست معقدة.
5. الإعفاء من فواتير الكهرباء
فواتير الخدمات العامة مصدر قلق دائم، كما أن ارتفاع أسعار الكهرباء يُفاقم الوضع ويُرهق محفظتك. في الواقع، شركة المرافق ليست مسؤولة عن هذا، لأن الموارد غير المتجددة تُستنزف بمعدل مُقلق، مما يؤدي إلى ارتفاع أسعار منتجاتها، مثل الكهرباء. ولكن مع نظام الطاقة الشمسية المستقل عن الشبكة، يمكنك الاطمئنان لأن فاتورة الكهرباء الشهرية لن تُدفع. إزعاج ميزانيتك بعد الآن.
اقرأ أيضا: 5 مزايا رئيسية لإضاءة الشوارع بالطاقة الشمسية
ما هي عيوب نظام الطاقة الشمسية المستقل عن الشبكة؟
حتى أفضل الآلات لها حدود، وبالمثل هناك بعض العيوب لأنظمة الطاقة الشمسية خارج الشبكة أيضًا.
1. أغلى من الأنظمة الأخرى
استخدم الاستثمار الأولي للتثبيت تكلفة نظام الطاقة الشمسية المستقل عن الشبكة أعلى مقارنةً بنظام الطاقة الشمسية المتصل بالشبكة. ولأن النظام يعتمد كليًا على الطاقة الشمسية والبطاريات الاحتياطية، فمن الضروري شراء بطاريات عند شراء نظام الطاقة الشمسية، وهذا يُسبب زيادةً في التكلفة الأولية بنسبة تتراوح بين 30% و40%. كما ستحتاج إلى مولد طاقة في حالات الطوارئ عند نقص الطاقة، مما يُضيف تكلفةً إضافية.
انظر أيضا: 5 عيوب لأنظمة ضخ المياه بالطاقة الشمسية
2. صيانة عالية وعمر قصير
ما هي عيوب أنظمة الطاقة الشمسية المستقلة عن الشبكة؟ على الرغم من أن الألواح الشمسية والمكونات الأخرى قد لا تتطلب صيانة دورية وسهلة الإدارة، إلا أن البطاريات تتآكل بمرور الوقت. عادةً، يبلغ متوسط عمر البطاريات حوالي بين 5 و 15 من السنوات. خلال هذا الوقت، هم بحاجة إلى صيانة لمواكبة أدائهم مع استبدالهم بعد وفاتهم.
3. قد يتطلب التثبيت الحصول على إذن قانوني
قد لا يبدو الأمر واضحًا، ولكن هناك بعض الأماكن التي يكون فيها الأمر واضحًا. من غير القانوني فصل الشبكة الكهربائية بالكامل. قد لا يُسمح بالاتصال بنظام الطاقة الشمسية خارج الشبكة دون الحصول على ترخيص خاص أو التثبيت من قبل شركة معروفة.
انظر أيضا: 13 مشكلة شائعة مع الألواح الشمسية على الأسطح
4. تخزين الطاقة المحدود
القدرة الكاملة لنظام الطاقة الشمسية خارج الشبكة لديك يعتمد على بطارية احتياطيةوعليك تحديد كمية الطاقة التخزينية اللازمة لتلبية هذه المتطلبات مسبقًا. نظرًا لمحدودية مصدر الطاقة، سيتعين عليك إجراء بعض التعديلات على نمط حياتك. كما أن محدودية مصدر الطاقة قد لا تكفي أحيانًا في الليل بعد يوم غائم.
5. لا يوجد مصدر طاقة احتياطي
على عكس أنظمة الطاقة الشمسية المتصلة بالشبكة، هناك لا توجد إمكانية لاستغلال الطاقة في الشبكة يمكن استخدامها لاحقًا. مع أنظمة الطاقة الشمسية المستقلة عن الشبكة، ستعاني من نقص الطاقة خلال الشتاء والأمطار والعواصف وغيرها من الظروف الجوية. بمجرد تفريغ البطارية، لا يمكنك إعادة شحنها بدون الطاقة الشمسية.
حسنًا، ما هو نظام الطاقة الشمسية المستقل عن الشبكة؟ اكتشفتَ اليوم أن النظام الشمسي غير المتصل بالكهرباء الرئيسية هو نظام شمسي مستقل عن الشبكة. كيف يعمل نظام الطاقة الشمسية المستقل عن الشبكة؟ لا يختلف كثيرًا عن النظام السابق، والفرق الوحيد هو نقل الكهرباء من عاكس الطاقة الشمسية مباشرةً إلى الأجهزة وليس إلى الشبكة. يُعد هذا النظام مفيدًا لأنه يُغنيك عن الاعتماد على شركات المرافق المحلية، ولكنه أيضًا غير موثوق به، إذ قد ينقطع التيار الكهربائي في الأيام الغائمة أو ما شابه. مع ذلك، إذا كنت مستعدًا لتحمل النفقات الأولية باستخدام بطاريات وألواح فعالة، فقد تحصل على طاقة خضراء لمنزلك لفترات أطول.
أوصى: هل يجب ترك عاكس الطاقة RV قيد التشغيل عند توصيله بالكهرباء؟
