EN
Quick Links
تعتمد أنظمة بطاريات الطاقة الشمسية بشكل كبير على التكنولوجيا الضوئية، أو ما يُعرف اختصارًا بـ PV، حيث يتم تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء قابلة للاستخدام. عندما يصطدم ضوء الشمس بخلايا الـ PV، التي تُصنع عادةً من أشباه موصلات السيليكون، فإنها تمتص الضوء وتولّد مجالًا كهربائيًا. ويؤدي ذلك إلى تدفق تيار كهربائي مباشر عبر النظام. يمكن للمالكين ملاحظة حدوث ذلك عندما تبدأ الألواح الشمسية بإنتاج الطاقة خلال ساعات النهار. ولا يمكن المبالغة في أهمية تقنية الـ PV نظرًا لقدرتها على الاستفادة من طاقة شمسية نظيفة، مما يساعد على تقليل الاعتماد على الفحم والغاز، إلى جانب خفض الانبعاثات الكربونية بشكل عام.
تعتمد أنظمة بطاريات الطاقة الشمسية بشكل كبير على حلول تخزين طاقة جيدة لضمان تشغيل كل شيء بسلاسة. عندما يكون الشمس مشرقة، فإن الألواح الشمسية تولد في كثير من الأحيان كهرباء أكثر مما يحتاجه المنزل في الوقت الحالي. يتم تخزين هذه الطاقة الزائدة في البطاريات لتجنب هدرها. ومن ثم، يمكن للسكان استخدام هذه الطاقة المخزنة أثناء الليل أو في الأيام الغائمة بدلاً من الاعتماد فقط على شبكة الكهرباء. وقد أصبحت بطاريات الليثيوم أيون خيارًا شائعًا إلى حد كبير في هذه الأنظمة لأنها توفر كثافة طاقة عالية نسبيًا بالنسبة لحجمها مع كونها فعالة إلى حد جيد. يجد معظم المستخدمين أن هذه البطاريات تعمل بشكل جيد لتلبية احتياجات التخزين المنزلي، مما يفسر سبب اختيار العديد من المنازل التي تعمل بالطاقة الشمسية لخيارات الليثيوم.
الطريقة التي تتفاعل بها أنظمة بطاريات الطاقة الشمسية مع الشبكة الكهربائية تجعلها أكثر فائدة وتكلفة معقولة بالنسبة لمعظم الأسر. خذ على سبيل المثال قياس الصافي (net metering) الذي يسمح للأشخاص الذين يولدون كهرباء إضافية بإعادة ضخها إلى الشبكة والحصول على ائتمان على فواتيرهم. هذا يخلق فرصاً حقيقية لاقتصاد المال على المدى الطويل. كما أن معرفة الفرق بين الأنظمة المتصلة بالشبكة الرئيسية مقابل الإعدادات المستقلة تماماً تعتبر أمراً مهماً للغاية. تمنح الحلول المستقلة عن الشبكة (Off grid) أصحاب العقارات تحكماً كاملاً في إمدادات الطاقة الخاصة بهم، بحيث لا يضطرون للقلق بشأن انقطاع الكهرباء الذي يؤثر على الحياة اليومية. عندما يستفيد أصحاب المنازل من هذه الخيارات المختلفة المتاحة اليوم، فإنهم في النهاية يحصلون على قيمة أفضل لاستثماراتهم، إلى جانب الطمأنينة لمعرفتهم بأن منازلهم تبقى مزودة بالطاقة بغض النظر عما يحدث مع المرافق المحلية.
تُشكّل الألواح الشمسية أساس أنظمة الطاقة الشمسية المنزلية من خلال التقاط أشعة الشمس وتحويلها إلى كهرباء يمكن استخدامها فعليًا في المنزل. توجد اليوم أنواع مختلفة من الألواح في السوق، وكلها تؤدي أدوارها بمستويات مختلفة. تتميز الألواح أحادية البلورية بأنها تعمل بكفاءة عالية وتتمتع بعمر افتراضي أطول، لكنها تأتي بسعر أعلى. أما الخيارات متعددة البلورات فتقع في مكان ما بين ما يرغب الناس في إنفاقه وما يحصلون عليه مقابل أموالهم. موقع هذه الألواح مهم أيضًا إلى حد كبير. الحصول على الوضعية الصحيحة بحيث تواجه الجنوب عادةً ما تعطي أفضل النتائج، حيث تسمح لها هذه الوضعية بامتصاص أكبر قدر ممكن من أشعة الشمس خلال ساعات النهار. تشير الإحصائيات الحديثة إلى أن معظم المنازل التي تحتوي على تركيبات شمسية تُنتج حوالي 1200 كيلوواط ساعة سنويًا من كل كيلوواط من السعة المركبة. مما يجعل الألواح الشمسية تستحق النظر من قبل أي شخص يرغب في خفض فواتيره الشهرية مع الاعتماد بشكل أقل على الشبكة الكهربائية التقليدية.
لا يمكن أن تعمل أنظمة بطاريات الطاقة الشمسية بدون محولات التيار، التي تقوم بتحويل التيار المستمر (DC) الناتج عن تلك الألواح المشرقة على الأسطح إلى تيار متردد (AC) يمكنه بالفعل تزويد منازلنا بالطاقة. عند النظر في الخيارات المتاحة، يواجه معظم الناس ثلاثة أنواع رئيسية: المحولات السلسلية، والمحولات الدقيقة، ومحولات الطاقة المُحسّنة التي يطلق عليها البعض اسم 'باور أوبتيمizers'. تُستخدم المحولات السلسلية عادةً في الأنظمة الأكبر لأنها عمومًا أقل تكلفة، لكن هناك عيبًا. إذا تعرض لوحة واحدة فقط للظل أو الغبار، فإن النظام بأكمله يتأثر. تأتي المحولات الدقيقة بسعر أعلى، لكنها تُثبت مباشرة على كل لوحة على حدة، لذلك لا تؤثر المشاكل في لوحة واحدة على باقي النظام. أما محولات الطاقة المُحسّنة فتقع بين هذين الخيارين، حيث تجمع بشكل أساسي بين ميزات كلا النوعين وتجعل النظام بأكمله يعمل بشكل أفضل. إن كفاءة عمل المحول مهمة جدًا بالنسبة للنظام بأكمله. تعمل معظم المحولات الحديثة بكفاءة تتراوح بين 95% و99%، مما يعني أن كمية الطاقة المفقودة أثناء التحويل من التيار المستمر إلى المتردد ضئيلة جدًا.
تفضل أنظمة الطاقة الشمسية حقًا البطاريات الليثيومية الأيونية لأنها تعمل بكفاءة كبيرة وتدوم لفترة طويلة. يراها معظم الناس الخيار الأفضل في السوق بفضل عدد المرات التي يمكن فيها شحنها وتفريغها دون فقدان الأداء. عمر الدورة الخاص بها رائع أيضًا، حيث يصل عادةً إلى حوالي 10000 دورة شحن كاملة قبل الحاجة إلى الاستبدال، وهو ما يعادل تقريبًا من 13 وحتى ربما 18 سنة اعتمادًا على ظروف الاستخدام. عند مقارنتها بالبدائل التقليدية ذات الحمض الرصاصي، تتفوق البطاريات الليثيومية الأيونية بأدائها من حيث قدرة التفريغ وتخزين الطاقة بكثافة أعلى بكثير. على الرغم من أن التكاليف الأولية قد تبدو مرتفعة مقارنة بالخيارات الأرخص، يجد معظم المُثبّتين أن التوفير على المدى الطويل يعوّض هذا الفرق خلال بضع سنوات فقط. علاوةً على ذلك، هناك الجانب البيئي الذي يستحق الذكر، حيث أن التكنولوجيا الليثيومية تُنتج نفايات أقل أثناء التصنيع والتشغيل، كما أنها مزودة بحماية مدمجة ضد ارتفاع درجات الحرارة الخطرة التي قد تصيب بعض أنواع البطاريات الأخرى أحيانًا.
توفر بطاريات الطاقة الشمسية للأسر قدرًا كبيرًا من الحرية من الاعتماد على الشبكة الكهربائية الرئيسية. عندما يتم جمع طاقة شمسية إضافية، تخزن هذه الأنظمة الطاقة، مما يتيح للأشخاص الاستمرار في استخدام الكهرباء حتى في حال انقطاع التيار الكهربائي العادي. هذا الأمر مهم بشكل خاص في المناطق التي تشهد ظروفًا طبيعية صعبة مثل العواصف الكبيرة أو حرائق الغابات. فعلى سبيل المثال، ما حدث في بورتوريكو أثناء إعصار فيونا. استمرت المنازل المجهزة بحلول تخزين الطاقة الشمسية، ومن ضمنها التي تعمل ببطاريات تسلا باوروال، في الحصول على الكهرباء بينما فقدت باقي المنازل في محيطها التيار. النتيجة النهائية هي أن امتلاك طاقة احتياطية يعني أن العائلات لن تبقى في الظلام خلال الأزمات، مع الحفاظ على درجات حرارة الثلاجات مستقرة والإضاءة الأساسية قيد التشغيل في أوقات الحاجة الملحة.
تساعد بطاريات الطاقة الشمسية في تقليل فواتير الكهرباء الشهرية من خلال الاستفادة من الاختلاف في أسعار شركات المرافق خلال ساعات اليوم. عندما تلامس أشعة الشمس الألواح في الصباح، يتم تخزين الطاقة الزائدة للاستخدام لاحقًا. يستخدم أصحاب المنازل هذه الطاقة المخزنة بدلًا من شراء الكهرباء الأعلى سعرًا من الشبكة خلال فترات الذروة في بعد الظهر والمساء. تتراكم هذه التوفيرات على مدى الأشهر والسنوات، خاصة في المناطق التي تستخدم شركات الكهرباء فيها أنظمة تسعير معقدة تعتمد على أوقات الاستخدام. بالنسبة للأشخاص الذين يعيشون في أماكن مثل كاليفورنيا أو نيويورك حيث تكون أسعار الكهرباء مرتفعة بشكل كبير في فترة بعد الظهر، فإن استثمارهم في نظام بطاريات جيد غالبًا ما يعوّض تكلفته خلال بضع سنوات فقط، ويضمن استمرار تشغيل الأجهزة حتى بعد غروب الشمس.
إن الاعتماد على الطاقة الشمسية مع أنظمة البطاريات يُحدث فرقًا حقيقيًا للبيئة، ويرجع السبب الرئيسي إلى تقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري الملوث ويقلص البصمة الكربونية المزعجة. لقد أظهرت وكالة الطاقة الدولية بالفعل أنه عندما تبدأ المنازل في استخدام المزيد من أنظمة الطاقة المتجددة، فإننا نحرز تقدمًا جادًا في مواجهة مشكلات التغير المناخي. ما يجعل الطاقة الشمسية رائعة إلى هذه الدرجة؟ حسنًا، إنها لا تُنتج أي انبعاثات على الإطلاق، مما يعني هواءً أنظف للجميع ويساعد في مواجهة الغازات الدفيئة على مستوى العالم. عندما يثبت الأشخاص الألواح الشمسية على منازلهم، يحدث أيضًا شيء مثير للاهتمام. إذ يميل الجيران إلى ملاحظة ذلك وربما يحذون حذوهم. يُحدث هذا النوع من التأثير المتسلسل مساعدة لتحول المجتمعات بأكملها نحو حلول الطاقة الخضراء بمرور الوقت بدلًا من الالتزام بالعادات القديمة.
توفر بطارية الليثيوم IES3060-30KW60KWh من Industry Energy Storage إمكانات قوية لتخزين الطاقة الصناعية. وبسعة 60 كيلوواط ساعة مع إنتاج طاقة يبلغ 30 كيلوواط، تعمل هذه الوحدة بشكل ممتاز في بيئات المصنع وعمليات المستودعات حيث يُعد الاعتماد على الطاقة الاحتياطية ضروريًا بشكل كبير أثناء فترات الانقطاع أو الطلب الأعلى. مقارنة بخيارات التخزين الأخرى المتاحة في السوق اليوم، تُظهر IES3060 مقاومة أفضل مع مرور الوقت وتتوسع بشكل مناسب مع نمو احتياجات الشركات من الطاقة. أفاد العديد من المصنعين بأنهم يوفرون المال على المدى الطويل نظرًا لأن هذه البطاريات تدوم لفترة أطول بين عمليات الاستبدال ولا تحتاج إلى انتباه مستمر كما هو الحال مع بعض المنافسين. وذكر مدير أحد المصانع كيف أنهم كانوا يشغلون أنظمتهم الحرجة باستخدام هذا النظام تقريبًا منذ ثلاث سنوات مع إجراء فحوصات دورية فقط.
نموذج IES50100-50KW100KWh يمثل خطوة متقدمة لتشغيل الصناعات الكبيرة التي تحتاج إلى حلول طاقة قوية. مع سعة تخزين 100 كيلوواط ساعة ونظام توصيل طاقة بقوة 50 كيلوواط، يعمل هذا النموذج بشكل جيد في الأماكن التي لا يتوقف فيها الطلب على الكهرباء أبدًا، مثل مراكز البيانات الضخمة أو خطوط الإنتاج المستمرة في المصانع. ما يميز هذه البطارية عن غيرها في السوق هو قدرتها على مساعدة الشركات على الاعتماد بشكل أقل على شبكة الكهرباء، وخفض التكاليف على المدى الطويل. كما أن تصميمها يتطلب صيانة دورية قليلة مقارنة بالبدائل التقليدية، مما يعني تقليل الانقطاعات أثناء التشغيل. وقد أثبتت الاختبارات الميدانية أن هذه الوحدات قادرة على تحمل الأعباء المرهقة يومًا بعد يوم دون تعطل، مما يجعلها استثمارًا ذكياً للشركات التي تسعى لتحقيق توازن بين تكاليف الطاقة والمسؤولية البيئية.
في البيئات المنزلية، يوفر نظام HES116FA بسعة 10 كيلوواط/16 كيلوواط ساعة مساحة صغيرة مع تقديم أداء كافٍ لتلبية احتياجات معظم المنازل من الطاقة. تم تصميم هذا النظام مع مراعاة المساحات الضيقة، وهو يناسب تمامًا الأماكن مثل المرائب أو القبو التي لا يمكن فيها تركيب الأنظمة الأكبر. غالبًا ما يواجه أصحاب الشقق أو المنازل الصغيرة صعوبة في إيجاد مساحة لتركيب البطاريات، لكن هذا النموذج يُعدّل هذه المعادلة تمامًا. ذكر المستخدمون الذين قاموا بتركيب هذا النظام انتقالًا أكثر سلاسة بين الطاقة من الشبكة والطاقة المخزنة على مدار اليوم، كما أشار الكثيرون إلى سهولة تتبع أنماط الاستهلاك. وعلى المدى الطويل، تسهم هذه المزايا في اعتماد نمط حياة أكثر استدامة دون التفريط في الراحة أو السهولة في الاستخدام.
