أنواع النظام الشمسي: فهم كيفية عملها

1. مقدمة

أصبحت الطاقة الشمسية أكثر شعبية حيث يبحث الناس عن طرق لتوفير المال على فواتير الكهرباء وتقليل تأثيرها على البيئة. ولكن هل تعلم أن هناك أنواعًا مختلفة من أنظمة الطاقة الشمسية؟

لا تعمل جميع الأنظمة الشمسية بنفس الطريقة. بعضها متصل بشبكة الكهرباء ، بينما يعمل البعض الآخر تمامًا بمفردهم. يمكن للبعض تخزين الطاقة في البطاريات ، بينما يرسل البعض الآخر الكهرباء الإضافية إلى الشبكة.

في هذه المقالة ، سنشرح الأنواع الثلاثة الرئيسية لأنظمة الطاقة الشمسية بعبارات بسيطة:

1. نظام الطاقة الشمسية على الشبكة(يسمى أيضًا نظام الشبكة المربوطة)
2. نظام الطاقة الشمسية خارج الشبكة(نظام مستقل)
3. نظام الطاقة الشمسية الهجينة(الطاقة الشمسية مع تخزين البطارية واتصال الشبكة)

سنقوم أيضًا بتفكيك المكونات الرئيسية لنظام الطاقة الشمسية وكيفية عملها معًا.

2. أنواع أنظمة الطاقة الشمسية

2.1 نظام شمسي على الشبكة (نظام شبكات الشبكة)

An نظام الطاقة الشمسية على الشبكةهو النوع الأكثر شيوعا من النظام الشمسي. إنه متصل بشبكة الكهرباء العامة ، مما يعني أنه لا يزال بإمكانك استخدام الطاقة من الشبكة عند الحاجة.

كيف تعمل:

• تولد الألواح الشمسية الكهرباء خلال اليوم.
• يتم استخدام الكهرباء في منزلك ، ويتم إرسال أي طاقة إضافية إلى الشبكة.
• إذا كانت الألواح الشمسية لا تنتج كهرباء كافية (مثل في الليل) ، فستحصل على الطاقة من الشبكة.

فوائد أنظمة الشبكة:

✅ لا حاجة لتخزين البطارية باهظة الثمن.
✅ يمكنك كسب المال أو الاعتمادات للكهرباء الإضافية التي ترسلها إلى الشبكة (تعريفة التغذية).
✅ إنه أرخص وأسهل في التثبيت من الأنظمة الأخرى.

القيود:

❌ لا يعمل أثناء انقطاع التيار الكهربائي (تعتيم) لأسباب تتعلق بالسلامة.
❌ لا تزال تعتمد على شبكة الكهرباء.

2.2 نظام شمسي خارج الشبكة (نظام مستقل)

An نظام الطاقة الشمسية خارج الشبكةمستقل تمامًا عن شبكة الكهرباء. يعتمد على الألواح الشمسية والبطاريات لتوفير الطاقة ، حتى في الليل أو خلال الأيام الغائمة.

كيف تعمل:

• تولد الألواح الشمسية الكهرباء وشحن البطاريات خلال النهار.
• في الليل أو عندما يكون غائمًا ، توفر البطاريات الطاقة المخزنة.
• إذا كانت البطارية منخفضة ، فعادة ما تكون هناك حاجة إلى مولد النسخ الاحتياطي.

فوائد الأنظمة خارج الشبكة:

✅ مثالي للمناطق البعيدة مع عدم الوصول إلى شبكة الكهرباء.
✅ استقلال الطاقة الكامل - لا توجد فواتير الكهرباء!
✅ يعمل حتى أثناء انقطاع التيار الكهربائي.

القيود:

❌ البطاريات باهظة الثمن وتحتاج إلى صيانة منتظمة.
❌ غالبًا ما يكون المولد الاحتياطي مطلوبًا لفترات غائمة طويلة.
❌ يتطلب التخطيط الدقيق لضمان ما يكفي من الطاقة على مدار السنة.

2.3 نظام الطاقة الشمسية الهجينة (شمسية مع اتصال البطارية والشبكة)

A نظام الطاقة الشمسية الهجينةيجمع بين فوائد كل من أنظمة الشبكة وخارج الشبكة. إنه متصل بشبكة الكهرباء ولكن يحتوي أيضًا على نظام تخزين البطارية.

كيف تعمل:

• تولد الألواح الشمسية كهرباء وتزويد بمنزلك.
• أي كهرباء إضافية تتقاضى البطاريات بدلاً من الذهاب مباشرة إلى الشبكة.
• في الليل أو أثناء انقطاع التيار الكهربائي ، توفر البطاريات الطاقة.
• إذا كانت البطاريات فارغة ، فلا يزال بإمكانك استخدام الكهرباء من الشبكة.

فوائد الأنظمة الهجينة:

✅ يوفر قوة النسخ الاحتياطي أثناء انقطاع التيار الكهربائي.
✅ يقلل من فواتير الكهرباء عن طريق تخزين واستخدام الطاقة الشمسية بكفاءة.
✅ يمكن بيع الكهرباء الإضافية للشبكة (اعتمادًا على الإعداد الخاص بك).

القيود:

❌ تضيف البطاريات تكاليف إضافية إلى النظام.
❌ التركيب أكثر تعقيدًا مقارنة بالأنظمة على الشبكة.

3. مكونات النظام الشمسي وكيف تعمل

جميع أنظمة الطاقة الشمسية ، سواء على الشبكة أو خارج الشبكة أو الهجينة ، لها مكونات مماثلة. دعونا نلقي نظرة على كيفية عملهم.

3.1 الألواح الشمسية

الألواح الشمسية مصنوعة منالخلايا الكهروضوئية (PV)التي تحول ضوء الشمس إلى الكهرباء.

• أنها تنتجالتيار المباشر (DC) الكهرباءعندما تتعرض لأشعة الشمس.
• المزيد من اللوحات تعني المزيد من الكهرباء.
• تعتمد كمية الطاقة التي يولدونها على شدة ضوء الشمس وجودة اللوحة وظروف الطقس.

ملاحظة مهمة:الألواح الشمسية تولد الكهرباء منالطاقة الخفيفة، وليس الحرارة. هذا يعني أنه يمكنهم العمل حتى في الأيام الباردة طالما أن هناك أشعة الشمس.

3.2 العاكس الشمسي

تنتج الألواح الشمسيةDC الكهرباء، لكن المنازل والشركات تستخدمالكهرباء AC. هذا هو المكانالعاكس الشمسييأتي في.

• العاكسيحول الكهرباء DC إلى كهرباء التيار المترددللاستخدام المنزلي.
• فينظام على الشبكة أو الهجين، يدير العاكس أيضًا تدفق الكهرباء بين المنزل والبطاريات والشبكة.

تستخدم بعض الأنظمةالمستفيدين الدقيق، والتي يتم ربطها بالألواح الشمسية الفردية بدلاً من استخدام العاكس المركزي الكبير.

3.3 مجلس التوزيع

بمجرد تحويل العاكس الكهربائي إلى AC ، يتم إرساله إلىمجلس التوزيع.

• يوجه هذا المجلس الكهرباء إلى أجهزة مختلفة في المنزل.
• إذا كانت هناك كهرباء زائدة ، فهي أيضًايشحن البطاريات(في أنظمة خارج الشبكة أو الهجينة) أويذهب إلى الشبكة(في أنظمة الشبكة).

3.4 بطاريات الطاقة الشمسية

البطاريات الشمسيةتخزين الكهرباء الزائدةبحيث يمكن استخدامه لاحقًا.

• حمض الرصاص ، AGM ، الجل ، والليثيومهي أنواع البطارية الشائعة.
• بطاريات الليثيومهي الأكثر كفاءة وطويلة الأمد ولكن هي أيضا أغلى.
• تستخدم فيخارج الشبكةوهجينأنظمة لتوفير الطاقة في الليل وأثناء انقطاع التيار الكهربائي.

4. النظام الشمسي على الشبكة بالتفصيل

✅الأكثر بأسعار معقولة وأسهل للتثبيت
✅يوفر المال على فواتير الكهرباء
✅يمكن بيع الطاقة الإضافية للشبكة

❌لا يعمل أثناء انقطاع التيار الكهربائي
❌لا تزال تعتمد على شبكة الكهرباء

5. النظام الشمسي خارج الشبكة بالتفصيل

✅استقلال الطاقة الكامل
✅لا فواتير الكهرباء
✅يعمل في المواقع البعيدة

❌البطاريات باهظة الثمن ومولد احتياطي مطلوب
❌يجب أن تكون مصممة بعناية للعمل في جميع الفصول

6. النظام الشمسي الهجين بالتفصيل

✅أفضل ما في العالمين - النسخ الاحتياطي واتصال الشبكة
✅يعمل أثناء انقطاع التيار الكهربائي
✅يمكن توفير وبيع الطاقة الزائدة

❌ارتفاع التكلفة الأولية بسبب تخزين البطارية
❌إعداد أكثر تعقيدًا مقارنة بالأنظمة على الشبكة

7. الخلاصة

تعد أنظمة الطاقة الشمسية وسيلة رائعة لتقليل فواتير الكهرباء وتكون أكثر ملاءمة للبيئة. ومع ذلك ، فإن اختيار النوع الصحيح من النظام يعتمد على احتياجات الطاقة وميزانيتك.

• إذا كنت تريد أبسيطة وبأسعار معقولةنظام،على الشبكة الشمسيةهو الخيار الأفضل.
• إذا كنت تعيش فيالمنطقة النائيةبدون وصول الشبكة ،خارج الشبكة الشمسيةهو خيارك الوحيد.
• إذا أردتقوة النسخ الاحتياطي خلال انقطاع التيار الكهربائيوالمزيد من التحكم في الكهرباء الخاصة بك ، أنظام الطاقة الشمسية الهجينةهو الطريق للذهاب.

يعد الاستثمار في الطاقة الشمسية قرارًا ذكيًا للمستقبل. من خلال فهم كيفية عمل هذه الأنظمة ، يمكنك اختيار الأنظمة التي تناسب نمط حياتك بشكل أفضل.

الأسئلة الشائعة

1. هل يمكنني تثبيت الألواح الشمسية بدون بطاريات؟
نعم! إذا اخترتنظام الطاقة الشمسية على الشبكة، لا تحتاج إلى بطاريات.

2. هل تعمل الألواح الشمسية في الأيام الغائمة؟
نعم ، لكنها تنتج كميات أقل من الكهرباء لأن هناك أشعة الشمس أقل.

3. ما هي المدة التي تستمر بطاريات الطاقة الشمسية؟
معظم البطاريات تدوم5-15 سنة، اعتمادا على النوع والاستخدام.

4. هل يمكنني استخدام نظام هجين بدون بطارية؟
نعم ، ولكن إضافة بطارية تساعد على تخزين الطاقة الزائدة للاستخدام لاحقًا.

5. ماذا يحدث إذا كانت بطاريتي ممتلئة؟
في نظام هجين ، يمكن إرسال طاقة إضافية إلى الشبكة. في نظام خارج الشبكة ، يتوقف إنتاج الطاقة عندما تكون البطارية ممتلئة.