في ظل ارتفاع أسعار الطاقة وتزايد صرامة معايير الانبعاثات العالمية، يزداد الطلب على مصادر الطاقة المتجددة، مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح إلى جانب حلول تخزين الطاقة الفعّالة، من المتوقع أن يستمر هذا التوجه التصاعدي. هذا التحول ليس مجرد اتجاه عابر، بل هو تحول جذري في كيفية تعامل العالم مع مرونة الطاقة والمسؤولية البيئية.

تُعدّ الطاقة الحرارية الهائلة المنبعثة من الشمس مصدرًا جذابًا للغاية للطاقة. ويمكن تحويل هذه الطاقة مباشرةً إلى تيار كهربائي مباشر (DC) وحرارة قابلة للاستخدام. تُعتبر الطاقة الشمسية موردًا نظيفًا ووفيرًا ومتجددًا لا ينضب، ومتوفرًا في جميع أنحاء العالم. تُركّب الألواح الشمسية، المعروفة أيضًا باسم أنظمة الخلايا الكهروضوئية الشمسية (SPV)، عادةً على أسطح المنازل أو داخل مزارع الطاقة الشمسية. تسمح هذه التركيبات بوصول الإشعاع الشمسي إلى الخلايا الكهروضوئية، مما يُسهّل التفاعلات التي تُحوّل ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية.

تتمتع الطاقة الشمسية بتعدد استخداماتها، فهي قادرة على تزويد المباني الفردية والعمليات الصناعية على حد سواء بالطاقة. وعند استخدامها على نطاق أصغر، يمكن تخزين الطاقة الفائضة في بطاريات لاستخدامها لاحقًا أو إعادتها إلى شبكة الكهرباء العامة. وعلى المستوى الجزئي، تُستخدم ألواح الطاقة الشمسية الكهروضوئية الصغيرة بالفعل لتشغيل أجهزة يومية مثل الآلات الحاسبة وألعاب الأطفال وأكشاك الهاتف العمومية، مما يدل على قابلية تطبيق هذه التقنية على نطاق واسع.

أنواع مختلفة من أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية

تندرج تركيبات الطاقة الشمسية الكهروضوئية الحديثة عمومًا ضمن ثلاث فئات رئيسية، لكل منها خصائص تشغيلية ومتطلبات بنية تحتية مميزة:

1. نظام متصل بالشبكة – يُعرف أيضًا باسم نظام الطاقة الشمسية المتصل بالشبكة أو نظام الطاقة الشمسية المغذي للشبكة.

2. نظام خارج الشبكة – ويشار إليه أيضاً باسم نظام الطاقة المستقل (SAPS).

3. النظام الهجين – نظام شمسي متصل بالشبكة الكهربائية ومتكامل مع تخزين البطاريات.

نظام متصل بالشبكة

تُعدّ أنظمة الطاقة الشمسية المتصلة بالشبكة، أو أنظمة التغذية بالشبكة، الأكثر شيوعًا وانتشارًا في المنازل السكنية والمنشآت التجارية على حدٍ كبير. لا تتطلب هذه الأنظمة بطاريات، بل تستخدم محولات الطاقة الشمسية القياسية أو المحولات الدقيقة، وتبقى متصلة مباشرة بشبكة الكهرباء العامة. يُصدّر أي فائض من الطاقة الشمسية المُولّدة من النظام إلى الشبكة، ويحصل المالك عادةً على تعريفة تغذية (FiT) أو رصيد في فاتورة الكهرباء مقابل هذه المساهمة.

على عكس الأنظمة الهجينة، لا يمكن لأنظمة الطاقة الشمسية المتصلة بالشبكة أن تعمل أو تولد الكهرباء أثناء انقطاع التيار، وهذا القيد ضروري لأسباب تتعلق بالسلامة. فعندما تتضرر الشبكة أثناء انقطاع التيار، إذا استمر محول الطاقة الشمسية في تغذية الخطوط المتضررة، فإنه يشكل خطرًا جسيمًا بالصعق الكهربائي على عمال الصيانة الذين يقومون بإصلاح الشبكة. في المقابل، فإن معظم أنظمة الطاقة الشمسية الهجينة المزودة ببطاريات تخزين قادرة على عزل نفسها تلقائيًا عن الشبكة - وهي وظيفة تُعرف باسم "العزل الذاتي" - ويمكنها الاستمرار في توفير إمداد محدود ولكنه ضروري للطاقة أثناء انقطاع التيار.

نظام خارج الشبكة

النظام خارج الشبكة غير متصل بشبكة الكهرباء العامة على الإطلاق، وبالتالي يتطلب بنك تخزين بطاريات مخصص كمكون أساسي. أنظمة الطاقة الشمسية خارج الشبكة يجب تصميمها مع مراعاة دقيقة لأنماط المناخ المحلية، لضمان توليدها طاقة كافية على مدار العام. علاوة على ذلك، يجب أن تكون سعة البطارية مناسبة لتلبية احتياجات المنزل من الطاقة، حتى خلال ذروة فصل الشتاء عندما يكون ضوء الشمس أقل وفرة وينخفض الإنتاج اليومي بشكل ملحوظ.

في نظام خارج الشبكة، لا يوجد اتصال بشبكة الكهرباء العامة. بمجرد استهلاك الطاقة الشمسية من قبل الأجهزة المنزلية، يتم توجيه أي فائض من الكهرباء تلقائيًا إلى بطاريات التخزين. بعد اكتمال شحن البطاريات، تتوقف عن استقبال الطاقة من النظام الشمسي. خلال الفترات التي لا يُنتج فيها النظام الشمسي الطاقة - مثل الليل أو الأيام الملبدة بالغيوم - تستمد الأجهزة المنزلية احتياجاتها من الطاقة المخزنة في البطاريات.

في أوقات انخفاض شحن البطاريات واستمرار الطقس الغائم لفترات طويلة، يصبح وجود مصدر طاقة احتياطي ضروريًا. وعادةً ما يكون هذا المصدر عبارة عن مولد كهربائي احتياطي. يجب أن يكون حجم المولد، الذي يُقاس بالكيلوفولت أمبير (kVA)، مناسبًا لتلبية احتياجات المنزل من الكهرباء وإعادة شحن البطاريات في آنٍ واحد.

النظام الهجين

تدمج الأنظمة الهجينة الحديثة توليد الطاقة الشمسية وتخزين البطاريات في حلٍّ واحد متكامل، وهي متوفرة الآن بتكوينات وأشكال متعددة. ومع استمرار انخفاض تكلفة تخزين البطاريات، يمكن للأنظمة المتصلة بشبكة الكهرباء الاستفادة من التخزين في الموقع. تتيح هذه الميزة لأصحاب المنازل تخزين الطاقة الشمسية المولدة خلال ساعات النهار واستخدامها بعد غروب الشمس. وعند نفاد الطاقة المخزنة، تعمل الشبكة تلقائيًا كنسخة احتياطية سلسة، مما يمنح المستهلكين أفضل ما في العالمين: استقلال الطاقة وموثوقية الشبكة. كما تتميز الأنظمة الهجينة بقدرتها على شحن بطارياتها باستخدام الكهرباء الرخيصة خارج أوقات الذروة، والمتوفرة عادةً بين منتصف الليل والساعة السادسة صباحًا.

في النظام الهجين، بعد استهلاك الطاقة الشمسية لتشغيل أجهزة المنزل، يُوجَّه الفائض منها إلى بطاريات التخزين. وبعد اكتمال شحن البطاريات، تتوقف عن استقبال الطاقة الإضافية من النظام الشمسي. ويمكن تفريغ الطاقة المخزنة في البطاريات واستخدامها لتشغيل المنزل، خاصةً خلال ساعات الذروة المسائية عندما تكون تكلفة الكهرباء في أعلى مستوياتها.

بحسب إعدادات النظام الهجين وما إذا كانت شركة الكهرباء المحلية تسمح بذلك، فبمجرد شحن البطاريات بالكامل، يمكن تصدير أي فائض من الطاقة الشمسية غير المستخدمة من قبل الأجهزة إلى الشبكة عبر العداد. في المقابل، عندما يكون النظام الشمسي غير نشط - على سبيل المثال، ليلاً - وتنفد الطاقة المتاحة في البطاريات، ستبدأ أجهزة المنزل تلقائيًا في سحب الطاقة من الشبكة.

بطارية GEM حلول موثوقة لتخزين الطاقة الشمسية باستخدام بطاريات الرصاص الحمضية

بطارية GEM ' s تُصنع الخلايا الشمسية الرصاصية الحمضية باستخدام تقنية مجربة وناضجة، تم استخدامها بكفاءة في أنظمة الطاقة الشمسية لعقود. وتُعد الخلايا الشمسية الرصاصية الحمضية خيارًا ممتازًا لـ أصحاب المنازل يسعى العملاء إلى التحول إلى نظام طاقة مستقل عن الشبكة ويحتاجون إلى سعة تخزين طاقة كبيرة. يمكن للعملاء الاختيار من بين مجموعة شاملة من الخلايا الشمسية التي تقدمها شركة GEM Battery، بما في ذلك جنرال موتورز ، GDC ، GzV ، و GzS سلسلة، جميعها مصممة لتزويد الطاقة للمنازل أنظمة الطاقة الشمسية بأداء موثوق.

ال سلسلة جنرال موتورز تتوفر بطاريات بسعات 12 فولت 55 أمبير/ساعة، و12 فولت 65 أمبير/ساعة، و12 فولت 80 أمبير/ساعة، و12 فولت 100 أمبير/ساعة، و12 فولت 150 أمبير/ساعة. 12 فولت 200 أمبير ، 12V300AH، إلخ.

ال سلسلة GDC يوفر سعات بطارية تبلغ 12 فولت 100 أمبير ، 12V150AH، 12V200AH، 12V250AH، 12V300AH، 12V400AH، 12V500AH، إلخ.

ال سلسلة GzV تتميز بسعات بطارية تبلغ 2 فولت 200 أمبير/ساعة، و2 فولت 350 أمبير/ساعة، و2 فولت 400 أمبير/ساعة، و2 فولت 500 أمبير/ساعة. 2V1000AH ، 2V1500AH، 2V2000AH، إلخ.

ال سلسلة GzS يوفر سعات بطارية تبلغ 2V250AH ، 2V800AH، 2V1000AH، 2V1200AH، 2V2000AH، GzS2-2500 (2V2500AH)، 2V3000AH ، إلخ.