طرق تخزين الطاقة الشمسية: أفضل الطرق لتخزين الطاقة الشمسية

energy
طرق تخزين الطاقة الشمسية

الشمس مصدر عظيم للطاقة. مثالية لإنتاج الكهرباء، وفيرة، ويمكن الوصول إليها بسهولة ومجانية. مع أحدث التطورات التكنولوجية ، أصبح من الممكن توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية باستخدام الأنظمة الكهروضوئية (PV)، وجلب هذه الطاقة إلى القطاع السكني والتجاري والصناعي.

من بين خيارات التكنولوجيا، الخيار الذي اكتسب شعبية بسرعة والذي لا يزال يحتوي على أقل تكلفة، هو التكوين الكهروضوئي المربوط بالشبكة . يتكون هذا النظام من مجموعة من الألواح الشمسية، وعاكس (أو محولات دقيقة) وصندوق تجميع يجمع كل أسلاك الألواح.

يستقبل النظام المرتبط بالشبكة الطاقة في شكل تيار مباشر (DC) من الألواح الشمسية. يقوم العاكس إذن بتحويل هذه الطاقة إلى تيار متردد (AC) ويرسل الطاقة إلى اللوحة الرئيسية لمنزلك.

ماذا يحدث عندما تنخفض الشبكة؟

تولد الألواح الشمسية الكهرباء من ضوء الشمس أثناء النهار. هذا يعني أنه إذا تعطلت الشبكة في الليل، فلن تولد الألواح الشمسية الكهرباء وبالتالي لا يمكنك تشغيل منزلك.

على الأقل، هذا ما يعتقده معظم الناس عند تركيب نظام كهروضوئي. لكن الكثير من الناس يتفاجأون أيضًا عندما ينقطع اتصال نظامهم الشمسي عندما تنقطع الشبكة خلال النهار!

كيف يمكنك الحصول على الكهرباء عندما تنخفض الشبكة؟

أولاً، من المهم معرفة سبب انقطاع النظام الشمسي المرتبط بالشبكة.

هناك سببان رئيسيان:

 

      • حماية أجهزتك

 

نظرًا لأن إشعاع الشمس هو مصدر متغير للطاقة، فستكون هناك حالات لن تكون فيها الطاقة التي تنتجها الألواح الشمسية كافية لتوفير الحمل الكامل.

 

إذا كانت اللوحات الخاصة بك تنتج الكهرباء بشكل غير مستقر أثناء النهار وتم توصيلها باللوحة الرئيسية، فقد تتعرض أجهزتك الكهربائية إلى الوميض، وانخفاض في الفولتية وغيرها من المشكلات التي قد تتلفها [1] .

 

      • المعايير الأمنية لشركات المرافق

 

يركز السبب الأمني ​​على سلامة عمال المرافق الفنية. في معظم الحالات، تنقطع الشبكة بسبب فشل في نظام التوزيع. لذلك، ترسل شركة المرافق خبراء تقنيين لإصلاح المشكلة.

 

إذا استمر نظامك الشمسي في توليد الطاقة أثناء انقطاع التيار الكهربائي أثناء توصيله بالشبكة، فقد يتعرض موظفو شركة المرافق لإصابة خطيرة بسبب التغذية العكسية في الخط (خط التوزيع مع التيار الكهربائي من الطاقة التي يتم حقنها بواسطة نظامك الشمسي).

هذا هو السبب في أنه يحظر من قبل صناعة المرافق أن يتم توصيل أي نظام كهروضوئي منزلي أو تجاري أو صناعي بالشبكة عند انقطاع التيار الكهربائي [1] .

لذلك يبقى السؤال:

هل يمكن أن توفر الألواح الشمسية الكهرباء لمنزلك عندما تنقطع الشبكة؟

الجواب نعم! ممكن.

اقرأ أيضا:

كيف تخزن الطاقة الشمسية في المنزل؟

عندما تقوم بتثبيت نظام شمسي مرتبط بالشبكة، تعمل شبكة الطاقة كمصدر هائل لتخزين الطاقة.

من ناحية أخرى، هناك أيضًا إمكانية تخزين الطاقة الشمسية في البطاريات. في هذا السيناريو، يعمل بنك البطاريات الشمسية ببساطة كبديل للشبكة. لذلك، إذا أضفت بنك بطارية إلى نظام الطاقة الكهروضوئية، فستتمكن من الحصول على الكهرباء حتى عندما تنقطع الشبكة.

الأسئلة الشائعة حول تخزين البطاريات الشمسية

كيف تخزن البطاريات الطاقة الشمسية؟

في عام 1793، قام أليساندرو فولتا ببناء النموذج الأول للبطارية. اكتشف فولتا كيفية تحويل الطاقة الكهربائية بنجاح إلى طاقة كيميائية (والعكس صحيح).

وجد أنه من أجل إنتاج تيار كهربائي، يجب وضع معدنين مختلفين على شكل أقطاب كهربائية في محلول يعرف بالإلكتروليت – وهو سائل أيوني يوصل الكهرباء.

عندما تتحول الطاقة من شكل كيميائي إلى شكل كهربائي، يتم تفريغ البطارية ويحدث تفاعل كيميائي يُعرف باسم تقليل الأكسدة.

من ناحية أخرى، عندما تتحول الطاقة من شكل كهربائي إلى كيميائي، يتم شحن البطارية وتنقلب العملية.

يحدث هذا التفاعل عندما يتم نقل الإلكترونات من أحد الأقطاب الكهربائية إلى القطب الآخر من خلال “الدائرة الكهربائية”. يسمح القطب الذي يعمل كمحطة موجبة (الأنود) للإلكترونات بالتدفق منه (= الأكسدة)، بينما يستقبل الطرف السالب (الكاثود) هذه الإلكترونات (= الاختزال). هذه هي الطريقة التي يمكن بها تخزين الكهرباء في شكل كيميائي.

عُرف طراز البطارية الأول هذا بالخلية الفولتية ويمثل عمومًا قيمة قريبة من 2 فولت. من الممكن تحقيق جهد أعلى من خلال الجمع بين عدة خلايا معًا وتلخيص جهدها – هكذا يتم إنشاء حزمة بطارية.

بشكل عام، مع 3 أو 6 أو 12 خلية، من الممكن الحصول على حزم بطارية من 6 فولت و 12 فولت و 24 فولت على التوالي [2] .

الآن بعد أن أصبحت لديك فكرة عن المبدأ الأساسي لكيفية تخزين البطاريات للكهرباء، يمكنك أن تفهم بشكل أفضل كيفية تخزينها للطاقة الشمسية.

بمجرد أن يضرب إشعاع ضوء الشمس الألواح الشمسية، تطلق الفوتونات الإلكترونات. هذا يجعل تيار التيار المستمر يتدفق عبر الخلايا الشمسية. يتم بعد ذلك جمع هذه الإلكترونات بواسطة قضبان الناقل في اللوحات وإرسالها عبر الأسلاك الكهربائية إلى جهاز التحكم في الشحن.

جهاز التحكم في الشحن عبارة عن جهاز تمت برمجته لشحن البطاريات بطريقة يتدفق فيها التيار الدقيق وتكون حدود الجهد ضمن الحدود المقبولة.

تتضمن عملية شحن البطارية عدة مراحل:

  1. الشحن بالجملة
  2. تهمة الامتصاص
  3. إنهاء تهمة
  4. شحنة عائمة
  لماذا الألواح الشمسية باهظة الثمن؟ فيما يلي تفصيل لتكاليف النظام الشمسي

تبدأ الدورة بتيار شحنة ثابت بين 10 إلى 20 بالمائة من التيار المقنن الاسمي. بعد ذلك، عندما تصل البطارية إلى جهد الامتصاص، يبدأ التيار الوارد في الانخفاض ببطء بينما يزداد الجهد حتى تبدأ مرحلة الشحن النهائية. يستقر التيار مرة أخرى إلى أدنى قيمة حتى تدخل البطارية في الشحنة العائمة [3] .

كيف تخزن البطاريات؟

تعد البطاريات مكونًا أساسيًا لأي نظام شمسي احتياطي. بطبيعة الحال، يحتاجون إلى مساحة تخزين جيدة في منزلك.

لا يمكن أن تكون مساحة تخزين البطارية الشمسية في أي مكان. عليك أن تأخذ بعض المعايير المهمة في الاعتبار. تذكر أن البطاريات تعمل على أساس التفاعل الكيميائي، وبالتالي، فإن عوامل مثل درجة الحرارة والرطوبة والغبار والضغط وغيرها يمكن أن تؤثر على عمر البطارية وكفاءتها وفي بعض الحالات حتى سلامتها.

يجب وضع البطاريات في مكان نظيف وجاف وجيد التهوية، مع عدم وصول الماء أو الزيت أو الغبار إليها.

يمكن أن يؤدي وجود أي من هذه العناصر إلى تيارات تسرب في البطارية، مما قد يؤدي إلى التفريغ الذاتي، وقصر الدائرة، والرطوبة، والكبريتات.

يجب أيضًا وضع أجهزة التحكم في الشحن في مناطق نظيفة وجيدة التهوية مع سهولة الوصول إليها. لكلا المكونين، يجب أن تظل قيم الرطوبة النسبية أقل من 90 بالمائة [3] .

درجة الحرارة هي اعتبار مهم آخر. ستؤدي درجات حرارة التشغيل المرتفعة إلى تقصير كفاءة البطارية. يوصى بتخزين هذه الأجهزة في مناطق ذات درجات حرارة محيطة قريبة من 25 درجة مئوية (77 درجة فهرنهايت).

على الرغم من أن البطاريات الشمسية قادرة على العمل في نطاق واسع نسبيًا من درجات حرارة التشغيل (اعتمادًا على نوع البطارية الشمسية)، فإن متوسط ​​النطاق يتأرجح بين -20 إلى زائد 50 درجة مئوية (-4 إلى 122 درجة فهرنهايت) لبطاريات VRLA، و بين 20 إلى 45 درجة مئوية (68 إلى 113 درجة فهرنهايت) للبطاريات المهواة (سيتم مناقشة مزيد من المعلومات أدناه).

لا ينبغي وضع البطاريات بأي وسيلة بالقرب من مصادر الحرارة مثل المشعات أو السخانات، كما يجب عدم تعريضها للطقس البارد أيضًا [3] .

أنواع البطاريات الشمسية

يجب أن تفي بطاريات أي نظام شمسي بشرط أساسي واحد: يجب أن تكون بطاريات ذات دورة عميقة .

لتوفير الكهرباء طوال الليل يعني أن البطاريات الشمسية غالبًا ما يتم تصريفها إلى أدنى مستوياتها. ستتلف البطاريات التي لم يتم تصورها على أنها دورة عميقة إذا تم تقديمها لأنماط التشغيل هذه كل يوم. في بعض الحالات، يمكن أن يشعلوا النار. لهذا السبب لا يمكن اختيار بطاريات الإشعال المزعومة لتطبيقات الطاقة الشمسية.

تحتوي البطاريات على نوعين من الأقطاب الكهربائية من معادن مختلفة – اعتمادًا على نوع المعادن المختارة، ستتغير خصائص ومعايير البطارية.

يوجد حاليًا أنواع متعددة من البطاريات في السوق.

هؤلاء هم:

  • بطاريات ليثيوم أيون
  • بطاريات نيكل
  • بطاريات كبريت الصوديوم
  • بطاريات تدفق الأكسدة والاختزال
  • بطاريات الرصاص الحمضية

الخيار الأفضل: بطاريات الرصاص الحمضية

لكن أيا من هذه الأنواع لا يتمتع بأداء أفضل وفعال من حيث التكلفة مثل بطاريات الرصاص الحمضية [4] . تحتوي بطاريات الرصاص الحمضية على قطب كهربي مملوء بأكسيد الرصاص (PbO2) ويمتلئ القطب الآخر بالرصاص النقي (Pb). المنحل بالكهرباء المستخدم في هذا النوع من البطاريات هو حمض الكبريتيك.

يمكن تقسيم بطاريات الرصاص الحمضية إلى مجموعتين رئيسيتين:

 

      • بطاريات الرصاص الحمضية (VLA)

 

تحتوي هذه البطاريات على فتحات صغيرة يتم إغلاقها بواسطة سدادات قابلة للإزالة. إنها تسمح لك بالتحقق من المستوى والجاذبية النوعية للإلكتروليت وكذلك إعادة ملء الماء المقطر المفقود أثناء التفاعلات الكيميائية.

تولد هذه البطاريات غازات تنتجها التفاعلات الكيميائية الداخلية، وتطلقها في الغلاف الجوي، ولهذا تتطلب صيانة دورية وإعادة تعبئة مستمرة للمياه المقطرة. يجب وضعها دائمًا في الزاوية الصحيحة (الاتجاه العلوي) لتجنب أي انسكاب للسوائل.

لهذه الأسباب، فإن هذه البطاريات ليست الأكثر استخدامًا للتطبيقات الشمسية، على الرغم من أن بعض المصممين يستخدمون هذه البطاريات لتكاليفها المنخفضة.

يمكن تقسيم بطاريات VLA إلى ثلاث فئات رئيسية:

  • بطاريات البدء والإضاءة والاشتعال – لا تستخدم للأغراض الشمسية ؛
  • البطاريات ذات الدورة العميقة – تُستخدم للتطبيقات الشمسية لأنها مصممة لتزويد كميات منخفضة نسبيًا من التيار على مدى فترات طويلة من الزمن، ولها أقصى عدد من دورات التفريغ العميق ؛
  • البطاريات الثابتة – تستخدم البطاريات الثابتة بشكل أساسي لتزويد الطاقة في عمليات التحكم. لها عمر طويل ويمكنها تحمل إجراءات الدورة العميقة، ولكن يجب شحنها باستمرار (شحنة عائمة) لتعويض الخسائر الناجمة عن التفريغ الذاتي [6] .

 

      • بطاريات حمض الرصاص المنظمة (VRLA)

 

هذه هي أفضل خيار للبطارية لتطبيقات الطاقة الشمسية الكهروضوئية. بطاريات VRLA منظمة ومختومة جزئيًا لتجنب تبخر الإلكتروليت. تحتوي البطارية على صمام حساس للضغط ويتحكم تلقائيًا في انبعاث الغازات. عادة ما يكون الصمام مغلقًا، ولكن إذا اكتشف وجود مستوى عالٍ من الضغط داخل البطارية، يفتح الصمام لتحرير الضغط.

من المزايا الرائعة لهذه البطاريات أنها تعيد تجميع الأكسجين والهيدروجين من خلال العملية الكهروكيميائية التي تسمح لها باستعادة المياه المفقودة في تحويل الطاقة. هذه العملية فعالة بنسبة 99 في المائة، وهذا هو السبب في أنه يُفترض عمومًا أنه لا توجد خسائر في المياه، وبالتالي، لا يلزم إجراء صيانة من جانبك.

  كيف تم اكتشاف الطاقة الشمسية؟

الجانب السلبي لهذه البطاريات هو أنها أكثر حساسية لتغيرات درجة الحرارة ولا تسمح بالتحقق بشكل موثوق من حالة الشحن (SOC).

يمكن تقسيمها إلى مجموعتين رئيسيتين:

  • بطاريات الجل – تضيف بطاريات الهلام مركبًا معينًا من السيليكون إلى الإلكتروليت، مما يغير قوامه إلى هلام. تسمح هذه العملية لهم بالحصول على عمر أطول (أكثر من VLA) وتسمح لهم أيضًا بتحمل المزيد من دورات الشحن والتفريغ.تؤدي بطاريات الجل أيضًا دورات عميقة بقيم درجات حرارة عالية وحتى مع الاهتزازات. إنها توفر جهد تفريغ ثابت ولا تتطلب صيانة على الإطلاق. يمكن وضعها في أي وضع (لأن المنحل بالكهرباء عبارة عن هلام ولا ينسكب) كما أنها مقاومة لدرجات الحرارة المنخفضة [3،5] .
  • بطاريات الزجاج الماص (AGM) – تحتوي هذه البطاريات على إلكتروليت تمتصه قاعدة من الألياف الزجاجية تعمل مثل الإسفنج وتثبّت حامض الكبريتيك. تسمح هذه البطاريات أيضًا بأداء دورات عميقة، لكنها يمكن أن تتحمل شحنات جهد أعلى من بطاريات الهلام. هذا في النهاية يعني كفاءة أعلى [3،5] .

ما هي مدة عمل البطاريات الشمسية؟

يحدد أداء البطارية وحالتها طوال عمرها الافتراضي المدة التي ستستغرقها.

لفهم هذا، من الضروري شرح بعض المعلمات التقنية للبطارية. واحد منهم هو أقصى عمق التفريغ (DoD) .

يشير DoD إلى الحد الأقصى من الطاقة التي يمكن استخلاصها من بطارية مشحونة بالكامل دون إتلاف البطارية.

المعلمة الأخرى ذات الأهمية هي الحد الأقصى لعدد الدورات (الشحنات والتفريغ) التي تم تصميم البطارية لتحملها. هذه القيمة متأصلة في عمق التفريغ، فكلما زادت وزارة الدفاع، قل عدد الدورات القصوى [8] .

الآن بعد أن أصبحت هذه المعلمات واضحة، سيعتمد العمر المتوقع للبطارية على هذين العاملين، على الظروف البيئية والتشغيلية، وعلى نوع البطارية المحدد.

يبلغ متوسط ​​العمر المتوقع لبطاريات VLA ذات الدورة العميقة 3-5 سنوات ، بينما يبلغ متوسط ​​العمر المتوقع في نفس الوقت 1500 دورة.

عادةً ما يكون للبطاريات الثابتة عمر افتراضي متوقع يتراوح من 15 إلى 30 عامًا (أعلى قيمة بين بطاريات الرصاص الحمضية)، وعادةً ما يتراوح متوسط ​​العمر المتوقع للبطاريات غير القابلة لإعادة الشحن بين 5-10 سنوات مع نطاق يتراوح بين 250-500 دورة [6] .

هذا يعني أنك ستحتاج إلى استبدال البطاريات مرة واحدة على الأقل طوال عمر النظام الشمسي.

قاعدة عامة: عندما تقل سعة البطارية إلى 80 بالمائة من سعتها الأصلية، يكون عمرها الافتراضي أكثر من [8] .

أفضل البطاريات لتخزين الطاقة الشمسية

بشكل عام، تعد بطاريات الرصاص الحمضية أفضل البطاريات لتخزين الطاقة الشمسية – على وجه الخصوص، تعد بطاريات الرصاص الحمضية المنظمة ذات الفتحات هي الحل الأفضل للمنازل أو المباني حيث تكون مناطق التهوية محدودة أو حيث يلزم وضع البطاريات داخل المنزل.

يعتمد اختيار نوع البطارية الشمسية لنظام الطاقة الشمسية أيضًا على:

  • مواصفات العاكس
  • الجهد الاسمي للنظام
  • متطلبات تنظيم الرسوم
  • الاستقلالية والحجم
  • أقصى عمق للتصريف
  • التفريغ الذاتي
  • نجاعة
  • درجات حرارة التشغيل
  • توافر الصيانة
  • التكاليف
  • متوسط ​​العمر المتوقع [7]

بالإضافة إلى ذلك، يجب أن تضع في اعتبارك أيضًا سعة وقوة البطارية . ستخبرك السعة (المقاسة بالآه) مقدار الطاقة التي يمكن للبطارية توفيرها في غضون فترة زمنية محددة.

المعلمة المهمة الأخرى التي يجب مراعاتها هي تصنيف قوتها . يخبرك تصنيف الطاقة عن مقدار الطاقة التي يمكن للبطارية توفيرها على الفور – تُقاس عمومًا بالكيلوواط.

معلمة أخرى يجب مراعاتها هي القدرة المفيدة . تعكس هذه المعلمة مقدار السعة المتاحة للاستخدام من البطارية، مع عدم تجاوز الحد الأقصى لعمق التفريغ. يتم قياسه بشكل عام بـ Ah ويتم حسابه بضرب السعة الاسمية بأقصى عمق للتصريف.

كما ترى، لا توجد قاعدة عامة لتحديد البطارية الأفضل لنظامك الشمسي. يكمن المفتاح في موازنة كل هذه العوامل واتخاذ القرار بشأن البطارية التي تناسب احتياجات ومتطلبات منزلك بشكل أفضل.

كم عدد البطاريات التي أحتاجها لنظام الكهروضوئية الخاص بي؟

هذا سؤال يعتمد في الواقع على عدة جوانب:

 

      • نوع نظام الطاقة الكهروضوئية الخاص بك 

 

هناك نوعان رئيسيان من الأنظمة الكهروضوئية مع بطارية احتياطية: نظام مرتبط بالشبكة مزود ببطارية والتكوين خارج الشبكة.

إذا اخترت الخيار الأول، فلن يحتاج نظام البطارية الشمسية إلى أن يكون كبيرًا جدًا لأن انقطاع التيار الكهربائي في معظم الدول الغربية لا يستمر عادةً لفترات طويلة. يجب أن يكون نظامك الشمسي جيدًا حتى مع وجود بنك بطارية صغير.

ولكن إذا اخترت الخيار خارج الشبكة، فيجب أن يعتمد نظامك على نفسه تمامًا. سيحتاج بنك البطارية الخاص بك إلى تغطية كل احتياجاتك من الطاقة.

 

      • الطلب على الطاقة (Wh)

 

بالنسبة لهذه المعلمة، تحتاج إلى قياس متوسط ​​الطلب على الطاقة لأسرتك بأكملها. للحصول على هذا الرقم، تحقق من فواتير مرافق الطاقة للحصول على أقرب تقدير.

  كم من الوقت تدوم الألواح الشمسية؟

تذكر أن الاستهلاك الذي تحصل عليه في الشهر يتضمن أيضًا أنشطة أكثر رفاهية لاستخدامها في سيناريو خارج الشبكة. لذلك، حدد فقط الأجهزة الإلكترونية الأساسية، مثل الإضاءة والمنافذ الإلكترونية والثلاجة والتلفزيون، وحاول استبعاد الأحمال الزائدة مثل أفران الميكروويف والمكاوي والمجففات والغسالات والسخانات أو مكيفات الهواء.

بمجرد حساب الحمل الأساسي الذي تتحمله أسرتك، تحقق من الطلب على الطاقة لكل جهاز بالواط واضرب القيمة في عدد الساعات التي تريد تشغيلها بدون طاقة الشبكة.

تذكر أنه كلما زاد عدد الساعات التي تختارها، كلما احتاج نظام الطاقة الكهروضوئية إلى أن يكون أكبر وأكثر تكلفة. بمجرد حصولك على كل هذه القيم (بالواط / ساعة)، قم بتلخيصها وستحصل على الطلب على الطاقة الذي تحتاج بطارياتك لتغطيته.

 

      • استقلال

 

تمثل هذه المعلمة عدد الأيام التي تريد أن يعمل فيها نظامك بدون شبكة الطاقة. في الأنظمة غير المتصلة بالشبكة، يكون الحد الأدنى للقيمة هو 3 أيام، بينما في الأنظمة المرتبطة بالشبكة المزودة ببطارية احتياطية، يكون الاستقلالية بين 12 إلى 24 ساعة.

 

      • السعة (آه)

 

تحدد سعة البطارية مقدار الطاقة التي يمكنها توفيرها في غضون فترة زمنية محددة. تُقاس السعة عادةً بالساعات أمبير (Ah) وعادةً ما تكون مصحوبة باختصار C x ، حيث يحدد “x” عدد الساعات التي يمكن فيها للبطارية توفير تيار كهربائي ثابت.

على سبيل المثال، إذا كانت البطارية 200 Ah C 10، فيمكنها تفريغ ثابت قدره 20 A لمدة 10 ساعات.

إذا كنت ترغب في معرفة مقدار الطاقة التي يمكن أن توفرها بالكيلو وات في الساعة، فأنت بحاجة إلى ضرب هذا الرقم بجهد البطارية (عادةً 12 فولت) [9] .

 

      • جهد النظام (V)

 

يعتمد جهد النظام على مقدار الطاقة التي تريد نسخها احتياطيًا. بشكل عام، تستهلك معظم الأجهزة المنزلية ما بين 800 إلى 1600 واط. في هذه الحالة، الجهد الذي تحتاجه هو 24 فولت.

عندما تتراوح الطاقة بين 1600 و 3000 واط، فإن بنك 48 فولت هو الخيار الصحيح.

لزيادة الطلب على الطاقة، قم بزيادة الجهد وفقًا لذلك، ولكن ضع في اعتبارك أن المستويات الحالية يجب أن تظل أقل من 100 A في إجمالي الدوائر [11] .

بمجرد أن تصبح كل هذه المعلمات واضحة، يمكنك تقدير سعة بنك الطاقة باستخدام هذه الصيغة:

الخطوة التالية هي اختيار طراز بطارية والتحقق من سعتها (C CB ) وكذلك الجهد (V B ). باستخدام هاتين المعلمتين، ستتمكن من تحديد عدد البطاريات التي تحتاج إلى توصيلها بشكل متوازٍ وعدد البطاريات في السلسلة.

تخزين الطاقة الشمسية بدون بطاريات

البطاريات هي الشكل الأكثر استخدامًا لتخزين الطاقة الشمسية، ولكن هناك أيضًا خيارات أخرى لتخزين الكهرباء في نظام الطاقة الكهروضوئية الخاص بك.

أحدها هو توجيه الكهرباء من الكهروضوئية إلى المحلل الكهربائي للماء، الذي يولد غاز الهيدروجين. ثم يتم تخزين الهيدروجين واستخدامه كمادة وسيطة لخلايا الوقود لتوليد الكهرباء عند الحاجة. يسمى هذا بحل البحث والتطوير وهو أكثر ملاءمة للتطبيقات الصناعية.

خيار آخر هو تخزين الكهرباء في المكثفات الفائقة ، والتي يمكن تفريغها لاحقًا لتوليد الكهرباء عند الحاجة. هذه الطريقة مكلفة للغاية.

الخيار الرائع هو تخزين الكهرباء الشمسية في شكل طاقة كامنة من المياه التي يتم ضخها إلى ارتفاعات أعلى . عند الحاجة، يمكن تحويل إمكانات المياه المخزنة هذه إلى طاقة حركية وتدور التوربينات، والتي تولد الكهرباء (مزيج من الطاقة الكهرومائية و PV) [12] .

هناك أيضًا خيار لتخزين الطاقة الشمسية على شكل حرارة، وهو الشكل الرئيسي للتخزين في محطات الطاقة الشمسية المركزة، حيث يمر سائل نقل الحرارة عبر جهاز الاستقبال (حيث تتركز كل الحرارة)، ويمتص الطاقة الحرارية و ثم يخزنها في خزانات حرارية ساخنة متاحة للاستخدام عند الحاجة إلى الكهرباء.

أخيرًا، أحد الحلول الأكثر إثارة للاهتمام لتخزين الكهرباء الكهروضوئية يأتي من E.ON – شركة المرافق الألمانية. يمكن لعملاء E.ON إطعام الكهرباء الزائدة إلى “E.ON Solar Cloud”،   وهو حساب كهرباء افتراضي يمكن الوصول إليه في أي وقت. يمكنك حتى الوصول إلى البيانات من تطبيق الهاتف المحمول الخاص بك للتحقق من مقدار الطاقة المخزنة المتوفرة في السحابة.

تتأكد الأداة من أن الشبكة متوازنة طوال الوقت من خلال أخذ التغذية والكهرباء المستهلكة من هذه السحابة. يعد هذا الحل المبتكر للغاية مثاليًا لتخزين الطاقة الشمسية، حيث لا توجد تكاليف رأس مال أو صيانة. تم الإعلان عن الاقتراح مؤخرًا في يناير من عام 2018، لذا فهي مجرد مسألة وقت حتى يتم تطبيقه في أماكن أخرى أيضًا [13] .

هل يمكن للألواح الشمسية تخزين الطاقة لاستخدامها لاحقًا؟

لا، الألواح الشمسية تولد الكهرباء فقط. إنهم غير قادرين على تخزين الطاقة بأي شكل من الأشكال.

يتمثل مفهوم الألواح الشمسية في تحويل إشعاع ضوء الشمس إلى كهرباء تيار مستمر وإرساله إلى اللوحة الرئيسية لمنزلك.