الغرض من تخزين الطاقة الشمسية هو الاحتفاظ بجزء من الطاقة المولدة بواسطة الشمس في النهار، بحيث يًمكن استخدامها لاحقًا في فترات غياب الشمس، وتتعدد أساليب وطُرُق تخزينها.
في الوقت الذي يحاول فيه الباحثون تطوير الألواح الشمسية لتصبح عملية تصنيعها أقل تكلفة وتصبح الألواح أكثر كفاءة، من الضروري أيضاً ان تحدث طفرة في طرق تخزين الطاقة لكي نستطيع ان نحصل على الكهرباء في فترات غياب الشمس لأطول فترة ممكنة.
اساليب تخزين الطاقة الشمسية
أشهر اساليب تخزين الطاقة الشمسية هو عبر استخدام البطاريات ذات الشحن العميق وأهمها بطاريات الرصاص الغير مغمورة بأنواعها (AGM وGEL) وكذلك بطاريات الليثيوم-أيون "Lithium-ion".
كما يوجد اساليب أخرى، مثل الطاقة الهيدروليكية وتخزين الطاقة الشمسية في الملح السائل وطاقة الهواء المضغوط، هذه الأنظمة أغلى ثمناً وأصعب في التركيب من البطاريات، لكنها يمكن أن تخزن كميات أكبر من الطاقة وتوفر مزايا إضافية، مثل زيادة مرونة الشبكة الكهربائية.
في النهاية، سيعتمد أفضل اساليب تخزين الطاقة الشمسية على احتياجاتك وظروفك الخاصة.
تخزين الطاقة الكهربية في البطاريات
يُعد تخزين الطاقة في بطاريات أفضل الحلول في حالة استخدام الألواح الشمسية في المنازل أو المزارع أو المعسكرات بغرض توفير طاقة كهربية للإنارة أو لاستخدام الأجهزة الكهربية في فترات غياب الشمس، وخاصة في أنظمة الطاقة الشمسية المنفصلة عن الشبكة الكهربية Off grid.
انواع البطاريات
هناك أربعة أنواع من البطاريات المستخدمة لتخزين الطاقة الشمسية، وهي بطاريات تُسمى بطاريات الشحن العميق "Deep cycle batteries"، وكل نوع تندرج تحته عدة تصنيفات منبثقة، وهذه الأنواع الأربعة الرئيسة هي:
- بطاريات الرصاص الغير مغمورة VRLA
- بطاريات الرصاص المغمورة FLA
- بطاريات الليثيوم أيون Lithium Ion
- بطارية الحديد والنيكل Ni-Fe
تخزين الطاقة الشمسية بدون بطاريات
هناك وسائل وحلول مختلفة تُمكننا من تخزين الطاقة الشمسية بدون بطاريات، وطافة الرياح أيضاً، وغيرها من مصادر الطاقة المتجددة الأخرى.
طاقة هيدروليكية.
من طرق تخزين الطاقة الشمسية بدون بطاريات، تخزينها في صورة طاقة هيدروليكية، ويتم ذلك عن طريق رفع المياه الى ارتفاعات عالية بمضخات، ثم السماح لها بالسقوط في فترات غياب الشمس لكي تقوم بتدوير توربينات كهربية لتولد الكهرباء مرة أخرى.
طاقة الهواء المضغوط.
يتم تخزين الهواء المضغوط في خزانات تحت الأرض ثم إعادة تسخينه وإمراره على توربينات لتوليد الطاقة الكهربية مرة أخرى في فترات غياب الشمس.
تخزين الطاقة بالملح.
مبدأ تخزين الطاقة الشمسية بالملح المُذاب أو المنصهر "Molten salt"، تتم غالباً في محطات الطاقة الشمسية الحرارية، والتي يقوم مبدأ عملها على انعكاس أشعة الشمس على المرايا لتسخين سائل خاص، والملح المائي المستخدم هو ذلك السائل الخاص الذي يعمل كوسيط لنقل الحرارة عن طريق مبادل حراري الى الماء الذي بدوره سيتحول الى بخار ليقوم بإدارة التوربينات لتوليد الكهرباء.
وترجع أهمية استخدام الملح السائل أو المنصهر أو المذاب كوسيط، الى أن الأملاح عموماً تمتص الحرارة اثناء عملية الذوبان، ثم تفقدها مرة أخرى عند إعادة التبلور، ويتم تخزين الملح المذاب في خزانات حرارية كبيرة ومعزولة بشكل جيد.
اختراع لتخزين الطاقة الشمسية في سائل.
قامت مجموعة من العلماء السويديين بعمل اختراع لتخزين الطاقة الشمسية في سائل يُسمى النوربوندين، يمكنه تحصيل الطاقة الشمسية بكفاءة تصل الى 30 %، فأفضل الألواح الشمسية المتاحة للجمهور تقف قدرتها على استغلال الطاقة الشمسية عند حدود 21%، أي أن كفاءة هذه المادة تزيد بمقدار 50% عن الواح الطاقة الشمسية، كما أن بإمكانها تخزين الطاقة لسنوات.
وبحسب الدكتور كاسبر موث بولسون من جامعة تشاملر للتكنولوجيا، فإن جزيئات نوربورندين التي صنعوها يمكنها تخزين طاقة الشمس دون الحاجة لمواد العزل لمدة 18 عامًا أو أكثر، كما أنه بمجرد تنشيط الجزيئات ترتفع درجة الحرارة إلى حدود درجة الغليان وتوفر طاقة كافية للاستفادة منها، ويعتبر تعريض المادة لأشعة الشمس هو الطريقة الرئيسية لإعادة تنشيطها.
ولكن تبقى السلامة هي مصدر القلق الأكبر للعلماء، حيث أنها تتطلب مذيبات سامة مثل المحفز القائم على الكوبالت، فهي قد تكون آمنة ومستقرة في معمل مغلق بإحكام وظروفه تحت السيطرة، لكن استخدامها في الحياة اليومية كالسيارات مثلاً يتطلب مستوى آخر من الأمان.
بطاريات السريان "Flow batteries".
يُمكن أيضاً استخدام بطاريات السريان المعدنية لتخزين الطاقة الشمسية، وهذا النوع من البطاريات قيد الاستخدام منذ عام 1980، وتستخدم ايونات الفناديوم لتخزين الطاقة الكهربية، ولكن لسوء الحظ فإن عنصر الفناديوم ليس رخيص الثمن.
لذلك قام الباحثون بعرض فكرة أخرى مستوحاة من خلايا الوقود (fuel Cells)، فخلايا الوقود التي تقوم على فكرة الاستفادة من التفاعلات التي تحدث في المركبات العضوية مثل الميثانول وتحول الطاقة الكيميائية الكامنة بها الى كهرباء، ومن المعروف ان مكونات خلايا الوقود هي مكونات عضوية ليست مرتفعة الثمن فبذلك نحصل على قدرة تخزين عالية بتكلفة أقل.
وهذه الفكرة بدأت في التطور منذ عام 2013 حتى الآن وقد حققت نجاح مذهل، حيث ان تكلفة الكيلو وات ساعة أصبح اقل من 1/4 سنت، كما ان هذا النوع من البطاريات يستطيع ان يقوم بأكثر من 5000 دورة تفريغ عميقة، كما انه في عام 2015 تم استخدام مواد غير سامة بها، ولكن لسوء الحظ لست أعرف ما إذا كان بإمكاننا ان نجدها في الأسواق ام لا، وأتمنى لو أن أحدا من القراء الأعزاء يعرف بهذا الشأن ويفيدنا.
طرق تخزين الطاقة الشمسية PDF
يمكنك تحميل كل تلك المعلومات عن طرق تخزين الطاقة الشمسية pdf، وذلك من خلال الرابط بالأسفل.
ستجد الرابط مخفي، لذلك سيتوجب عليك مشاركة هذا الموضوع على صفحتك على فيس بوك أو تويتر أولاً، ثم فتح الموضوع مرة أخرى من اللينك الذي قمت بمشاركته على صفحتك، وستجد بعدها ان رابط التحميل قد ظهر لك.