دليلك حول انظمة الطاقة الشمسية للمنازل ومكوناتها وأنواعها.

في هذا الموضوع سنتعرف على انظمة الطاقة الشمسية وانواعها.

مكونات منظومة طاقة شمسية متكاملة

حتى تفهم ما هي مكونات أنظمة الطاقة الشمسية الكهربية، يجب ان نتحدث عن مكونات منظومة طاقة شمسية متكاملة باختصار، ووظيفة كل مكون منها في الدائرة.

1- ألواح الطاقة الشمسية Solar Panels

الألواح الشمسية تعتبر العنصر الرئيسي والأساسي في انظمة الطاقة الشمسية الكهربية، وتكمن فيها تكنولوجيا تحويل الطاقة الضوئية الي طاقة كهربية، واللوح الشمسي كما هو واضح في الصورة عبارة عن مجموعة من الخلايا الشمسية المتصلة مع بعضها بالتوالي او بالتوازي، وموضوعة في إطار واحد، أما إذا تم وضع مجموعة الواح في إطار واحد كبير فتسمى" مصفوفة " كما في حالة المشاريع الضخمة ومحطات توليد الكهرباء بالطاقة الشمسية.

أما بخصوص أنواعها، فيمكن تقسيمها الي ثلاثة أنواع، كل منها له سعره وله كفاءته ومواصفاته، وتلك الأنواع هي:

1. الالواح الشمسية الاحادية "مونو"
2. الالواح الشمسية المتعددة "بولي"
3. الألواح الشمسية المرنة "Thin film"

2- شاسيه تثبيت الألواح الشمسية او إطار التثبيت Mounting system.

وهو الإطار الذي سيتم تثبيت الألواح الشمسية عليه، ولكن ما أهمية الحديث عنه؟

بالطبع له أهمية كبيرة في تحديد المساحة والمكان وزاوية الميل اعتماداً على وضع المنزل والمكان الجغرافي وعوامل اخرى كثيرة ويمكنك القراءة في موضوع خاص بهذا الأمر بعنوان" تركيب الألواح الشمسية"

3- منظم الشحن Charge Controller

منظم الشحن أيضاً هو مكون رئيسي في أنظمة الطاقة الشمسية في حالة وجود بطاريات في المنظومة، وبكل بساطة وظيفته تنظيم الجهد والتيار الداخل الي مصفوفة البطاريات حتى نحافظ عليها من التلف والأحمال الزائدة.

4- بطاريات الطاقة الشمسية

مصفوفة البطاريات هي مكون رئيسي ايضاً، والهدف منها هو تخزين الطاقة الكهربية لكي نستخدمها في أوقات غياب الشمس، ومعظمها تكون بجهد 12 فولت او 24 فولت، ويمكنك قراءة المزيد عنها وعن أنواعها في موضوع بطاريات الطاقة الشمسية.

5- محول التيار Inverter

جميع الألواح الشمسية تنتج تيار مستمر، وكذلك البطاريات تقوم بتخزين تيار مستمر، ولكن جميع الاجهزة الكهربية بالمنازل تعمل بتيار متردد50 هرتز او 60 هرتز حسب نظام كل دولة.

وهنا تأتي وظيفة محول التيار أو الإنفرتر، فهو الذي يقوم بتحويل التيار من مستمر الى متردد وينظم الجهد الخارج ليتماشى مع نظام الاجهزة الموجودة في المنزل، وهو يعتبر أغلى مكون في النظام، ولا يمكن إطلاقاً الاستغناء عنه.

الاختيار بين انظمة الطاقة الشمسية للمنازل

هناك ثلاثة خيارات، وهي:

1. النظام الفردي او النظام المنفصل عن الشبكة (Off grid system)
2. النظام المتصل بالشبكة (On grid system)
3. النظام الهجين (Hybrid system)

والاختيار بين تلك الأنظمة المختلفة، لا يكون عشوائي، ولكن هناك معايير يتم الاختيار على اساسها بين تلك الأنظمة، فمثلاً لو كان المكان لا يتوفر فيه شبكة كهرباء عمومية بالأساس فليس أمامنا بديل عن اختيار النظام الفردي.

وإذا كانت المساحة المتوفرة لدينا صغيرة نسبياً ولن تسع لمصفوفة الألواح الشمسية الكافية لتوليد كل كمية الطاقة الكهربية التي نحتاجها، سنضطر في هذه الحالة ان نقوم بعمل النظام المتصل بالشبكة أو الهجين.

والاختيار ايضا قد يكون مبني على الجدوى اقتصادية، فأحيانا نولد نصف الحمل بالطاقة الشمسية والنصف الآخر من شبكة الكهرباء العمومية للتوفير، أو حتى لجعل النظام يعمل فقط في حالات انقطاع التيار الكهربي.

أنواع أنظمة الطاقة الشمسية

كما ذكرنا سابقاً فإن أنواع أنظمة الطاقة الشمسية هي ثلاثة أنظمة، النظام الفردي "Off Grid"، النظام المتصل بالشبكة On Grid"، والنظام الهجين "Hybrid"، وفيما يلي تفصيل لتلك الأنواع الثلاثة:

نظام الطاقة الشمسية المنفصل عن الشبكة Off Grid

انظمة الطاقة الشمسية الفردية أو المنفصلة عن الشبكة، وكما هو واضح بالشكل تعمل بدون ان تتصل بشبكة الكهرباء العمومية، ويتطلب هذا النظام وجود بطاريات لتخزين الطاقة الكهربية الزائدة لاستخدامها في الليل، وينصح بتوصيل مولد كهربي ثانوي بها للاستخدام في حالة الطوارئ، ونظام الطاقة الشمسية المنفصل عن الشبكة، لا بديل عنه في الأماكن النائية والتي لا يتوافر فيها شبكة كهرباء عمومية.

وهذا النظام في الحقيقة مناسب جداً للمزارع والمعسكرات التي لا يتوفر فيها مصدر كهرباء عمومي، ومناسب ايضاً كمصدر احتياطي للكهرباء في الأماكن التي يتكرر فيها انقطاع التيار الكهربي بشكل مستمر، فهي بالتأكيد أوفر من مولد الديزل وأقل في الصيانة والمخاطر.

ولكن في الواقع النظام الفردي ليس ذو جدوى اقتصادية مقارنة بتكلفة الكهرباء الحكومية، وذلك بسبب وجود بطاريات، والتي قد تحتاج لتغييرها خلال فترة من 3 الي 5 سنوات، فإن كان لديك عداد كهرباء من الخط العمومي فلا أنصحك أبداً بالتفكير في تركيب نظام الطاقة الشمسية المنفصل عن الشبكة.

ومن الجدير بالذكر أيضاً، ان نظام الطاقة الشمسية المنفصل عن الشبكة، به شكل من أشكال إهدار الطاقة، والذي قد لا يلاحظه الكثيرين، وهو أنه إذا امتلأت البطارية وما زال هناك ضوء للشمس سيقوم منظم الشحن بغلق الدائرة حتى لا تتلف البطارية، وبالتالي يكون هناك كمية من الطاقة الشمسية التي لم تستغل.

ويمكنك قراءة موضوع تصميم أنظمة الطاقة الشمسية المنفصلة عن الشبكة، لتستطيع حساب احتياجاتك بنفسك وتتوقع التكلفة في حالة كنت تريد معرفة تكلفة الطاقة الشمسية للمزارع مثلا أو لمعسكر تريده ان يعمل بالطاقة الشمسية.

نظام الطاقة الشمسية المتصل بالشبكة On Grid

انظمة الطاقة الشمسية المتصلة بالشبكة، سميت بهذا الاسم لأنها تعتمد على شبكة الكهرباء العامة كمصدر آخر بجانب الطاقة الشمسية لتلبية احتياجات المنازل من الكهرباء، وهذا النظام له جدوى اقتصادية أعلي من نظيره الفردي، خاصة وأنه لا يعتمد على البطاريات.

ويتم اللجوء اليها في حالة الرغبة في التكامل بين الكهرباء العمومية والطاقة الشمسية، وأهم مميزاتها:

• الخروج من شريحة كهرباء عالية

قد تكون كل رغبات العميل هو ان يخرج من شريحة كهرباء عالية الي شريحة أقل، وهذا النظام مناسب جداً في هذه الحالة.

• الرغبة في بيع الفائض من الكهرباء

ويكون فيها عداد الكهرباء مزدوج الاتجاه اي انه يدور في كلا الاتجاهين، إما ان تكون الكهرباء متجهة الي المنزل، أو ان تكون خارجة من المنزل الي شبكة الكهرباء العامة.

بمعنى آخر أنك بهذا تقوم ببيع الكهرباء الزائدة عن حاجتك والتي حصلت عليها بالطاقة الشمسية الي مصلحة الكهرباء، ولكن يجب ان تكون سياسة الدولة تعمل بهذا النوع من العدادات حتى تستطيع تركيبه، واعتقد ان معظم الدول العربية تعتمد هذا الاسلوب الآن، ومن مزايا هذا النظام انه لا يوجد فيه بطاريات ولا منظم شحن كما انه لا يوجد طاقة مهدرة.

النظام الهجين Hybrid

النظام الهجين هو أحد انواع أنظمة الطاقة الشمسية المتصلة بالشبكة، ويعتمد ايضاً على مصدر آخر بجانب الطاقة الشمسية كشبكة الكهرباء العامة، والفارق أنه يوجد به منظم شحن ومصفوفة بطاريات صغيرة، والبطاريات فيه تكون لتلبية الاحتياجات في حالات الطوارئ فقط وليس طوال الليل، ويتمتع بكافة المزايا الأخرى التي تميز النظام المتصل بالشبكة كبيع الفائض من الكهرباء وما الى ذلك.

شارك المقال مع اصدقاءك عبر طرق النشر التالية: