نظرًا لأن استقلال الطاقة يصبح مهمًا بشكل متزايد ، فإن أنظمة التخزين الشمسية تحظى باهتمام. أنها تسمح لنا بالاستفادة القصوى من الطاقة الشمسية عن طريق تخزين الطاقة الزائدة. سواء كنت خارج الشبكة أو الشبكة ، فإن التخزين الشمسي يضمن الموثوقية والكفاءة.
في هذا المنشور ، سنناقش الأنواع المختلفة من أنظمة تخزين الطاقة الشمسية. سوف تتعلم كيف يعملون وأي واحد قد يكون مناسبًا لاحتياجاتك.
تلتقط أنظمة تخزين الطاقة الشمسية الطاقة الزائدة التي تنتجها الألواح الشمسية خلال اليوم. عندما تكون الشمس مشرقة ، تولد الألواح الشمسية طاقة أكبر مما تحتاج. يتم تخزين هذه الطاقة الإضافية في البطاريات للاستخدام لاحقًا.
يعمل النظام من خلال عملية بسيطة للشحن والتفريغ . خلال اليوم ، شحن الألواح الشمسية البطارية مع الطاقة المنتجة. في الليل أو خلال الأيام الغائمة ، يتم استخدام الطاقة المخزنة لتشغيل منزلك أو عملك. تساعد هذه الدورة على ضمان إمدادات الطاقة الثابتة ، حتى عندما لا تكون الشمس مشرقة.
يزداد الطلب على أنظمة تخزين الطاقة الشمسية لعدة أسباب. أولاً ، هناك حاجة متزايدة لاستقلال الطاقة . يريد الناس تقليل اعتمادهم على الشبكة ، خاصة مع ارتفاع تكاليف الطاقة.
يلعب التخزين الشمسي أيضًا دورًا رئيسيًا أثناء انقطاع التيار الكهربائي وأزمات الطاقة . مع التخزين الشمسي ، يمكنك الحفاظ على الأنوار عندما تنخفض الشبكة ، مما يوفر راحة البال خلال حالات الطوارئ.
الحوافز الحكومية والائتمانات الضريبية تجعل حلول التخزين الشمسية أكثر بأسعار معقولة. تساعد هذه الحوافز في تعويض التكاليف المقدمة ، مما يسهل على مالكي المنازل والشركات الاستثمار في تخزين الطاقة الشمسية. مع هذه الفوائد ، أصبحت أنظمة التخزين الشمسية خيارًا جذابًا بشكل متزايد.
تخزن أنظمة تخزين البطارية الشمسية الطاقة الزائدة التي تنتجها الألواح الشمسية خلال الأيام المشمسة. ثم يتم استخدام هذه الطاقة المخزنة عندما لا تكون الشمس مشرقة ، مما يضمن أن منزلك أو عملك يحتوي على إمدادات طاقة مستمرة ، حتى خلال الأيام الملبدة بالغيوم أو في الليل.
بطاريات ليثيوم أيون
الفوائد : كثافة الطاقة العالية ، وعمر طويل ، وحجم مضغوط تجعل هذه البطاريات خيارًا ممتازًا لتطبيقات الأعمال السكنية والصغيرة.
العيوب : تأتي بتكلفة أعلى أعلى ويمكن أن تكون حساسة لتقلبات درجة الحرارة.
الأفضل لـ : أصحاب المنازل والشركات الصغيرة التي تبحث عن حلول كفاءة وتوفير المساحة.
الفوائد : هذه هي أكثر بأسعار معقولة مقدما ولها تاريخ طويل من الاستخدام في التطبيقات الشمسية.
العيوب : لديهم عمر أقصر وأكثر حمظًا من الخيارات الأخرى. كفاءتها أقل أيضا.
الأفضل لـ : أصحاب المنازل الواعيين للميزانية مع مساحات أكبر لا تمانع في الصيانة المتكررة.
بطاريات التدفق
الفوائد : تشتهر هذه البطاريات بعمرها الطويل وقابلية التوسع ، مما يجعلها مثالية لتركيبات أكبر. فهي مستقرة في ظل ظروف بيئية مختلفة.
العيوب : تتطلب بطاريات التدفق مساحة أكبر وتأتي بتكلفة أولية أعلى.
الأفضل لـ : التركيبات التجارية الكبيرة أو الشركات التي تحتاج إلى حلول تخزين طاقة قابلة للتطوير وموثوقة.
يتضمن تخزين الطاقة الحرارية تخزين الطاقة الشمسية كحرارة في مواد مثل الأملاح المنصهرة أو الرمال أو الماء. يتم استخدام هذه الحرارة لاحقًا لتوليد الكهرباء أو التدفئة المباشرة.
سعة تخزين عالية : يمكن لهذه الأنظمة تخزين كميات كبيرة من الطاقة ، مما يجعلها مناسبة للاستخدام التجاري والصناعي.
فعالية التكلفة : غالبًا ما يكون التخزين الحراري أرخص للتطبيقات واسعة النطاق مقارنة بأنظمة التخزين الكهربائية.
· الاستخدام السكني : عادةً ما يكون تخزين الطاقة الحرارية غير عملي للتطبيقات السكنية بسبب حجمه وتعقيده الكبير.
· فقدان الكفاءة : يمكن أن يؤدي تحويل الطاقة الحرارية إلى الكهرباء إلى فقدان الطاقة.
تنتج أنظمة تخزين الهيدروجين غاز الهيدروجين باستخدام الطاقة الشمسية من خلال عملية تسمى التحليل الكهربائي. ثم يتم تخزين هذا الهيدروجين ويمكن استخدامه لاحقًا في خلايا الوقود لتوليد الكهرباء.
· تخزين طويل الأجل : يمكن تخزين الهيدروجين لفترات طويلة دون فقدان كبير للطاقة.
· كثافة الطاقة العالية : يتمتع الهيدروجين بكثافة طاقة عالية جدًا ، مما يجعلها مثالية للتطبيقات على نطاق واسع.
التكاليف المرتفعة : تتطلب أنظمة تخزين الهيدروجين استثمارًا كبيرًا مقدمًا ، خاصة بالنسبة للبنية التحتية.
· الاستخدام السكني : نظرًا لارتفاع التكاليف والحاجة إلى معدات متخصصة ، فإن تخزين الهيدروجين ليس قابلاً للتطبيق بعد للاستخدام السكني.
تخزن أنظمة تخزين دولاب الموازنة الطاقة في شكل طاقة حركية دورانية. يتم إطلاق الطاقة المخزنة بسرعة عند الحاجة ، مما يجعلها مثالية لموازنة الطلب على الشبكة وتنعيم تقلبات الطاقة.
الايجابيات :
وقت الاستجابة السريعة والمتانة العالية. يمكن أن تعالج Flyweels العديد من دورات الشحن والتفريغ دون تحلل.
سلبيات :
سعة تخزين محدودة مقارنة بالأنظمة الأخرى. كما أنها مكلفة نسبيا لكمية الطاقة التي يخزنونها.
عند اختيار نظام تخزين الطاقة الشمسية ، من المهم تقييم احتياجات الطاقة في منزلك أو عملك. ابدأ بالنظر إلى متوسط استهلاكك اليومي. تحتاج إلى مطابقة قدرة النظام مع استخدام الطاقة الخاصة بك لضمان تخزين الطاقة الموثوق به.
إذا كنت تبحث عن طاقة النسخ الاحتياطي أثناء انقطاع التيار الكهربائي ، فتأكد من حساب ذلك أيضًا. كلما زادت الطاقة التي تحتاجها لتخزينها ، كلما كان النظام أكبر. من الضروري تحقيق توازن بين الاستخدام اليومي ومتطلبات الطاقة الاحتياطية.
تعد كفاءة Roundtrip عاملاً رئيسياً في تحديد مدى أداء نظام التخزين. يشير هذا إلى مقدار الطاقة المخزنة في البطارية يمكن استخدامها لاحقًا. الكفاءة الأعلى تعني فقدان طاقة أقل أثناء التخزين والاسترجاع.
تساعد الأنظمة الفعالة في توفير المال على المدى الطويل ، لأنها تقلل من كمية الطاقة المهدرة. عند مقارنة الأنظمة المختلفة ، ضع في اعتبارك كيف يمكن أن تؤثر الكفاءة على وفورات الطاقة الإجمالية.
عند النظر في نظام التخزين الشمسي ، فإن مقارنة التكاليف الأولية للخيارات المختلفة أمر بالغ الأهمية. ومع ذلك ، فإن طول العمر للنظام لا يقل أهمية. قد يكون لبعض الأنظمة تكلفة أعلى أعلى ، ولكن يمكن أن تستمر لفترة أطول ، مما يوفر لك المال على المدى الطويل.
فكر في عمر البطاريات وعدد المرات التي ستحتاج إلى استبدالها. بطاريات الليثيوم أيون ، على سبيل المثال ، تدوم لفترة أطول بكثير من بطاريات حمض الرصاص ، مما يجعلها استثمارًا أفضل على المدى الطويل.
أنظمة التخزين المختلفة لها متطلبات مساحة متفاوتة. الأنظمة الأصغر ، مثل بطاريات الليثيوم أيون ، مضغوطة ويمكن تثبيتها في مساحات ضيقة ، مثل الطوابق السفلية أو المرائب. في المقابل ، تتطلب أنظمة مثل بطاريات التدفق مساحة أكبر بسبب حجمها وتصميمها.
التثبيت هو اعتبار رئيسي آخر. من السهل تثبيت أنظمة AC المقترنة بشكل عام وأكثر مرونة ، مما يسمح لها بالعمل مع الألواح الشمسية الحالية. من ناحية أخرى ، قد تتطلب الأنظمة المقترنة DC مكونات إضافية مثل العاكس الهجين ويمكن أن تكون أكثر تعقيدًا للتثبيت.
يعد التأثير البيئي لنظام تخزين الطاقة الشمسية عاملاً مهمًا في الاعتبار. كيمياء البطارية المختلفة ، مثل حمض الرصاص ، والليثيوم أيون ، وفوسفات الحديد الليثيوم (LIFEPO4) ، لها درجات متفاوتة من الود البيئي.
بطاريات LIFEPO4 ، على سبيل المثال ، أكثر ملاءمة للبيئة مقارنة بالأنواع الأخرى. يستخدمون مواد نادرة وسامة أقل ، مما يجعلها خيارًا أفضل لتقليل البصمة البيئية لنظام التخزين الشمسي.
تستعد بطاريات الحالة الصلبة لإحداث ثورة في تخزين الطاقة الشمسية. أنها توفر السلامة المعززة لأنها أقل عرضة للحرائق والهروب الحراري مقارنة ببطاريات الليثيوم أيون التقليدية. هذا يجعلهم خيارًا أكثر أمانًا ، خاصة في المنازل والشركات ذات المتطلبات العالية للطاقة.
بالإضافة إلى ذلك ، تتمتع بطاريات الحالة الصلبة بكثافة طاقة أعلى ، مما يعني أنها يمكن أن تخزن المزيد من الطاقة في نفس المساحة. هذا يسمح باستخدام مساحة محدودة في الإعدادات السكنية والتجارية. علاوة على ذلك ، تقلل تقنية الحالة الصلبة من خطر تدهور البطارية بمرور الوقت ، مما يؤدي إلى عمر أطول.
حاليًا ، لا تزال بطاريات الحالة الصلبة في مرحلة البحث والتطوير ، ولكن مع تحسن تقنيات التصنيع ، من المتوقع أن تصبح أكثر فعالية من حيث التكلفة. يبدو مستقبل بطاريات الحالة الصلبة في سوق التخزين الشمسي مشرقًا ، حيث يتنبأ العديد من الخبراء بتبني واسع النطاق في السنوات القادمة.
تقنية من مركبة إلى شبكة (V2G) هي اتجاه ناشئ يمكن أن يحول الطريقة التي نقوم بتخزينها واستخدام الطاقة الشمسية. تتيح هذه التقنية السيارات الكهربائية (EVs) بالعمل كنظم تخزين طاقة متنقلة . يمكن لـ EVs تخزين الطاقة الشمسية الناتجة خلال اليوم وإطعامها مرة أخرى في الشبكة عندما يكون الطلب مرتفعًا أو أثناء انقطاع التيار الكهربائي.
الفوائد المحتملة لـ V2G لأصحاب المنازل والشركات كبيرة. بالنسبة لأصحاب المنازل ، فإنه يوفر طبقة إضافية من استقلال الطاقة والأمن. بدلاً من الاعتماد فقط على أنظمة التخزين المنزلية ، يمكن أن توفر EVs طاقة احتياطية أثناء انقطاع التيار الكهربائي ، مما يساعد على تقليل الاعتماد على الشبكة.
بالنسبة للشركات ، يمكن أن يكون V2G بمثابة حل لإدارة الطاقة الفعال من حيث التكلفة. يسمح للشركات بتخزين الطاقة الزائدة من الألواح الشمسية في EVs الخاصة بها ، والتي يمكن استغلالها عند الحاجة. هذا يقلل من تكاليف الطاقة ويساعد الشركات على العمل بشكل أكثر استدامة.
يعتمد اختيار نظام تخزين الطاقة الشمسية الصحيح على احتياجاتك وميزانياتك ومساحة متوفرة. النظر في عوامل مثل احتياجات الطاقة والمساحة والميزانية وطول العمر عند اختيار نظامك. اتخاذ قرار مستنير لكل من الإعدادات السكنية والتجارية. الاستثمار في التخزين الشمسي يجلب كل من الفوائد المالية والبيئية. الحفاظ على نظامك بشكل صحيح يزيد من فعاليته وعمره.
· A1: يختلف عمر البطاريات الشمسية بناءً على النوع. تدوم بطاريات الليثيوم أيون عادة ما بين 10 إلى 15 عامًا ، في حين أن بطاريات حمض الرصاص لها عمر أقصر من 5 إلى 10 سنوات.
· A2: تعتمد تكلفة نظام التخزين الشمسي على النوع والسعة. تتراوح بطاريات الليثيوم أيون عادة ما بين 500 دولار إلى 1200 دولار لكل كيلوواط ساعة ، في حين أن بطاريات حمض الرصاص قد تتراوح بين 100 دولار إلى 300 دولار لكل كيلوواط ساعة.
· A3: عند اختيار بطارية شمسية ، فكر في عوامل مثل استهلاك الطاقة ، والمساحة المتاحة ، والميزانية ، وما إذا كنت تفضل عمر أطول أو التكلفة الأولية المنخفضة. يُنصح عادة بطاريات الليثيوم أيون للاستخدام السكني بسبب كفاءتها العالية وعمرها الأطول.
· A4: نعم ، تتطلب بعض أنظمة التخزين الشمسية ، وخاصة تلك التي تستخدم بطاريات الليثيوم أيون ، التخلص الدقيق بسبب المواد الكيميائية المستخدمة. ومع ذلك ، فإن التطورات في إعادة تدوير البطاريات والتقنيات الصديقة للبيئة ، مثل بطاريات LifePO4 ، تساعد في تقليل التأثيرات البيئية.
· A5: نعم ، اعتمادًا على نوع النظام ، يمكنك في كثير من الأحيان توسيع تخزين الطاقة الشمسية. تميل أنظمة AC المقترنة إلى توفير المزيد من المرونة للتوسع ، في حين أن الأنظمة المقترنة DC قد تتطلب المزيد من التخطيط للنمو في المستقبل.
· A6: تكتشف أنظمة التخزين الشمسية تلقائيًا انقطاع التيار الكهربائي وتتحول إلى طاقة البطارية ، مما يضمن إمدادات كهرباء مستمرة أثناء انقطاع التيار الكهربائي. أنها توفر طاقة النسخ الاحتياطي للأجهزة الأساسية مثل الأضواء والثلاجات والمعدات الطبية.
