تحقيق مسبار
يتم الاعتماد على بطاريات الطاقة الشمسية حتى يستطيع جميع أصحاب المنازل والمنشآت الاعتماد على الطاقة الشمسية في الحصول على الكهرباء والاستقلالية عن شبكة الكهرباء العامة، مما يؤدي إلى تقليل قيمة فواتير الكهرباء بشكل كبير، ولكن نظام الطاقة الشمسية مع البطاريات ذو تكلفة مرتفعة مقارنةً بالنظام نفسه في حالة عدم وجود البطاريات.
كيف تعمل بطاريات الطاقة الشمسية؟
تقوم الألواح الشمسية بتحويل الطاقة التي تأخذها من ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية، وتنتقل هذه الطاقة إلى بطاريات الطاقة الشمسية عن طريق الأسلاك لتتولى البطاريات مسؤولية تخزين الطاقة، وعندما تنقطع الطاقة الشمسية ويتوقف توليد الكهرباء؛ يبدأ النظام بالاعتماد على البطاريات لتزويد المنزل بالكهرباء حتى تعود الشمس مرةً أخرى.
ما هي بطاريات الطاقة الشمسية؟
يمكن تعريف بطاريات الطاقة الشمسية بأنها الأجزاء المسؤولة عن تخزين الطاقة الكهربائية التي يتم توليدها بالاعتماد على الشمس لاستخدامها مرةً أخرى عند غياب الشمس، وتختلف الطريقة التي تخزن هذه البطاريات الكهرباء بالاعتماد عليها بين نوع وآخر، ويجدر الذكر بأن بطاريات الليثيوم للطاقة الشمسية من أبرز هذه الأنواع.
هل أنواع بطاريات الطاقة الشمسية عديدة؟
لا شك بأن أنواع بطاريات الطاقة الشمسية عديدة، وتتضمن القائمة الآتية بعضًا من أبرزها:
- بطاريات الرصاص: يتم استخدام بطاريات الرصاص الحمضية في تخزين الطاقة الكهربائية منذ عقود، وهي من البطاريات المنتشرة في استخدامات السيارات والتطبيقات الصناعية، وتتميز بتكلفتها المنخفضة، وموثوقيتها الكبيرة.
- بطاريات أيونات الليثيوم: يُطلق على هذه البطاريات اسم بطاريات الليثيوم أيون أيضًا، وتتميز بالوزن الخفيف والكفاءة الكبيرة في تخزين الطاقة الكهربائية، ولكنها ذات تكلفة عالية على المستهلكين مقارنةً ببطاريات الرصاص التي تستخدم للغاية ذاتها.
- بطاريات النيكل والكادميوم: تستخدم بطاريات النيكل والكادميوم بشكل نادر في الأماكن السكنية، وهي من بطاريات الطاقة الشمسية التي تتميز بالقدرة على العمل في درجات الحرارة المرتفعة، كما أنها تحتاج إلى صيانة منخفضة.
- بطاريات الجل: تتميز بطاريات الجل بالعمر التشغيلي الطويل إضافةً إلى السعر المنخفض، ولا تحتاج إلى كثير من الصيانة، وهو ما يجعلها منتشرة بشكل أكبر في تطبيقات الطاقة الشمسية.
هل أسعار بطاريات الليثيوم للطاقة الشمسية مرتفعة؟
إن أسعار بطاريات الليثيوم للطاقة الشمسية مرتفعة بالفعل فيما يتعلق بالتكاليف الأولية، ولكنها تصبح اقتصادية على المدى البعيد؛ نظرًا للعمر التشغيلي الطويل الذي تتمتع به، وعدم الحاجة إلى تغييرها. تختلف أسعار بطاريات الطاقة الشمسية بشكل كبير بين نوع وآخر، وتتراوح أسعار بطاريات الليثيوم بين 7,000-14,000 دولار أمريكي مع تركيبها حسب مكتب كفاءة الطاقة والطاقة المتجددة في الولايات المتحدة الأمريكية.
كيف يتم اختيار أفضل بطاريات الطاقة الشمسية؟
هناك العديد من العوامل التي تجب مراعاتها عند أفضل بطاريات الطاقة الشمسية حسب النظام الذي تم تركيبه في المنزل أو المؤسسة، وتتضمن القائمة الآتية أبرز هذه العوامل:
- تحديد النوع المناسب: هناك العديد من الأنواع المتوفرة لبطاريات الطاقة الشمسية، وينبغي المقارنة بين المميزات التي تتمتع بها كل بطارية منها لتحديد النوع الأفضل.
- عمر البطارية: تتراوح الأعمار التشغيلية لبطاريات الرصاص بين 1-10 سنوات، بينما تتراوح أعمار بطاريات الليثيوم بين 7-15 سنة، ولا بد من أخذ العمر التشغيلي بعين الاعتبار عند اختيار البطاريات الأفضل.
- عمق التفريغ: يشير عمق التفريغ إلى الطاقة التي تكون مُخزّنة في البطارية المستخدمة قبل إعادة شحنها، وعادةً ما يقل العمر الافتراض كلما تم التفريغ بشكل أعمق، وهي من العوامل المهمة عند اختيار بطاريات الطاقة الشمسية.
- الأسعار: تتفاوت أسعار بطاريات الطاقة الشمسية بشكل كبير بين نوع وآخر، ولا بد من أخذ الأسعار بعين الاعتبار عند الرغبة بشراء هذه البطاريات.
- الكفاءة: من الضروري معرفة كمية الطاقة التي يمكن لألواح الطاقة الشمسية أن تنتجها، مع التحقق من طبيعة النظام الكهربائي في المنزل لاختيار البطاريات ذات القدرة الأفضل على تلبية متطلبات المنزل أو المنشأة.
هل يمكن تركيب الطاقة الشمسية بدون بطاريات؟
يمكن تركيب الطاقة الشمسية بدون بطاريات بالفعل، ولكن البطاريات تضمن وجود الطاقة الكهربائية عند غياب الشمس، وفي حالة عدم وجود البطاريات يكون النظام متصلًا مع شبكة الكهرباء العامة، وعند غياب الشمس يعتمد المنزل بشكل كامل على الكهرباء القادمة من الشبكة حتى شروق الشمس مرةً أخرى.
ما هي أجزاء نظام الطاقة الشمسية مع البطاريات؟
هناك العديد من الأجزاء التي تعمل مع بعضها البعض في نظام الطاقة الشمسية مع البطاريات لضمان تزويد المنزل أو المنشأة بالكهرباء على النحو الأفضل، وفيما يأتي قائمة بهذه الأجزاء:
- الألواح الشمسية: تعد ألواح الطاقة الشمسية من الأجزاء الرئيسية في نظام الطاقة الشمسية، وهي الجزء المسؤول عن تحويل الطاقة التي تستقبلها من الشمس إلى طاقة كهربائية يمكن استخدامها في المنازل والمنشآت المختلفة.
- منظم الشحن: يتولى منظم الشحن مسؤولية تنظيم الجهد الكهربائية الوارد من خلايا الطاقة الشمسية قبل وصوله إلى البطاريات وبعد مروره بالبطاريات للمحافظة على عمل البطاريات المستخدمة وضمان الاستفادة منها بأفضل شكل.
- البطاريات: تكمن أهمية بطاريات الطاقة الشمسية في تخزين الطاقة الكهربائية التي استطاعت الألواح توليدها لاستخدامها خلال فترة غياب الشمس، وتعد بطاريات الليثيوم وبطاريات الرصاص من أبرز البطاريات المستخدمة لهذه الغاية.
- العاكس: يقوم العاكس بتحويل التيار المستمر القادم من ألواح الطاقة الشمسية إلى تيار متردد لتشغيل أجهزة المنزل، ويُطلق على هذا الجزء أيضًا اسم الإنفيرتر بدلًا من العاكس.
- الأسلاك: بما أن نظام الطاقة الشمسية المتصل بالبطاريات من الأنظمة الكهربائية؛ فهذا يعني أنه يتضمن أسلاكًا لتوصيل جميع عناصر النظام الكهربائي مع بعضها البعض بداية من الألواح وحتى وصول الكهرباء إلى الأجهزة المختلفة.
ما هي أبرز فوائد استخدام بطاريات الطاقة الشمسية؟
هناك الكثير من الفوائد لاستخدام بطاريات الطاقة الشمسية، وتتضمن القائمة الآتية أبرز هذه الفوائد:
- استقلال الطاقة: من خلال بطاريات الطاقة الشمسية يضمن أصحاب المنشآت والمنازل استقلالية الكهرباء بشكل كبير، وذلك لأنهم لا يحتاجون إلى الشبكة بشكل أساسي للتغذية بالكهرباء.
- الوصول إلى الكهرباء في حالات الطوارئ: إذا كان نظام الطاقة الشمسية متصلًا مع الشبكة؛ فإن البطاريات تسهم في الوصول إلى الكهرباء عند انقطاع التيار الكهربائي من الشبكة الأساسية.
- التقليل من البصمة الكربونية: تعتمد البطاريات على الطاقة الشمسية في تخزين الكهرباء خلافًا للشبكة العامة التي عادة ما تعتمد على الوقود الأحفوري، وباستخدام البطاريات تقل الحاجة إلى توليد الكهرباء باستخدام الوقود الأحفوري الذي يطلق الكربون.
- التوفير في الفواتير: عند وجود بطاريات الطاقة الشمسية يقل الاعتماد على الشبكة العامة في استهلاك الكهرباء خلال فترة الليل مع الاعتماد على الطاقة التي تولدها الألواح نهارًا، وهو ما يقلل من قيمة الفاتورة بشكل كبير.
هل توجد نصائح للاعتماد على نظام الطاقة الشمسية مع بطاريات؟
توجد الكثير من النصائح المهمة التي ينبغي مراعاتها عند الرغبة بالاعتماد على نظام الطاقة الشمسية مع البطاريات، وفيما يأتي بعضًا من أبرز هذه النصائح حسب الدليل التدريبي لتصميم وتركيب أنظمة الطاقة الشمسية المنفصل عن التيار:
- تركيب قاطع حماية تيار مستمر منفصل: ينبغي على المرء تركيب قاطع حماية تيار مستمر منفصل بين بطاريات الطاقة الشمسية والإنفيرتر قبل توصيل البطاريات، لضمان المحافظة على سلامة النظام.
- اختيار الأسلاك بعناية: عند شراء الأسلاك لنظام الطاقة الشمسية مع البطاريات لا بد من اختيارها بعناية، ويكون ذلك عن طريق التحقق من أطوال الأسلاك إضافة إلى التحقق من القطر لتحمل الجهد الكهربائي.
- الاعتماد على الأسلاك ذات الألوان المناسبة: عند توصيل بطاريات الطاقة الشمسية ومختلف الأجزاء الأخرى ضمن النظام يجب مراعاة استخدام اللون الأحمر للقطب الموجب، واللون الأسود للقطب السالب.
- التحقق من نظافة الوصلات: لا بد من متابعة جميع أجزاء نظام الطاقة الشمسية بانتظام والتحقق من نظافتها، وذلك لضمان ديمومة النظام وعدم تعرضه إلى الكثير من الأعطال مع مرور الوقت.
- تنظيف ألواح الطاقة الشمسية: يؤدي تراكم الأوساخ والغبار على ألواح الطاقة الشمسية إلى التقليل من كفاءة إنتاجها للكهرباء، ولذلك ينبغي مراعاة تنظيف الألواح يوميًا بشكل مستمر لزيادة الكفاءة.
اقرأ/ي أيضًا:
هل يوجد فوائد لترشيد استهلاك الطاقة؟
هل مصادر الطاقة المتجددة صديقة للبيئة؟
