الأنظمة الكهروضوئية هي أنظمة كهربائية يتم تصميمها لتحويل ضوء الشمس إلى كهرباء باستخدام الوحدات الشمسية. الوحدات الشمسية تتكون من عدة خلايا شمسية كل خلية تتكون من مواد شبه موصلة. الأنظمة الكهروضوئية يطلق عليها أيضا أنظمة الطاقة الشمسية. تأتي هذه الأنظمة في أحجام مختلفة (صغيرة ، متوسطة و كبيرة الحجم). أنظمة الطاقة الشمسية تشتمل في الغالب على ألواح شمسية، عاكس لتحويل التيار المستمر (DC) إلى تيار متردد (AC)، و أجهزة أخرى مثل هياكل التثبيت والملحقات الكهربائية من أسلاك و قواطع.
بالنسبة لتصنيفات الأنظمة الكهروضوئية يمكن تصنيفها بناءً على حالة الاتصال بالشبكة العمومية:
- أنظمة متصلة بالشبكة العمومية Grid-connected PV Systems
- أنظمة مستقلة عن الشبكة العمومية Stand-alone PV Systems
- أنظمة هجينة Hybrid PV Systems.
في هذا المقال سنستعرض هذه الأنواع الثلاثة بشيء من التفصيل.
الأنظمة الكهروضوئية المتصلة بالشبكة العمومية
الأنظمة الكهروضوئية المتصلة بالشبكة العمومية تعتبر النوع الأكثر شيوعًا من أنظمة الطاقة الشمسية. حيث أن هذا النوع من الأنظمة يوفر الطاقة اللازمة للمنزل و يتم إرجاع أي كهرباء زائدة عن احتياجات المنزل إلى الشبكة العمومية. أما إذا كان لا ينتج الطاقة الكافية لتلبية احتياجات المنزل، على سبيل المثال في الليل ، فإن المنزل يسحب الكهرباء اللازمة للاستخدام من الشبكية العمومية لتغطية النقص.
يتم تركيب الألواح الشمسية الخاصة بهذا النوع في الغالب على أسطح المنازل أو أرض قريبة من المبنى في منطقة غير متأثرة بالظلال. حيث ستنتج الألواح الشمسية كهرباء ذات تيار مستمر (DC)، ومن أجل استخدام الكهرباء مع الأجهزة الكهربائية المنزلية، ستحتاج إلى تحويلها إلى كهرباء ذات تيار متردد (AC). يتم تنفيذ هذه العملية بواسطة عاكس يكون بشكل عام داخل المنزل. حيث يتم توصيل العاكس بلوحة المفاتيح الكهربائية المركزية من أجل التكاملية في توفير الكهرباء اللازمة للمنزل.
الأنظمة الكهروضوئية الغير متصلة بالشبكة العمومية (المستقلة)
الأنظمة الكهروضوئية المستقلة هي أنظمة طاقة شمسية تعمل بشكل مستقل عن الشبكة العمومية. وهي مصممة لتوليد الكهرباء وتوفيرها للمواقع النائية التي من الصعب إيصال الشبكة العمومية اليها أو لا يمكن الاعتماد عليها. و هناك نوعان رئيسيان من الأنظمة الكهروضوئية المستقلة:
- الأنظمة الكهروضوئية المستقلة المقترنة مباشرة بالأجهزة الكهربائية بدون بطاريات: هذا النوع من الأنظمة تعمل فقط خلال ساعات النهار.
- الأنظمة الكهروضوئية المستقلة المقترنة ببطاريات: حيث إن البطاريات تعمل على حفظ و توفير الطاقة أثناء الليل أو أثناء الطقس الغائم.
تتضمن الأنظمة الشمسية المستقلة ألواح الطاقة الشمسية، وحدة التحكم في الشحن، البطاريات لتخزين الطاقة، وعاكسًا لتحويل كهرباء التيار المستمر إلى تيار متردد للاستخدام مع الأجهزة القياسية.
هذه الأنظمة مثالية للمناطق النائية، مثل المنازل الريفية ومعدات و أجهزة الاتصالات عن بعد. حيث يمكنها تشغيل مجموعة متنوعة من التطبيقات، بدءًا من الإضاءة وضخ المياه وحتى التهوية والأجهزة الكهربائية الصغيرة.
توفر الأنظمة الكهروضوئية المستقلة ميزة توفير كهرباء موثوقة في المناطق التي لا تصلها الشبكة، ولكنها تتطلب تخطيطًا دقيقًا ومراعاة احتياجات الطاقة والظروف الخاصة بالموقع لضمان الأداء الأمثل والموثوقية.
الأنظمة الكهروضوئية الهجينة
الأنظمة الكهروضوئية الهجينة هي عبارة عن أنظمة تجمع بين فكرتي الأنظمة المتصلة بالشبكة العمومية و الأنظمة المستقلة. حيث تختزل فكرة عملها في أن يتم استخدام الألواح الشمسية لتوليد الكهرباء. ثم يتم توجيه الكهرباء بعد ذلك عبر عاكس هجين إلى البطاريات. حيث تظل المنظومة الشمسية متصلة بالشبكة العمومية. مما يسمح بإعادة تغذية الطاقة الزائدة إلى الشبكة. أو استخدام طاقة الشبكة العمومية عندما يكون إنتاج الطاقة الشمسية غير كافٍ.
توفر هذه الأنظمة توازنًا بين موثوقية الاتصال بالشبكة والاكتفاء الذاتي من الطاقة الشمسية بمساعدة البطاريات. مما يجعلها خيارًا جذابًا للعديد من أصحاب المنازل الذين يتطلعون إلى توليد الطاقة الشمسية وتقليل الاعتماد على الشبكة العمومية.
تشمل الأنظمة الكهروضوئية الهجينة ألواح الشمسية، عاكس هجين حيث يدير تدفق الطاقة بين الألواح الشمسية والبطاريات والمنزل والشبكة العمومية ، بطاريات ، و اتصال بالشبكة العمومية الذي يسمح ببيع الطاقة الكهربائية الزائدة ويوفر الطاقة الاحتياطية عندما تكون الطاقة الشمسية وطاقة البطاريات غير كافية.
توفر الأنظمة الهجينة العديد من الفوائد منها استقلالية الطاقة حيث توفر الطاقة أثناء انقطاع الشبكة ويقلل الاعتماد عليها؛ توفير التكاليف حيث يمكّن أصحاب المنازل من استخدام الطاقة الشمسية أثناء ذروة أسعار الكهرباء مما يوفر فواتيرها.
في الأخير ، عند التفكير في الأنظمة الكهروضوئية الهجينة، من المهم تقييم الاحتياجات من الطاقة، والاشعاع الشمسي في المنطقة المستهدفة، وقدرة البطاريات، واللوائح المحلية المتعلقة بالربط مع الشبكة العمومية.
اترك تعليقاً