تحويل محطات الطاقة الشمسية السكنية إلى أنظمة تخزين الطاقة يحل مشكلة عدم تطابق توقيت الكهرباء!

مع النمو المستمر للطلب العالمي على الطاقة النظيفة، تلعب محطات الطاقة الشمسية المنزلية دورًا متزايد الأهمية في إمدادات الطاقة المنزلية. ومع ذلك، فإن أنظمة الطاقة الشمسية المنزلية التقليدية محطات الطاقة الشمسيةتعاني الطاقة الشمسية من عيبٍ كبير: توليد الطاقة المتقطع وغير المستقر. فهي تعتمد على ضوء الشمس، ولا يمكنها توليد الكهرباء إلا خلال النهار عندما تكون الشمس ساطعة، بينما يتوزع استهلاك الكهرباء المنزلي بشكل متساوٍ نسبيًا على مدار اليوم، وقد يكون أعلى في الليل. يؤدي هذا إلى عدم توافق زمني بين الكهرباء المولدة من الطاقة الشمسية واستهلاك الكهرباء المنزلي، مما ينتج عنه انخفاض في استغلال الطاقة الشمسية.

في هذا السياق، أصبح تحويل محطات الطاقة الشمسية المنزلية إلى أنظمة تخزين طاقة منزلية وسيلة فعّالة لحل المشكلات المذكورة أعلاه. إذ تُخزّن أنظمة تخزين الطاقة المنزلية الكهرباء عند وجود فائض من الطاقة الشمسية، وتُطلقها خلال فترات نقص ضوء الشمس أو ذروة الطلب على الكهرباء، ما يُحقق الاستخدام الأمثل للطاقة الشمسية. علاوة على ذلك، يُمكن استخدام أنظمة تخزين الطاقة كمصادر طاقة احتياطية، لتوفير الطاقة اللازمة للمنازل أثناء انقطاع التيار الكهربائي، ما يُحسّن موثوقية واستقرار إمدادات الكهرباء المنزلية.

قبل الشروع في عملية التحويل، من الضروري إجراء تقييم شامل لمحطة الطاقة الشمسية السكنية الحالية. ويشمل ذلك نوع المحطة، وقدرتها، وعمرها الافتراضي، وكفاءة توليد الطاقة فيها. وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئيةبالإضافة إلى أداء العاكس وسعته وتوافقه، يجب فحص حالة أسلاك محطة الطاقة وهياكلها الداعمة وغيرها من البنى التحتية. فعلى سبيل المثال، إذا كانت وحدات الطاقة الشمسية قديمة وانخفضت كفاءتها في توليد الطاقة بشكل ملحوظ، فقد يكون من الضروري استبدالها جزئيًا أثناء عملية التحديث لضمان السعة الإجمالية لتوليد الطاقة لنظام تخزين الطاقة.

من الضروري أيضًا فهم احتياجات المنزل من الكهرباء فهمًا كاملًا، بما في ذلك الاستهلاك اليومي وأوقات ذروة الاستهلاك. ستؤثر الاحتياجات المختلفة للكهرباء على سعة نظام تخزين الطاقة. علاوة على ذلك، من المهم مراعاة السياسات المحلية المتعلقة بتخزين الطاقة المنزلية، مثل سياسات الدعم وسياسات ربط الشبكة. تقدم بعض المناطق دعمًا لأنظمة تخزين الطاقة المنزلية؛ وفهم هذه السياسات يُسهم في خفض تكاليف التحديث.

يمكن تقسيم عملية تحويل نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية السكني إلى نظام تخزين الطاقة إلى مخططين: اقتران التيار المتردد واقتران التيار المستمر.

1.وصلة التيار المتردد Sالتطور 

وصلة التيار المترددالتطوريحتفظ النظام بمحول الطاقة الشمسية الأصلي. تقوم الألواح الشمسية بتحويل ضوء الشمس إلى طاقة تيار مستمر، والتي يقوم محول الطاقة الشمسية بتحويلها بدورها إلى طاقة تيار متردد لتزويد الأحمال المنزلية بالطاقة. محول تخزين الطاقةعندما يكون هناك فائض في الطاقة الكهروضوئية، يقوم عاكس تخزين الطاقة بتحويلها إلى تيار مستمر. ويتم تخزينها في بطاريات. خلال فترات عدم كفاية ضوء الشمس أو ذروة الطلب على الكهرباء، يتم تحويل الطاقة الموجودة في البطاريات مرة أخرى إلى تيار متردد لتزويد الحمل.

2. حل الاقتران المباشر

يستبدل حل التوصيل بالتيار المستمر محول الطاقة الشمسية مباشرةً بمحول تخزين الطاقة. يقوم محول تخزين الطاقة بتحويل طاقة التيار المستمر المولدة من سلسلة الألواح الشمسية إلى طاقة تيار متردد لتزويد الأحمال. عند وجود فائض في طاقة الألواح الشمسية، يتم تخزين هذه الطاقة مباشرةً في بطاريات وتُستخدم لتزويد الأحمال خلال فترات نقص ضوء الشمس أو ذروة الطلب على الكهرباء.

استنادًا إلى طلب الأسرة على الكهرباء وسياسة تسعير الكهرباء في الشبكة، فإن استراتيجية إدارة الطاقة لـ نظام تخزين الطاقة السكنية يتم تحسينها. على سبيل المثال، خلال ساعات انخفاض الطلب وفترات ذروة توليد الطاقة الكهروضوئية، يمكن استخدام الكهرباء منخفضة السعر من الشبكة والطاقة الفائضة من الطاقة الكهروضوئية لشحن بطاريات تخزين الطاقة؛ خلال ساعات الذروة، تُعطى الأولوية لاستخدام الطاقة من كل من الطاقة الكهروضوئية وبطاريات تخزين الطاقة لتقليل تكاليف الكهرباء.