كيف يعمل تخزين البطارية في محولات الطاقة الشمسية؟

في نظام الطاقة الشمسية، تُعد بطارية الطاقة جزءًا أساسيًا من التركيب لأنها تضمن إمدادًا غير منقطع بالطاقة في حال انقطاع الشبكة. في هذا المقال، سنُفكّك التشغيل المعقد لهذه الأجهزة التخزينية إلى عدة عمليات سهلة الفهم. سيدور نقاشنا حول البطاريات التي تمت مواءمتها مع الأنظمة الشمسية، بدلًا من الألواح الشمسية المستقلة التي تخزّن الطاقة.

يعمل تخزين البطارية في العواكس الشمسية عبر تخزين الطاقة الزائدة التي تولّدها الألواح الشمسية خلال النهار لاستخدامها لاحقًا، كما في الليل أو في الأيام الغائمة. يحوّل العاكس الشمسي طاقة التيار المستمر من الألواح الشمسية إلى طاقة تيار متردد للاستخدام الفوري، بينما تُوجَّه الطاقة الزائدة إلى نظام تخزين البطارية. ثم يدير العاكس شحن البطارية وتفريغها، بما يضمن إطلاق الطاقة المخزنة عند الحاجة. وعندما لا تنتج الألواح الشمسية طاقة كافية، يسحب العاكس من الطاقة المخزنة في البطاريات لتوفير إمداد مستمر بالطاقة. ويعزز هذا الإعداد الاكتفاء الذاتي من الطاقة، ويقلل الاعتماد على الشبكة، ويحسّن استخدام الطاقة المتجددة.

ما هو تخزين البطارية؟

يشير تخزين البطارية في أنظمة الطاقة الشمسية إلى عملية تخزين الطاقة الزائدة التي تولّدها الألواح الشمسية الكهروضوئية لاستخدامها لاحقًا. وتكون هذه الطاقة المخزنة ذات قيمة خاصة في الأوقات التي لا تنتج فيها الألواح الشمسية طاقة، كما في الليل أو في الأيام الغائمة. وتضمن البطارية إمدادًا مستمرًا وموثوقًا بالطاقة، مما يحسّن الاكتفاء الذاتي من الطاقة ويقلل الاعتماد على الشبكة الكهربائية.

دور تخزين البطارية

يتمثل الدور الأساسي لـ تخزين بطارية الطاقة الشمسية في تخزين الطاقة الشمسية الزائدة لاستخدامها في المستقبل. وهذا يتيح للأسر أو الشركات تحقيق أقصى استفادة من الطاقة المنتَجة خلال الأيام المشمسة، بما يضمن إمكانية الاعتماد على الكهرباء المخزنة في أوقات انخفاض إنتاج الطاقة الشمسية. ويعزز تخزين البطارية كفاءة أنظمة الطاقة الشمسية، ويقلل فواتير الطاقة، ويوفر طاقة احتياطية أثناء انقطاعات الشبكة.

تطبيق تخزين البطارية

عاكسات معدات الطاقة الشمسية توفر الطاقة الشمسية

عندما يضرب ضوء الشمس الألواح، يتحول الضوء المرئي إلى طاقة كهربائية. يتدفق التيار إلى البطارية ويُخزَّن كطاقة تيار مستمر. من المهم ملاحظة أن ألواح الطاقة الشمسية تأتي بنوعين: مقترنة بالتيار المتردد ومقترنة بالتيار المستمر. النوع الأخير يحتوي على عاكس مدمج يمكنه تحويل التيار إلى تيار مستمر أو متردد. وهكذا، ستتدفق الطاقة الشمسية ذات التيار المستمر من الألواح إلى عاكس طاقة خارجي، والذي سيحولها إلى طاقة تيار متردد يمكن استخدامها بواسطة أجهزتك أو تخزينها في بطارية تيار متردد. سيقوم العاكس المدمج بتحويل طاقة التيار المتردد مرة أخرى إلى طاقة تيار مستمر للتخزين في هذا السيناريو.

على عكس أنظمة الاقتران بالتيار المستمر، لا تحتوي البطاريات على عاكس مدمج. لذلك، يتم توجيه طاقة التيار المستمر من ألواح الطاقة الشمسية إلى البطارية عبر وحدة تحكم بالشحن. وعلى عكس تركيبات التيار المتردد، يتصل عاكس الطاقة في هذا النظام فقط بأسلاك منزلك. لذلك، سيتم تحويل الطاقة المولدة من اللوح الشمسي أو البطارية من تيار مستمر إلى تيار متردد قبل أن تتدفق إلى أجهزتك.

عملية شحن محولات معدات الطاقة الشمسية

ستُستخدم الطاقة المتدفقة من لوحة البطارية الخاصة بمحول معدات الطاقة الشمسية بشكل تفضيلي لتزويد منزلك بالكهرباء. وبالتالي، تُغذّي الكهرباء أجهزتك مباشرةً مثل الثلاجات وأجهزة التلفاز والإضاءة. وعادةً ما تتجاوز الطاقة المولّدة من الألواح الشمسية احتياجاتك. على سبيل المثال، قد تُنتَج كمية كبيرة من الكهرباء في فترة بعد ظهر حار، لكن منزلك قد لا يستهلك الكثير من الكهرباء. في هذه الحالة، يحدث صافي القياس، حيث تتدفق الطاقة الزائدة عائدةً إلى الشبكة. ومع ذلك، يمكنك استخدام هذه الطاقة الفائضة لشحن البطارية.

تعتمد كمية الطاقة المخزّنة في البطارية على معدل شحنها. على سبيل المثال، إذا لم يستهلك منزلك الكثير من الكهرباء، فستكون عملية الشحن سريعة. بالإضافة إلى ذلك، إذا قمت بتوصيل ألواح أكبر، فستتدفق كمية كبيرة من الطاقة إلى منزلك، وستُشحن البطارية بشكل أسرع. وبمجرد امتلاء البطارية، سيمنعها وحدة التحكم في الشحن من الشحن الزائد.

لماذا تستخدم بطاريات محولات معدات الطاقة الشمسية؟

تحميك من انقطاع الكهرباء

إذا كنت متصلاً بالشبكة، فستكون هناك دائماً فترة يتعطل فيها نظام النقل أو يُغلق للصيانة. في هذه الحالة، سيعزل النظام منزلك عن الشبكة ويشغّل الطاقة الاحتياطية. وستعمل البطارية مثل مولد احتياطي في مثل هذه الحالات.

استخدام خطط أسعار وقت الاستخدام

في هذا النوع من الخطط، سيُحتسب لك المبلغ بناءً على كمية الكهرباء التي تستهلكها والوقت الذي تستهلكها فيه. فتُكلّف الطاقة المُحصّلة من الشبكة ليلاً أكثر من الطاقة الزائدة المُنتَجة خلال النهار. لذلك، من خلال تخزين الطاقة الزائدة واستخدامها ليلاً، يمكنك تقليل تكلفة الكهرباء الإجمالية.