لا توجد مكونات متحركة. لا يحدث الاحتراق, ولا يتم إنتاج أي ضجيج. المساحة الوحيدة المطلوبة هي سطح السقف الخاص بك. لا يتطلب أي وقود, مجرد ضوء الشمس. ورغم كل هذا, يمكنه تشغيل منزلك بالكامل وتوفير الطاقة الزائدة للتصدير إلى جيرانك.
بالتأكيد, أنا أتحدث عن الطاقة الشمسية. عملها مذهل وغامض للغاية لدرجة أنه يشبه السحر عمليًا. حتى الآن, إنتاج الطاقة الشمسية بسيط إلى حد ما. علاوة على ذلك, صدق أو لا تصدق, ظلت تكنولوجيا الألواح الشمسية ثابتة في الغالب منذ الخمسينيات.
لذا, كيف تعمل الطاقة الشمسية? كيف يتم تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء يمكن استخدامها لتشغيل الأجهزة المنزلية?
هذه المدونة ستعالج هذه المخاوف. كما سيتم دراسة التشغيل الليلي للطاقة الشمسية وأهمية البطاريات في أنظمة الطاقة الشمسية.
كيف يتم تشغيل منزلك بالطاقة الشمسية?
في هذا القسم, سنناقش كيفية استخدام الألواح الشمسية لتوليد الطاقة الشمسية واستخدامها في المنازل.
يتم توليد الطاقة الشمسية في أربع خطوات:
تعمل الألواح الشمسية على توليد الكهرباء بالتيار المستمر
يقوم العاكس الشمسي بتحويل طاقة التيار المستمر إلى كهرباء التيار المتردد.
العاكس الشمسي يوفر الطاقة للسكن.
يتم إرسال فائض الطاقة الشمسية إلى الشبكة.
1. تعمل الألواح الشمسية على توليد الكهرباء بالتيار المستمر
عادة, بين 15 و 25 يتم وضع الألواح الشمسية على أسطح المنازل التي تعمل بالطاقة الشمسية.
تتكون كل لوحة شمسية من سلسلة من ستين أو اثنين وسبعين خلية ضوئية مبنية من السيليكون أحادي البلورات أو متعدد البلورات. بواسطة التأثير الكهروضوئي, تم تصميم الخلايا الشمسية لتحويل ضوء الشمس إلى تيار مباشر (العاصمة) كهرباء.
تعتمد كمية الكهرباء المولدة من الطاقة الشمسية على شدة أشعة الشمس وتصميم الألواح الشمسية. في ظل ظروف مثالية, تنتج الألواح الشمسية تقريبًا 400 واط لكل لوحة في 2023.
تعرف على المزيد حول كيفية عمل الألواح الشمسية.
2. يقوم العاكس الشمسي بتحويل طاقة التيار المستمر إلى كهرباء التيار المتردد.
تم تصميم الأجهزة المنزلية لاستخدام التيار المتردد (تكييف) كهرباء, وبالتالي التيار المباشر (العاصمة) ويجب تحويل الكهرباء المولدة من الخلايا الشمسية قبل تسليمها إلى المنزل. العاكس الشمسي يفي بهذه المهمة.
يمكن تركيب محولات الألواح الشمسية بإحدى طريقتين:
على مستوى الوحدة, يتم توصيل محولات دقيقة صغيرة بكل لوحة شمسية لتنفيذ التحويل من AC إلى DC.
العاكس سلسلة واحدة, غالبا ما يعرف باسم العاكس المركزي, يقع مركزيا. قبل التحويل, يتلقى الكهرباء المجمعة من جميع الألواح الشمسية. في مثل هذه الحالات, يمكن إضافة محسنات طاقة التيار المستمر المتواضعة إلى كل لوحة لتعزيز الأداء وضمان الامتثال للوائح.
3. العاكس الشمسي يوفر الطاقة للسكن.
سيقوم العاكس بعد ذلك بتغذية طاقة التيار المتردد بالجهد المطلوب (120فولت/240 فولت) إلى لوحة الدوائر الخاصة بك; يمكن الآن استخدام هذه الكهرباء لتشغيل أي أحمال كهربائية على الممتلكات الخاصة بك.
مع أنظمة الطاقة الشمسية المرتبطة بالشبكة - النوع الأكثر انتشارًا من أنظمة الطاقة الشمسية السكنية - يمكنك الاستفادة من الكهرباء الشمسية, قوة الشبكة, أو مزيج من الاثنين معا في أي وقت.
إذا كانت الأحمال في منزلك تتجاوز الطاقة التي يوفرها العاكس, قد تتم تغطية أحمالك بمزيج من الطاقة الشمسية على السطح والشبكة الكهربائية.
4. يتم إرسال فائض الطاقة الشمسية إلى الشبكة.
من الطبيعي أن يولد المنزل الذي يحتوي على الألواح الشمسية طاقة شمسية أكثر من أحماله الكهربائية الإجمالية (أي. احتياجات الطاقة الخاصة بك). عندما يحدث هذا, تغادر الطاقة الإضافية المسكن عبر عداد المرافق إلى الشبكة الكهربائية.
يجب أن يكون عداد المرافق "عدادًا صافيًا" يمكنه الاحتفاظ بسجل منفصل لكمية الكهرباء التي تصدرها إلى الشبكة وكمية الكهرباء التي تتلقاها من الشبكة.
كيف يعمل نظام الطاقة الشمسية ليلا?
تتطلب الألواح الشمسية ضوء الشمس من أجل إنتاج الطاقة, ولكن كما يعلم الجميع, الشمس لا تشرق في الليل. نظام الألواح الشمسية المتصلة بالشبكة, النوع الأكثر شيوعا من النظام الشمسي, يعتمد على الطاقة المستوردة من مزود المرافق الخاص بك لتلبية متطلباتك الكهربائية في الليل.
هناك احتمال كبير ألا تضطر إلى دفع الكثير أو أي شيء مقابل الكهرباء الليلية التي تستوردها. هذا هو الحال إذا كنت تقيم في واحدة من 38 الدول التي تقدم حاليا 1:1 صافي القياس. هنا, يتم استخدام الطاقة الزائدة التي يصدرها نظامك خلال النهار لتعويض تكلفة واردات الكهرباء المسائية.
يوضح هذا الفيديو كيف يقوم النظام الشمسي المتصل بالشبكة بتصدير الكهرباء أثناء النهار واستيرادها ليلاً.
كيف تتفاعل الطاقة الشمسية مع تخزين البطارية?
حتى هذه اللحظة, لقد تناولنا فقط أنظمة الطاقة الشمسية المتصلة بالشبكة, النوع الأكثر شيوعًا لتركيب الطاقة الشمسية في الولايات المتحدة.
ربما لاحظت أن هذه الأنظمة لا تتطلب بطاريات. عندما تكون الشبكة متاحة, كما هو الحال بالنسبة لمعظم الناس, يعد استخدام البطاريات اختياريًا في نظام الطاقة الشمسية السكني.
علاوة على ذلك, عادةً ما يكون شراء بطاريات تخزين الطاقة الشمسية أمرًا غير منطقي اقتصاديًا. أنظمة تخزين البطاريات مكلفة ولها عمر افتراضي قصير, ولذلك فإنهم عادة لا يدفعون ثمن أنفسهم.
وعلى الرغم من هذا, تكتسب حلول تخزين البطارية شعبية, وساعد في ذلك ظهور أنظمة الليثيوم أيون المرنة مثل Tesla Powerwall.
فيما يلي الحالتان الأكثر شيوعًا التي يختار فيها أصحاب المنازل استخدام حلول البطاريات مع أنظمة الألواح الشمسية:
يعد استخدام البطاريات كجزء من نظام خارج الشبكة بمثابة سيناريو 1.
بعض الأفراد يعتمدون فقط على الطاقة الشمسية, إما لأنهم يرغبون في أسلوب حياة خارج الشبكة أو لأن اتصالات الشبكة إما غير متوفرة أو باهظة الثمن (غالبا ما يحدث في المناطق النائية).
في حالات معينة, يجمع أصحاب المنازل بين الألواح الشمسية وتخزين البطاريات لتشكيل نظام شمسي خارج الشبكة. وهذا يسمح لهم بتخزين الطاقة الشمسية الزائدة أثناء النهار لاستخدامها في الليل.
غالبًا ما تستخدم أنظمة الطاقة الشمسية خارج الشبكة بطاريات الرصاص الحمضية, مماثلة لتلك الموجودة في بطاريات السيارات. كخيار البطارية الأكثر فعالية من حيث التكلفة, فهي الخيار الموصى به عند الحاجة إلى كميات كبيرة من التخزين.
برنامج تعليمي تمهيدي للطاقة الشمسية خارج الشبكة.
استخدام البطاريات كمصدر طاقة احتياطية
يتجه أصحاب المنازل في المواقع المعرضة لانقطاع التيار الكهربائي بشكل متزايد إلى تخزين البطارية كمصدر طاقة احتياطي. إنها أكثر هدوءًا ونظافة من مولدات الديزل التقليدية, وليس هناك حاجة لشراء الوقود.
يختار معظم المستهلكين الذين يشترون بطاريات للطاقة الاحتياطية في الوقت الحاضر حلول أيونات الليثيوم مثل Tesla Powerwall أو sonnenCore. تتميز هذه البطاريات بمساحة صغيرة ويمكن تركيبها ببساطة كمصدر طاقة احتياطي في حالة انقطاع التيار الكهربائي.
ينبغي التأكيد عليه, لكن, أن حلول البطاريات مكلفة ولها عمر افتراضي قصير, مع ضمانات تتراوح من 5 ل 10 سنين. في أماكن مثل كاليفورنيا, حيث يمكنك الاستفادة من حوافز شراء البطاريات الحكومية ووقت الاستخدام (برج) التعريفات لتوفير المال, الاقتصاد يتحسن قليلا.
استخدم الطاقة الشمسية لتشغيل منزلك.
بدءًا, قد تبدو عملية الحصول على الطاقة الشمسية صعبة. بالمواد المناسبة, رغم ذلك, يمكنك تركيب نظام الألواح الشمسية على سطح منزلك في غضون أسبوعين.
وتتمثل العقبة الأولى في فهم كيفية عمل تكنولوجيا الطاقة الشمسية. تشير قراءة هذه المدونة إلى أنك في طريقك إلى إكمال هذه المهمة.
قد تكون الخطوة التالية في رحلتك الشمسية أكثر صعوبة: تحديد ما إذا كانت الطاقة الشمسية مناسبة لك. والخبر السار هو أن SolarReviews لديه كل الموارد والبيانات التي تحتاجها لإكمال هذه المهمة.
ستقدم لك حاسبة الطاقة الشمسية الخاصة بنا تقديرًا شاملاً للطاقة الشمسية لمكان إقامتك. ويستخدم البيانات المستندة إلى الموقع, صور الأقمار الصناعية, والتعلم الآلي لتحديد عدد الألواح الشمسية المطلوبة, كم سيكلف التثبيت, وكم من المال ستوفر. بعبارة أخرى, توفر لك الآلة الحاسبة الخاصة بنا جميع البيانات التي تحتاجها لتحديد ما إذا كان تركيب الألواح الشمسية في منزلك أمرًا جديرًا بالاهتمام أم لا.
بعد ذلك, هناك ببساطة خطوة واحدة أكثر أهمية: اختيار أفضل العلامات التجارية لمعدات الطاقة الشمسية وشركة تركيب الطاقة الشمسية المثالية. مرة أخرى, يمكن أن تكون SolarReviews مفيدة. يحتوي موقعنا الإلكتروني على قاعدة بيانات شاملة لمصنعي معدات الطاقة الشمسية وشركات تركيب الطاقة الشمسية. لاتخاذ أفضل القرارات, تأكد من دراسة معلومات المنتج, مراجعات المستهلك, والتصنيفات.
بعد تركيب الألواح الشمسية, أنت على ما يرام. تم تصميم الألواح الشمسية لتدوم على الأقل 25 سنوات وتتطلب الحد الأدنى من الصيانة. بعد ذلك, يمكنك الاسترخاء والاستمتاع بالطاقة النظيفة التي تنتجها, بالإضافة إلى الأموال التي ستوفرها في هذه العملية.
