هل أحتاج إلى بطاريات تخزين لنظام الطاقة الشمسية الخاص بي؟
وفقًا لتقرير "نظرة ثاقبة على سوق الطاقة الشمسية في الولايات المتحدة لعام 2023" الصادر عن SEIA وود ماكينيز، فإن الولايات المتحدة ركّبت 32.4 جيجاوات من الطاقة الشمسية في عام 2023. ربما لم يكن الناس يعتقدون أن أنظمة الطاقة الشمسية ستصبح شائعة بهذه السرعة.
لا شك أن أنظمة الطاقة الشمسية قد وفرت لنا الكثير من الراحة. قارن فواتيرك وانظر هل وفرت عليك آلاف الدولارات؟ يمكن للمنزل الذي قام بتركيب ما يكفي من الألواح الشمسية أن يحصل على الكهرباء لتشغيل المنزل بأكمله دون القلق بشأن إنفاق فلس واحد خلال يوم مشمس.
لكن السماء تحتاج إلى المطر، وستستريح الشمس. عندما يحل الليل، ستنخفض طاقة النظام الشمسي ولن يعود بإمكانه توفير أي طاقة. للحفاظ على الأجهزة الضرورية والثلاجات والأضواء والأفران. ما زلنا بحاجة إلى دفع ثمن عشرات الساعات القادمة من الكهرباء. والأسوأ من ذلك هو الليل عندما ينقطع التيار الكهربائي.
هل يمكنني القيام بشيء ما لجعل نظام الطاقة الشمسية الخاص بي أكثر موثوقية؟ بطارية التخزين تخلص من هذه الصعوبات وزودك بنظام تخزين طاقة موثوق به للأيام والليالي الملبدة بالغيوم.
ما هي بطارية تخزين الطاقة الشمسية؟
بطارية تخزين الطاقة الشمسية هي جهاز يحول الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية ويخزنها. ويعتمد مبدأ عملها على التفاعلات الكهروكيميائية، من خلال تحويل الطاقة الكهربائية التي تولدها الألواح الشمسية إلى طاقة كيميائية وتخزينها في بطاريات. عندما لا تتمكن الألواح الشمسية من توفير الطاقة الكهربائية مباشرةً للحمل (كما هو الحال في الليل أو في الطقس الغائم)، تقوم بطارية تخزين الطاقة بتحرير الطاقة المخزنة لضمان إمداد مستمر للطاقة.
هل من الأفضل أن يكون لديك بطارية تخزين للألواح الشمسية؟
في دراسة استقصائية للمشاركين الذين قاموا بتركيب الألواح الشمسية، قام 48% من أصحاب المنازل بشراء ألواح شمسية مع الألواح الشمسية. لكن بطاريات تخزين الطاقة ليست ضرورية لأنظمة الطاقة الشمسية. يمكن للبطاريات أن تخزن الطاقة الزائدة التي تولدها الألواح الشمسية وتستمر في استخدامها ليلاً. يمكن للطاقة الشمسية بدون بطاريات أن تعمل فقط للعائلة خلال النهار، بينما يمكن للبطاريات أن تستخدم الطاقة الشمسية بشكل أشمل.
يجب ألا يكون مصدر الطاقة لبطاريات تخزين الطاقة من خلال الألواح الشمسية فقط. بالإضافة إلى ذلك, يمكن شحن البطاريات من الشبكة. إذا كانت منطقتك تعتمد سياسة ذروة أسعار الكهرباء، فيمكنك اختيار شحن البطارية بالكامل في أقل وقت سعر ثم تحريرها عند الحاجة. مثل بنك طاقة الهاتف المحمول الموسع.
الفرق بين الطاقة الشمسية والطاقة الشمسية مع تخزين البطارية
الطاقة الشمسية فقط
- التشغيل وتوفير التكاليف:
كيف يعمل: يقوم النظام الشمسي التقليدي بتحويل ضوء الشمس إلى كهرباء باستخدام الألواح الكهروضوئية (PV). تُستخدم هذه الكهرباء لتشغيل منزلك.
وفورات في التكاليف: يمكن لمالكي المنازل الاستفادة من فواتير الكهرباء المخفضة وائتمانات صافي القياس المحتملة.
- القيود:
لا طاقة في الليل بدون ضوء الشمس، لا تولد الألواح الشمسية الكهرباء. وهذا يعني أنه خلال الليل أو في الأيام الغائمة جداً، ستظل تعتمد على طاقة الشبكة.
الاعتماد على الشبكة: أثناء انقطاع التيار الكهربائي، لن يوفر نظام الطاقة الشمسية فقط الكهرباء حيث يتم إيقاف تشغيله لحماية عمال المرافق.
الطاقة الشمسية مع تخزين البطاريات
- التشغيل واستقلالية الطاقة:
كيف يعمل: بالإضافة إلى الألواح الكهروضوئية، يشتمل النظام الشمسي المزود ببطارية تخزين على بطاريات تخزن الطاقة الزائدة المولدة خلال النهار. ويمكن استخدام هذه الطاقة المخزنة في الليل أو أثناء انقطاع التيار الكهربائي.
استقلالية الطاقة: توفير قدر أكبر من أمن الطاقة من خلال ضمان استمرار إمدادات الطاقة حتى عندما تكون الشبكة معطلة أو خلال أوقات ذروة الطلب عندما تكون أسعار الكهرباء أعلى.
- الفوائد:
طاقة احتياطية: توفر أنظمة التخزين بالبطاريات طاقة احتياطية أثناء انقطاع التيار الكهربائي، مما يضمن استمرار عمل الأجهزة والأنظمة الحيوية.
تعظيم استخدام الطاقة المتجددة: يمكن استخدام الطاقة المخزنة خلال الفترات غير المشمسة، مما يزيد من استخدام الطاقة المتجددة ويقلل من الاعتماد على الشبكة.
ذروة الحلاقة: باستخدام الطاقة المخزنة خلال أوقات ذروة الطلب، يمكن لأصحاب المنازل تجنب ارتفاع أسعار الكهرباء، مما يقلل من تكاليف الطاقة.
الاختلافات الرئيسية بين الطاقة الشمسية والطاقة الشمسية مع تخزين البطاريات
تكمن الفروق الأساسية بين أنظمة الطاقة الشمسية فقط وتلك المزودة ببطاريات تخزين في التكلفة وإدارة الطاقة والأثر البيئي. عادةً ما تكون أنظمة الطاقة الشمسية فقط أرخص في التركيب لأنها تتطلب عدداً أقل من المكونات. ومع ذلك، فإن أنظمة الطاقة الشمسية المزودة ببطاريات التخزين تنطوي على استثمار أولي أعلى بسبب تكلفة البطاريات والتركيب الإضافي، ولكنها توفر وفورات طويلة الأجل وأمن الطاقة من خلال توفير إمدادات طاقة أكثر اتساقاً وموثوقية.
فيما يتعلق بإدارة الطاقة، تستخدم أنظمة الطاقة الشمسية فقط الطاقة الشمسية مباشرةً عند توفرها وتعتمد على الشبكة للاحتياط, بينما يمكن للطاقة الشمسية المزودة ببطارية تخزين تخزين الطاقة الزائدة لاستخدامها لاحقًا. من الناحية البيئية، تقلل أنظمة الطاقة الشمسية فقط من البصمة الكربونية باستخدام الطاقة المتجددة خلال النهار، ولكن تلك المزودة ببطاريات تخزين تقلل من الاعتماد على الوقود الأحفوري من خلال السماح باستخدام الطاقة الشمسية على مدار الساعة.
ما هي البطارية الأفضل للطاقة الشمسية؟
يعد اختيار البطارية المناسبة لنظام الطاقة الشمسية أمرًا بالغ الأهمية لتحسين الأداء والموثوقية والفعالية من حيث التكلفة. تُستخدم عدة أنواع من البطاريات بشكل شائع في تطبيقات الطاقة الشمسية، ولكل منها مزاياها وعيوبها. الخيارات الأكثر شيوعًا هي بطارية ليثيوم فوسفات الحديد (LiFePO4) وبطاريات الرصاص الحمضية، مع الاهتمام الناشئ بالتقنيات الأخرى مثل بطاريات أيونات الصوديوم.
مقارنة البطاريات: بطاريات LiFePO4 وبطاريات الرصاص الحمضية وبطاريات الصوديوم الأيونية
نوع البطارية | المزايا | العيوب |
---|---|---|
بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LiFePO4) |
|
|
بطاريات حمض الرصاص (بطاريات الرصاص الحمضية (مغمورة، AGM، جل) |
|
|
بطاريات أيونات الصوديوم |
|
|
يعتمد اختيار البطارية لنظام الطاقة الشمسية على الاحتياجات والقيود المحددة للمستخدم. وبالنسبة للاستثمار طويل الأجل والحد الأدنى من الصيانة، فإن بطاريات LiFePO4 هي الخيار الأفضل. أما بالنسبة للتركيبات ذات الميزانية المحدودة، فقد تكون بطاريات الرصاص الحمضية مناسبة، في حين أن بطاريات أيونات الصوديوم يمكن أن تصبح منافساً قوياً مع نضوج التكنولوجيا.
الخاتمة
يعتمد الاختيار بين نظام شمسي تقليدي وآخر مزود ببطارية تخزين على احتياجاتك وأولوياتك الخاصة. إذا كنت تبحث عن تكاليف أقل مقدماً وكنت مرتاحاً في الاعتماد على الشبكة خلال الفترات غير المشمسة، فقد يكون نظام الطاقة الشمسية فقط كافياً.
ومع ذلك، إذا كنت تقدر استقلالية الطاقة والطاقة الاحتياطية وتعظيم استخدامك للطاقة المتجددة، فإن دمج تخزين البطاريات في نظامك الشمسي استثمار يستحق العناء.