فوائد الأرياف الشمسية مع تخزين البخار في البطارية لأغراض دعم القوة

لماذا (سولار آري) مع شركة "بُنيت في" لخزن البطارية يعيد تشكيل قوة الدعم

فالتحول إلى الطاقة المتجددة قد تسارع بشكل كبير على مدى العقد الماضي، وتظل الطاقة الشمسية في مركز هذا التحول، ولكن بالنسبة للمالكين وملاك الأعمال على حد سواء، كان السؤال الحقيقي دائما: ما يحدث عندما تهبط الشمس أو تتحول الشبكة إلى مظلمة؟ إن السلاسل الشمسية التي تخزن فيها شبكات البطاريات المبنية تستجيب مباشرة لهذا السؤال، وتولد مستوى موثوقية للطاقة لا يمكن أن يضاهيها سوى المنظومات الشمسية المرتفعة.

وما يجعل هذه التكنولوجيا مُلزمة ليس فقط القدرة الاحتياطية، بل إن المعلومات الاستخباراتية المُدمجة في النظم الحديثة، وعندما يُتخذ من البرمجيات المتقدمة لإدارة الطاقة قراراً تلقائياً بشأن كيفية السحب من الألواح الشمسية، والوقت الذي تُحمّل فيه البطاريات، والوقت الذي تُخفّض فيه الطاقة المخزنة أثناء فترة انقطاع، ويحدث هذا التخدير في الوقت الحقيقي، دون أي تدخل يدوي، ويضمن أن تكون الحمولات الضئية في المستقبلية أقل تكلفة؛

وعلاوة على ذلك، تسهم هذه النظم في تحقيق استقرار أوسع للشبكات، إذ إن من خلال توفير الطاقة المخزنة خلال فترات الطلب القصوى، تخفف من الضغط على الهياكل الأساسية للمرافق وتساعد على منع حدوث انقطاع في البنية التحتية أو انقطاع في الكهرباء، وهذا أمر ذو قيمة خاصة في المناطق التي تعمل فيها المحولات الحديثة وخطوط النقل على نحو قريب من القدرة، وبالنسبة للمرافق التجارية والصناعية، يمكن أن توفر أيضاً صفائف الطاقة الشمسية التي لديها دعم للبطارية خدمات إضافية مثل تنظيم الترددات والاستجابة للطلبات، مما يتيحه، مما يتيحه من مصادر القدرة على توليد الدخل.

ما هي (سولار آري) مع (بُنيلت) في متجر البطارية؟

وعلى أبسط مستوياتها، فإن مجموعة شمسية مزودة بمخزونات من البطاريات المدمجة هي نظام كامل لتوليد الطاقة وتخزينها يلتقط ضوء الشمس، ويحولها إلى كهرباء صالحة للاستخدام، ويخزن أي فائض في البطاريات القابلة للشحن للاستخدام في وقت لاحق، بخلاف النظم الشمسية التقليدية التي تعمل بالشبكة والتي تغلق في فترة انقطاع الكهرباء لأسباب تتعلق بالسلامة، يمكن للنظم المدمجة للبطارية أن تعمل بشكل مستقل، وتزود الطاقة الكهربائية مباشرة بمكونات الضوئية المحددة أو تشمل المنزل بأكمله.

وهذه النظم تأتي في عدة تشكيلات، بعضها متكامل تماماً في وحدات واحدة تأوي فيها اللافقار والبطارية في جيب واحد، مما يجعل التركيبات مباشرة وربطاً بالأحذية، بينما تكون الوحدات الأخرى نموذجية، مما يتيح لكم إضافة طاقة بطارية بشكل تدريجي مع نمو الاحتياجات، وتشتمل النظم الأكثر تقدماً على معلومات استخباراتية صناعية ومواد تعلّم آلي تُحلل أنماط الاستهلاك التاريخية، والتنبؤات الجوية، وأسعار الصرف.

ومن المهم أن نفهم أن الصفوف الشمسية التي تحتوي على مخزن للبطاريات مبنية تختلف اختلافاً جوهرياً عن الأزواج البسيطة التي تُستخدم في إطار نظام مدمج حقاً، وأن البطارية واللافقاريات مصممة للاتصال ببطيئة، وكثيراً ما تتقاسم بروتوكولاً مشتركاً ونظاماً إيكولوجياً للبرمجيات، وهذا التكامل الضيق يكفل التحول بين الطاقة الشمسية والبطارية والطاقة الكهربائية في الثانية المليمترية دون انقطاع في تركيبات المتشابكة الواحدة.

كم من الأشعة الشمسية مع البني في متجر البطارية في الواقع العمل

إن فهم التدفق التشغيلي لهذه النظم يزيل افتراض قيمتها، ففي يوم مشمس نموذجي، تولد الألواح الشمسية الكهرباء الحالية المباشرة، التي تتدفق إلى اللافقار المهجين، وتحوّل اللافقار جزءا من طاقة العاصمة إلى تيارات متغيرة، لكي تستخدمها أجهزة منزلك أو أجهزة تجارية فورا، وأي كهرباء زائدة لا تحتاج إليها في الوقت الحقيقي، توجه إلى مصرف البطاريات، حيث تخزنها.

خلال انقطاع الشبكة، تحول آلي داخل المنحرف يعزل منزلك من شبكة الكهرباء، ويخلق صغرا آمنا، وهذا يحول دون الإهدار، مما قد يعرض عمال المرافق للخطر، مع كفالة بقاء حمولاتكم الحرجة مجهزة بالطاقة، ويمكن للنظام أن يستمر في شحن البطارية من الألواح الشمسية أثناء فترة انقطاع الكهرباء، طالما أن ضوء الشمس متاح، وإذا كانت البطارية منخفضة، فإن توليد الطاقة الشمسية غير كاف (مثلا، خلال توسيع نطاق السحاب).

يمكن أن ترى بيانات في الوقت الحقيقي عن الإنتاج الشمسي، وحالة البطاريات، واستهلاك المنازل، والتفاعل الشبكي من خلال جهاز هاتف ذكي أو بوابة شبكية، كما أن العديد من النظم توفر قدرات التحكم في الحمولة، مما يتيح لك إعطاء الأولوية للدوائر التي تتلقى طاقة البطارية أثناء فترة انقطاع، وعلى سبيل المثال قد تختار الاحتفاظ بأجهزة التبريد والضوء وأجهزة التحكم بالكهرباء

ومن الناحية التقنية، تحسنت كفاءة هذه النظم بشكل كبير، إذ أن نسبة الطاقة المسترجعة من البطارية إلى الطاقة المخزنة في الموقع الشبكي، والتي تتجاوز حاليا 90 في المائة بالنسبة للكيمياء العصرية والكيميائيات ذات الصلة بالفلور، وهذا يعني أن الطاقة التي تضيع في عملية التخزين والاسترجاع تبلغ نسبة مئوية عالية من الطاقة، وهي نسبة تبلغ 100 في المائة من الطاقة الشمسية.

المنافع الرئيسية للرايات الشمسية مع تخزين البخار

قوة دعم موثوق بها خلال فترات انقطاع الجراء

أما الفائدة الأكثر إلحاحا وملموسة فهي طاقة غير متداخلة عندما تفشل الشبكة، وما إذا كان التجاوز ناتجا عن عاصفة شديدة، أو إخفاق في معدات المرافق العامة، أو انقطاع الكهرباء بسبب ضغط الطلب، وكمية شمسية مع تخزين البطاريات المدمجة، فإنها تحافظ على النظم الأساسية، كما أن المبردات والتجميدات تظل باردة، والأجهزة الطبية لا تزال تعمل، وأجهزة التلقيم، على نحو غير محميات اليدوية.

خفض تكاليف الكهرباء والحماية من ارتفاع أسعار الهيك

فبمجرد الطاقة الاحتياطية، فإن هذه النظم تحقق فوائد مالية مستمرة، إذ يمكن لمالكي الطاقة الشمسية، عن طريق تخزين الطاقة الشمسية المنتجة خلال فترات منخفضة السعر، واستخدامها خلال فترات عالية (وهي ممارسة معروفة بزمن الإبتزاز)، أن يقلل كثيرا من فواتير الكهرباء في المناطق التي ترتفع فيها معدلات الطاقة الشمسية إلى أعلى مستوى، وتعادل معدلات الاستهلاك الليلي، وتزيد من زيادة استخدام الطاقة في فترات الذروة.

استقلال الطاقة والقدرة على التكيف مع الظلم

ويؤدي إنتاج وتخزين طاقتكم إلى الحد من الاعتماد على شبكة المرافق ومواطن ضعفها المتأصلة، وهذا أمر له قيمة خاصة في المناطق المعرضة للكوارث الطبيعية، حيث يمكن أن تستغرق استعادة الشبكة أياما أو أسابيع، كما أنه يُعفي من الزيادات في الأسعار في المستقبل، التي تجاوزت تاريخيا معدلات التضخم في مناطق كثيرة، وبالنسبة للأعمال التجارية، يمكن أن تكون استقلال الطاقة ميزة تنافسية، بما يكفل استمرار العمليات بغض النظر عن التعطلات الخارجية.

الفوائد البيئية وأهداف الاستدامة

إن أكثر الصفائح الشمسية التي تخزن البطاريات هي في جوهرها حلول منخفضة الكربون، إذ إن تخزين الطاقة الكهربائية التي ستولد من الوقود الأحفوري، قد يؤدي إلى خفض انبعاثات غازات الدفيئة وتلوث الهواء، وهذا يتوافق مع الإبلاغ عن الاستدامة المؤسسية، والتزامات مجموعة الـ (ESG)، والقيم البيئية الشخصية، بالإضافة إلى أن تخزين البطاريات يتيح زيادة تغل الطاقة المتجددة على الشبكة عن طريق سلاسة الطبيعة المتقطعة للطاقة الشمسية.

دعم وإدارة رسوم الطلب

وبالنسبة للمستعملين التجاريين والصناعات، يمكن أن توفر البطاريات قيمة كبيرة من خلال خفض رسوم الطلب، وكثيرا ما تشمل فواتير المرافق العامة رسوم الطلب على المشاريع التجارية على أساس أعلى معدل لاستخدام الكهرباء خلال فترة إعداد الفواتير، ويمكن للمشاريع التجارية، باستخدام الطاقة البطارية لحلق هذه الذروة، أن تقلل كثيرا من رسوم الطلب عليها، كما تقدم بعض المرافق برامج حوافز للبطاريات التي يمكن أن تُنفذ خلال حالات الطوارئ التي توفر تدفقا إضافيا للدخل، وبهذه الطريقة، فإن المصفوفات الشمسية لا تصبح سوقا احتياطية.

Battery Technologies Used in Solar Storage Systems

فالبطاريات لا تُنشأ جميعها على قدم المساواة، كما أن اختيار الكيمياء له تأثير عميق على أداء النظام، وعمره، وسلامة تكلفته، كما أن هاتين الطاقتين المهيمنتين في سوق التخزين الشمسي التجاري والسكني هما اليوم أقل من سعر النيتروز (وهذا يعني أن مجموعة الكيمياء المنغنيزية، أو الكيمياء الوطنية) والفوسفات الحديدية لليثيوم

وكانت البطاريات الرصاصية هي المعيار الذي تستخدمه النظم غير الحادة منذ عقود، ولكنها نادرا ما تستخدم في منشآت حديثة مزودة بشبكة كهربائية تعمل بالكهرباء الشمسية، وذلك بسبب انخفاض عمق تصريفها، وقصر مدة العمر، وارتفاع متطلبات الصيانة، وانخفاض كثافة الطاقة، وبالنسبة لمعظم المنشآت الجديدة، فإن شركة LFP هي التكنولوجيا الموصى بها، وموازنة التكاليف، والأداء، والسلامة.

وعند تقييم نظم البطاريات، تشمل المواصفات الرئيسية التي ينبغي النظر فيها القدرة القابلة للاستخدام (مقاسة بترددات كل ساعة، كيلوواط)، وعمق التصريف (الدم)، وكفاءة المرحلتين الكهربائيتين المستمرتين، وكمية الطاقة القصوى، والإدارة الحرارية، وقد تسمح البطارية التي تبلغ طاقتها السخية 95 في المائة لك باستخدام الطاقة المخزنة تقريبا، بينما يُعدّ عدد كبير من الـ (D) 20 في المائة من الطاقات المُصُصُصُصُصُصُودِبة في نفس الوقت.

تُمزّقُ شعاعَكَ الشمسيَ وخزنِ البطاريةِ

إنّ نظامكَ الناقص قد لا يوفر طاقة احتياطية كافية أثناء فترات انقطاع الكهرباء، بينما يُوجد رأس مال زائد في النظام يمكن نشره في مكان آخر، الخطوة الأولى هي تحديد عمق مضخاتكم الحيوية، وأجهزة التكسير والتصنيف التي يجب أن تبقى مُقدّمة خلال فترة انقطاع، وأجهزة التحميل الأساسية، وأجهزة الإطفاء، وأجهزة الإرسال الطبي

ويجب أن تُخصَّص المجموعة الشمسية نفسها لإعادة شحن البطارية في إطار زمني معقول، ويُستحسن أن يكون ذلك في غضون يوم واحد مشمس، كما أن قاعدة مشتركة من الإبهام هي أن تُخصَّص الصفيفة الشمسية من 1.5 إلى 2 أضعاف قدرة البطارية من حيث الذروة، وبالتالي فإن بطارية 20 كيلوواطاً، فإن مجموعة شمسية من 7 كيلوواط إلى 10 كيلوواط، تكون كافية، حسب الموقع والتوجه وساعات شمس الموسمية.

تحليل التكاليف والعودة إلى الاستثمار

وفي عام 2025، يمكن لنظام الإقامة النموذجي الذي يحتوي على 10 كيلوواط من الألواح الشمسية و20 كيلوواط من مخزون البطاريات أن يمتد من 000 25 دولار إلى 000 40 دولار قبل تقديم الحوافز، وفي الوقت الراهن، يتيح الائتمان الضريبي للاستثمار الاتحادي خصم 30 في المائة من مجموع تكلفة النظام من الضرائب التي تدفعها، مما يقلل من قيمة هذه الحوافز.

وتتوقف فترات استرداد الأجر على معدلات الكهرباء، وسياسات القياس الصافي، وأنماط استهلاكك، وفي المناطق التي ترتفع فيها معدلات كهرباء التجزئة وتزيد فيها قيمة صافية السخاء، يمكن أن تكون العوائد أقل من 6 إلى 10 سنوات، وفي المناطق التي تتسم فيها معدلات منخفضة أو أقل سياسات مواتية، يمكن أن تمتد معدلات السداد إلى 12 إلى 15 سنة، غير أن الحساب ينبغي أن يشمل أيضا التكلفة المتجنبة للمبالغة، التي كثيرا ما تُغفل قيمة الفنادق التي تتطلب إطعام.

اعتبارات التركيب والصيانة

ويوصى بشدة بتركيب المهنة، إذ تشمل صفائف الطاقة الشمسية التي تستخدم في تخزين البطاريات أسلاك عالية الحركة، وتعديلات لوحات التحميل الحرجة، والامتثال للبنات المحلية والرموز الكهربائية، وتُستخدم أجهزة الصعود المرخصة في نظام التصاريح، واتفاقات الربط بين المرافق، وعمليات التفتيش، وضمان سلامة النظام ومؤهلة للحصول على حوافز، وتستغرق عملية التركيب عادة يوما واحدا أو ثلاثة أيام، رهنا بالتعقيد.

فالنفقة تكون ضئيلة بالمقارنة بالمولدات، وينبغي تنظيف الألواح الشمسية دوريا (سواء عن طريق الأمطار أو التزحلق العرضي) وتفتيشها على الحطام أو التظليل أو الضرر، وتشمل معظم النظم الرصد عن بعد، بحيث يتم تنبيهكم إلى أي مسائل أو أخطاء في الأداء، وتتحقق نظم إدارة البطاريات تلقائيا من خلايا التوازن، وتدير درجة الحرارة، وتمنع الإفراط في الشحن أو الإغراقة العميقة.

الاتجاهات والابتكارات في المستقبل

وتتطور صناعة تخزين الطاقة الشمسية، وتزداد سرعة تطورها، وتزداد سرعة المشاهدة في عدة اتجاهات، حيث أن الشحنات الثنائية الاتجاه (الحياكة إلى البيت أو V2H) لا تظهر إلا كتكنولوجيا تكميلية، إذ أن المركبات الكهربائية التي لديها بطاريات كبيرة يمكن أن تكون بمثابة مصادر إضافية للطاقة الاحتياطية عندما تكون في مأزق داخلها، وتضاعف بشكل فعال قدرات التخزين.

هل (سولار زائد) مخزن لك؟

إن اختيار مجموعة شمسية مزودة بمخزونات من البطاريات المدمجة قرار هام يعتمد على احتياجاتكم من الطاقة، وميزانيتك، والتسامح إزاء المخاطر، والأهداف الطويلة الأجل، وهو مثالي لمالكي المنازل والأعمال التجارية في المناطق التي تكثر فيها معدلات انقطاع الكهرباء، أو برامج الحوافز الجذابة، كما أنه خيار ممتاز لكل من يلتزم بتخفيض آثاره الكربونية، وزيادة التحكم في مستقبل الطاقة فيه، قبل المضي قدما، الحصول على نماذج متعددة من طلبات الاستنشاق.

For further reading, consult the U.S. Department of Energy shrsquo;s guide to going solar, explore the ] National Renewable Energy Laboratory Resources and the solar research grid, and review the Withlateter storage cost benchmarks from Solar Power5