الأنواع الثلاثة الرئيسية لأنظمة الطاقة الشمسية: متصلة بالشبكة، وخارج الشبكة، وهجينة

الأنواع الثلاثة الرئيسية لأنظمة الطاقة الشمسية

1. على الشبكة - يُعرف أيضًا باسم النظام الشمسي المرتبط بالشبكة أو النظام الشمسي الذي يغذي الشبكة

2. خارج الشبكة - المعروف أيضًا باسم نظام الطاقة المستقل (SAPS)

3. هجين - نظام شمسي متصل بالشبكة مزود ببطارية تخزين

المكونات الرئيسية للنظام الشمسي

الألواح الشمسية

تتكون معظم الألواح الشمسية الحديثة من العديد من الخلايا الكهروضوئية القائمة على السيليكون (الخلايا الكهروضوئية) والتي تولد كهرباء التيار المباشر (DC) من ضوء الشمس. ترتبط الألواح الشمسية، والمعروفة أيضًا باسم الوحدات الشمسية، عمومًا بـ "سلاسل" لإنشاء ما يُعرف باسم المصفوفة الشمسية. تعتمد كمية الطاقة الشمسية المولدة على عدة عوامل، بما في ذلك اتجاه الألواح الشمسية وزاوية ميلها، وكفاءة الألواح الشمسية، بالإضافة إلى أي خسائر بسبب التظليل والأوساخ وحتى درجة الحرارة المحيطة.

يمكن للألواح الشمسية توليد الطاقة أثناء الطقس الغائم والملبَّد بالغيوم، لكن كمية الطاقة تعتمد على "سمك" السحب وارتفاعها، وهو ما يحدد مقدار الضوء الذي يمكن أن يمر عبره. تُعرف كمية الطاقة الضوئية بالإشعاع الشمسي وعادةً ما يتم حساب متوسطها على مدار اليوم بأكمله باستخدام مصطلح ساعات الذروة الشمسية (PSH). يعتمد PSH أو متوسط ​​ساعات ضوء الشمس اليومية بشكل أساسي على الموقع والوقت من السنة.

العاكس الشمسي

تولد الألواح الشمسية كهرباء التيار المستمر، والتي يجب تحويلها إلى كهرباء التيار المتردد لاستخدامها في منازلنا وشركاتنا. هذا هو الدور الأساسي للعاكس الشمسي. في نظام العاكس "السلسلة"، يتم ربط الألواح الشمسية معًا في سلسلة، ويتم جلب كهرباء التيار المستمر إلى العاكس، الذي يحول طاقة التيار المستمر إلى طاقة تيار متردد. في نظام العاكس الصغير، تحتوي كل لوحة على عاكس صغير خاص بها متصل بالجانب الخلفي من اللوحة. لا تزال اللوحة تنتج التيار المستمر ولكن يتم تحويلها إلى تيار متردد على السطح ويتم تغذيتها مباشرة إلى لوحة المفاتيح الكهربائية.

هناك أيضًا أنظمة عاكسة سلسلة أكثر تقدمًا والتي تستخدم مُحسِّنات طاقة صغيرة متصلة بالجزء الخلفي من كل لوحة شمسية 

بطاريات

البطاريات المستخدمة لتخزين الطاقة الشمسية متوفرة في نوعين رئيسيين: حمض الرصاص (AGM & هلام) والليثيوم أيون. تتوفر عدة أنواع أخرى، مثل بطاريات تدفق الأكسدة والاختزال وأيونات الصوديوم، لكننا سنركز على النوعين الأكثر شيوعًا. تستخدم معظم أنظمة تخزين الطاقة الحديثة بطاريات أيون الليثيوم القابلة لإعادة الشحن وهي متوفرة بعدة أشكال وأحجام، والتي يمكن تهيئتها بعدة طرق موضحة بمزيد من التفصيل هنا.

يتم قياس سعة البطارية بشكل عام إما أمبير ساعة (Ah) لحمض الرصاص أو كيلووات ساعة (kWh) لأيون الليثيوم. ومع ذلك، ليست كل القدرات متاحة للاستخدام. يمكن لبطاريات الليثيوم أيون أن توفر عادةً ما يصل إلى 90% من سعتها المتاحة يوميًا. بالمقارنة، لا توفر بطاريات الرصاص الحمضية عمومًا سوى 30% إلى 40% من سعتها الإجمالية يوميًا لزيادة عمر البطارية. يمكن تفريغ بطاريات الرصاص الحمضية بالكامل، ولكن يجب أن يتم ذلك فقط في حالات الطوارئ الاحتياطية