يُظهر الانتقال إلى الطاقة الشمسية مدى أهمية التصميم الجيد للنظام. إن نظام الطاقة الشمسية الذي يعمل بشكل جيد يحصل على أكبر قدر من الطاقة من الشمس ويدوم لفترة طويلة، ويوفر المال، ويلبي جميع القواعد. تتناول هذه المقالة عناصر التصميم الرئيسية التي تجعل أنظمة الطاقة الشمسية تعمل بشكل رائع، وذلك باستخدام ما نعرفه من نصائح الصناعة والتقنية.
1. تقييم الموقع وتحليل الطلب على الطاقة
قبل البدء في التثبيت في أي مشروع للطاقة الشمسية، يجب إجراء تحليل لمتطلبات الطاقة المطلوبة في الموقع المقترح بالإضافة إلى تقييم كامل للموقع نفسه.
الإشعاع الشمسي وعوامل التظليل: استخدام PVWatts وAurora Solar لتقييم قياسات ضوء الشمس التاريخية وأي عوامل تظليل محتملة من الأشجار و/أو المباني لاتخاذ قرار مستنير بشأن أفضل المواقع لتركيب الألواح الشمسية.
ظروف السقف/الأرض: السلامة الهيكلية؛ الملعب والاتجاه (المواجه للجنوب إذا كان في نصف الكرة الشمالي) للموقع المقترح لأقصى قدر من توليد الكهرباء من الألواح الشمسية.
حساب حمل الطاقة: استخدام بيانات استهلاك الكهرباء مع مرور الوقت وتوقع استهلاك الكهرباء في المستقبل؛ ثم تأخذ في الاعتبار أي زيادات قد تنشأ نتيجة لإضافات خدمات شحن السيارات الكهربائية؛ تحديد حجم النظام الشمسي الذي سيوفر الكهرباء الكافية لتلبية متطلبات الطاقة لأي مبنى سكني أو تجاري.
2. اختيار المكونات: اللوحات، والعاكسات، والتخزين
العاكسون- تعتبر محولات السلسلة هي الأفضل للتخطيطات التي لا تحتوي على تظليل. يتم استخدام المحولات الدقيقة ومحسنات الطاقة للتخلص من الخسائر الناجمة عن الظلال.
تخزين البطاريةستمنحك أنظمة تخزين الطاقة المعتمدة على - الليثيوم- الاستقلالية عن المرافق أثناء انقطاع التيار الكهربائي، وتتراوح كفاءة الرحلة ذهابًا وإيابًا بين 80-90 بالمائة.
3. تخطيط النظام والتحسين الفني
تحسين الأداء من خلال اختيار التصميم الاستراتيجي:
الميل والتوجيه: زاوية ميل كل خط عرض، (35 درجة على سبيل المثال في تكساس) متوازنة بشكل مثالي لإنتاج الطاقة الشمسية من خلال التوجه الموسمي (شرق/غرب).
تحجيم السلسلة: إن مطابقة الفولتية المناسبة بين الوحدات والعاكسات تقلل من قطع العاكس وتزيد من الأداء إلى أقصى حد مع اختلافات درجات الحرارة.
يمكن أن تنتج أجهزة التتبع ثنائية المحور طاقة أكثر بنسبة تصل إلى 30% من تلك الثابتة، ولكنها تتطلب قدرًا كبيرًا من الدعم الهيكلي (التركيب) لمقاومة الرياح/الثلوج.
4. الامتثال التنظيمي والتصاريح
السماح: يؤدي تقديم التقييمات الهيكلية وخطط السلامة من الحرائق والرسوم البيانية الكهربائية إلى تسريع الموافقات.
5. المراقبة والصيانة والتدقيق المستقبلي
ضمان نمو الإيرادات على المدى-الطويل:
تسمح التحليلات والمراقبة المستندة إلى السحابة بتتبع الأداء والبيانات التنبؤية لتحديد الحالات الشاذة في الأداء والتنبؤ بفشل المكونات.
ستعمل أنظمة الرف الهيكلي المقاومة للطقس / المقاومة للتآكل والتغليف المستقر للأشعة فوق البنفسجية لمكونات الأسلاك الكهربائية على تعزيز طول عمر نظام الطاقة الشمسية.
إن التصميم لعامل القياس المستقبلي لكل من البطاريات والاتصال بالشبكة سيسمح بالمرونة لتلبية الطلب المتغير على الطاقة.
الخلاصة: التصميم لمستقبل يعمل بالطاقة الشمسية
