لقد بدأ العالم يبتعد بسرعة عن الاعتماد على الوقود الأحفوري إلى استخدام مصادر الطاقة المتجددة. لذلك، أصبحت الطاقة الشمسية الآن هي الشكل الأكثر تفضيلاً للطاقة المتجددة لكل من المنازل السكنية وأصحاب الأعمال الذين يرغبون في خفض تكاليفهم مع تقليل كمية الغازات الدفيئة التي ينتجونها أيضًا. إذا كنت قد بدأت في التفكير في شراء أنظمة طاقة شمسية مختلفة، فستجد ثلاثة أنواع من الأنظمة: خارج الشبكة-، ومختلطة، ومتصلة-. على الرغم من أن الأنظمة خارج الشبكة- ستوفر لك الاستقلال التام عن المرافق المحلية و/أو شبكة الكهرباء، إلا أنها أنظمة أكثر تعقيدًا من الخيارات الأخرى المتاحة، وهي عمومًا أكثر تكلفة من خيارات الطاقة الشمسية الأخرى.
بالنسبة إلى معظم المنازل في المناطق الحضرية/الضواحي المتاحة اليوم، لا يزال النظام الشمسي-المتصل بالشبكة (المعروف أيضًا باسم متصل بالشبكة) هو الطريقة الأفضل والأكثر كفاءة لدخول الطاقة الشمسية. ولكن، لماذا يختار الكثير من الناس حول العالم هذا الخيار؟ تناقش هذه المقالة المزايا المرتبطة بأنظمة الطاقة الشمسية المتصلة-بالشبكة، وأسباب شيوعها حول العالم، وكيف يمكن للنظام-المتصل بالشبكة أن يغير طريقة تفكيرك بشأن الكهرباء في منزلك و/أو عملك.
1. ما هو النظام الشمسي المتصل بالشبكة-؟
قبل مناقشة فوائد كل نوع من أنواع النظام الشمسي الثلاثة، دعونا نوضح التكوينات الفعلية لكل نوع من هذه الأنواع المختلفة من أنظمة الطاقة. إن نظام الطاقة الشمسية الموجود على-الشبكة (أو الشبكة-المرتبطة) متصل فعليًا بشبكة المرافق المحلية. توفر الألواح الشمسية كهرباء التيار المباشر (DC) خلال ساعات النهار بينما تسطع الشمس على الألواح. يقوم العاكس بتحويل كهرباء التيار المستمر المقدمة من الألواح الشمسية إلى كهرباء التيار المتردد، وسيتم استخدامها داخل مسكنك خلال ساعات النهار حيث تستخدم الطاقة الشمسية التي توفرها الألواح الشمسية الخاصة بك. يتم إرسال كهرباء التيار المباشر الإضافية التي توفرها الألواح الشمسية خلال النهار إلى شبكة المرافق ليستخدمها الآخرون. على العكس من ذلك، أثناء الليل أو في أي وقت لا تكون فيه الشمس مشرقة (أي الأيام الممطرة أو الأيام الغائمة) أو إذا كانت الألواح الشمسية لا توفر طاقة كافية لتشغيل مسكنك، فيمكنك الوصول إلى شبكة المرافق للحصول على الكهرباء، على النحو الذي توفره شركة المرافق المحلية الخاصة بك.
هذه العلاقة التكافلية مع شركة المرافق هي ما يحدد-التجربة على الشبكة-وهي مصدر المزايا الأكثر إلحاحًا.
2. تخفيض كبير في فواتير الكهرباء
إن أكبر ميزة لاستخدام نظام الطاقة الشمسية-المتصل بالشبكة هي القدرة على توليد تغذية الطاقة الخاصة بك من المرافق الخاصة بك من خلال تقليل فاتورة الكهرباء. من خلال توفير الطاقة الخاصة بك خلال ساعات ذروة ضوء الشمس (عندما يكون سعر الكهرباء الذي تفرضه المرافق الخاصة بك هو الأعلى)، فإنك ستستخدم طاقة أقل مستمدة من الشبكة مما كنت ستستخدمه بدون وجود نظام شمسي متصل بالشبكة-. معظم أصحاب المنازل الذين يقومون بتركيب نظام شمسي على-الشبكة، ينتهي بهم الأمر إلى رؤية انخفاض في فاتورة الكهرباء الخاصة بهم بنسبة 50% - 90% بناءً على حجم النظام المحدد وعادات الاستهلاك الخاصة بهم. على عكس أنظمة الطاقة الشمسية-غير المتصلة بالشبكة التي تجبرك على تحقيق الاكتفاء الذاتي-بنسبة 100% عندما يتعلق الأمر بتوليد الكهرباء وتخزينها، فإن استخدام نظام الطاقة الشمسية-المتصل بالشبكة يسمح لك بالاستفادة من شبكة المرافق كنسخة احتياطية لنظامك الشمسي. ليس عليك زيادة حجم نظامك الشمسي المتصل بالشبكة-للتعويض عن أسوأ-سيناريوهات الحالة؛ يمكنك ببساطة استخدام شبكة المرافق لتغطية أي نقص في الإنتاج قد تواجهه.
3. سحر صافي القياس
إحدى أهم الحوافز المالية المرتبطة بالانتقال إلى الشبكة-هي فرصة الاستفادة من صافي القياس. يوفر لك صافي القياس آلية إعداد الفواتير التي تسمح لك بالحصول على أرصدة لجميع الطاقة الزائدة المنتجة من الألواح الشمسية الخاصة بك والتي يتم تغذيتها مرة أخرى إلى شبكة المرافق.
فكر في الأمر بهذه الطريقة: خلال منتصف النهار، قد تنتج الألواح الخاصة بك طاقة أكثر مما يستهلكه منزلك. تتدفق هذه الطاقة الزائدة إلى الشبكة، مما يؤدي إلى دوران جهاز القياس للخلف. تقوم شركة المرافق الخاصة بك باعتماد هذه المساهمة بسعر التجزئة. لاحقًا، عندما تسحب الطاقة من الشبكة ليلاً، فإنك تستخدم تلك الأرصدة لتعويض التكلفة.
في بعض المناطق التي تطبق سياسات مواتية، يمكن لأصحاب المنازل خفض فواتير الكهرباء السنوية إلى الصفر تقريبًا-أو حتى تلقي دفعات من المرافق مقابل توليدهم الزائد. على الرغم من أن سياسات القياس الصافي تختلف حسب الموقع وتخضع للتغييرات التنظيمية، إلا أنها تظل حجر الزاوية في اقتصاديات الطاقة الشمسية على-الشبكة.
4. تكاليف أولية أقل (لا حاجة لبطاريات)
لطالما كانت التكلفة الأولية المرتفعة لنظام الطاقة الشمسية واحدة من أكبر العقبات التي تواجه أصحاب المنازل الراغبين في التحول إلى الطاقة الشمسية. تعالج الأنظمة الموجودة على-الشبكة هذه المشكلة مباشرةً من خلال التخلص من الحاجة إلى بطاريات باهظة الثمن تُستخدم لتخزين الطاقة.
يحتاج النظام خارج الشبكة- إلى عدد كبير من البطاريات لتخزين ما يكفي من الطاقة للاستخدام ليلاً وكذلك للاستخدام عندما لا تكون الشمس مشرقة (مثل يوم غائم). تكلفة البطاريات يمكن أن تكون ضعفين أو ثلاثة أضعاف تكلفة تركيب الطاقة الشمسية. تحتاج أيضًا البطاريات خارج الشبكة- إلى الاستبدال كل 5 إلى 15 عامًا. ومع ذلك، فإن الخاصية الموجودة على-الشبكة تستخدم شبكة المرافق باعتبارها "البطارية الافتراضية". يتيح لك ذلك توفير عشرات الآلاف من الدولارات التي يمكن استخدامها لشراء البطاريات وتركيبها واستبدالها.
يسمح هذا الاستثمار الأولي المنخفض للعقارات الموجودة على-الشبكة بتوفير عائد أسرع على استثمارك مقارنة بالعقارات خارج الشبكة-. يمكن أن يستغرق النظام الشمسي خارج الشبكة-عادةً 10 سنوات أو أكثر لسداد تكاليفه؛ عادةً ما يسدد النظام الشمسي المتصل بالشبكة -نفسه في غضون 5 إلى 8 سنوات (اعتمادًا على تكاليف الكهرباء المحلية والحوافز المتاحة).
5. الحد الأدنى من الصيانة والموثوقية العالية
تساعد الطبيعة المبسطة للطاقة الشمسية على ضمان الموثوقية. نظرًا لعدم وجود بطاريات للمراقبة أو الصيانة أو الاستبدال داخل نظام متصل بالشبكة-، هناك عدد أقل من الأجزاء التي يمكن أن تتعطل داخل نظام متصل بالشبكة-.بالنسبة للنظام الموجود على-الشبكة، هناك نوعان رئيسيان من الصيانةقم بتنظيف الألواح بانتظام (لإزالة الأوساخ والحطام) واختبار العاكس الخاص بك على الأقل سنويًا بحثًا عن مشاكل في كيفية عملها. عادةً ما تقدم الألواح الشمسية-الأعلى جودة والتي يتم بيعها في الولايات المتحدة ضمانًا لمدة 25 عامًا أو أكثر، ويجب أن تستمر المحولات الأحدث لمدة تتراوح بين 10 إلى 15 عامًا مع القليل من الصيانة. ونظرًا لقلة أعمال الصيانة هذه وحقيقة أنه ليست هناك حاجة لبناء أو صيانة{{8}نظام خارج الشبكة، فإن الطاقة الشمسية{9}}المتصلة بالشبكة تعد خيارًا رائعًا لأصحاب المنازل المهتمين بإضافة فوائد الطاقة المتجددة دون الاضطرار إلى قضاء ساعات وساعات كما لو كانوا في منزل خارج الشبكة-يجمعون الحطب أو يغسلون المياه، وما إلى ذلك.
6. الوصول إلى الحوافز الحكومية والإعفاءات الضريبية
تقدم الحكومات على مستوى العالم حوافز مالية للمساعدة في دعم النمو السريع للطاقة الشمسية. عادةً ما تكون أنظمة الطاقة الشمسية على-الشبكة مؤهلة لهذه البرامج. تولد هذه الأنظمة طاقة متجددة زائدة تضاف إلى الشبكة الجماعية الأكبر والتي بدورها تساعد على تحقيق أهداف الطاقة النظيفة التي حددتها شركات المرافق. في الولايات المتحدة، يسمح الائتمان الضريبي للاستثمار الفيدرالي (ITC) لأصحاب المنازل بخصم نسبة كبيرة من تكاليف تركيب الطاقة الشمسية من الضرائب الفيدرالية. كما تقدم العديد من الولايات وشركات المرافق المحلية حسومات وحوافز مستندة إلى الأداء-و/أو إعفاءات من الضرائب العقارية على الممتلكات/الأصول لتركيبات الطاقة الشمسية. يمكن أن تؤدي هذه الحوافز إلى خفض صافي تكلفة تركيب الطاقة الشمسية بشكل كبير وتقصير فترة الاسترداد لأصحاب المنازل-.
7. التأثير البيئي دون المساومة على نمط الحياة
باعتبارك مستهلكًا مهتمًا بالبيئة، يمكنك الحصول على أفضل ما في العالمين من خلال استخدام نظام شمسي متصل بالشبكة-. ستعمل على تقليل البصمة الكربونية الخاصة بك مع الاستمرار في الاستمتاع بفوائد طاقة الشبكة الموثوقة والمريحة. كل كيلووات-ساعة من الطاقة الشمسية يتم إنشاؤها من نظام الطاقة الشمسية لديك ثم يتم استهلاكها تستهلك كيلووات-ساعة واحدة من الكهرباء التي سيتم إنتاجها بواسطة محطة طاقة تعمل بالوقود الأحفوري. من خلال إعادة الطاقة النظيفة الزائدة إلى الشبكة، فإنك تساعد أيضًا على تقليل كمية الفحم أو الغاز الطبيعي التي تستهلكها مرافق الكهرباء الخاصة بك. أنت تساعد أيضًا في جعل مصدر الطاقة لمجتمعك بأكمله أخضرًا. يعد التأثير المشترك لكل هذا حجة قوية لاستخدام الطاقة الشمسية-المتصلة بالشبكة كخيار أفضل من استخدام نظام شمسي مستقل-خارج الشبكة.
8. زيادة قيمة العقار
تشير الدراسات إلى أن المنازل التي تحتوي على أنظمة الألواح الشمسية تباع بأسعار أكثر من المنازل المماثلة التي لا تحتوي على الألواح الشمسية، وذلك بسبب التوفير طويل المدى-الذي تحقق من خلال انخفاض تكاليف المرافق. يدرك العديد من المشترين ذلك وهم على استعداد لدفع المزيد مقابل المنزل باستخدام الألواح الشمسية المثبتة بالفعل والمدفوعة ثمنها. تعد أنظمة الألواح الشمسية المتصلة بالشبكة - جذابة بشكل خاص لمشتري المنازل حيث يمكنهم تحقيق التوفير على الفور من النظام الشمسي المتصل بالشبكة-دون الحاجة إلى القلق بشأن البطاريات أو تعلم كيفية إدارة-الأنظمة الشمسية خارج الشبكة (كيفية استخدام الطاقة الشمسية). أنظمة الطاقة الشمسية على-الشبكة موجودة بالفعل وتعمل بشكل فعال على خفض فاتورة الكهرباء لأولئك الذين يشترون منزلًا يعمل بالطاقة الشمسية منذ اليوم الأول الذي ينتقلون فيه.
9. قابلية التوسع والمرونة المستقبلية
هناك فائدة أخرى لأنظمة الطاقة الشمسية-المتصلة بالشبكة والتي لا تتم مناقشتها كثيرًا وهي قدرتها على التوسيع بسهولة. إذا زاد استخدامك للكهرباء أو متطلباتك للكهرباء في المستقبل، على سبيل المثال، عن طريق إضافة سيارات كهربائية أو تغيير منزلك، فمن المفترض أن يكون من السهل إضافة الألواح الشمسية إلى النظام الشمسي الموجود على-الشبكة طالما أن العاكس لديه القدرة الكافية للتعامل مع الألواح الشمسية الإضافية. بالإضافة إلى ذلك، إذا قررت بعد شراء النظام الشمسي أن يكون لديك نظام تخزين بطارية في المستقبل لتوفير طاقة احتياطية في حالة انقطاع التيار، فإن إعادة تأهيل نظام الألواح الشمسية الموجود على-الشبكة إلى نظام هجين عادةً ما يكون أمرًا بسيطًا للغاية. يتيح لك ذلك البدء بنظام شمسي متصل بالشبكة-والترقية تدريجيًا لتلبية احتياجاتك الكهربائية و/أو القيود المالية بمرور الوقت.
10. التحذير الوحيد: انقطاع التيار الكهربائي أثناء انقطاع التيار الكهربائي
بينما نناقش فوائد نظام الطاقة الكهروضوئية (PV)-المتصل بالشبكة، فمن العدل أن نغطي عيوبه الرئيسية - التي تعمل على-الأنظمة الكهروضوئية المتصلة بالشبكة أيضًا والتي لا يمكنها العمل في حالة تعطل الشبكة أو انقطاعها.
إن عدم قدرة الأنظمة الكهروضوئية -الموجودة على الشبكة على توليد الكهرباء أو توفير أي توليد إضافي (على سبيل المثال، عن طريق إرسال الكهرباء الزائدة مرة أخرى إلى المرافق) أثناء تعطل الشبكة أو أثناء انقطاعها لا يعد عيبًا في التصميم ولكنه جزء من إجراء أمان مهم ومتكامل (يسمى "مكافحة-الجزيرة") المصمم لحماية كل من عمال المرافق ونظام شبكة الإمداد بالكهرباء. عندما تكون الشبكة غير متصلة بالإنترنت، هناك احتمال كبير جدًا أن تظل خدمات المرافق التي سترسل الكهرباء عبر الخطوط الكهربائية الخاصة بالمرافق إلى منزلك قيد الإنشاء، لذلك يجب أن يقدم أي نظام كهروضوئي تشغيلي ضمانًا كتابيًا للمرفق بأن جميع محولات النظام الكهروضوئي التشغيلية والنشطة ستتوقف عن إرسال الكهرباء مرة أخرى إلى الشبكة.
بالنسبة لأصحاب المنازل في المناطق الجغرافية التي تعاني من انقطاعات متكررة أو طويلة، فإن هذا السبب من شأنه أن يوفر مبررًا جيدًا لامتلاك نظام كهروضوئي هجين مع دعم البطارية. في المناطق الجغرافية الأخرى التي تخدمها مرافق تشغيلية موثوقة، عادةً ما يكون مبرر الاستثمار في نظام كهروضوئي متصل بالشبكة ككل أكثر فائدة من الناحية الاقتصادية من الاستثمار في نظام كهروضوئي هجين مع دعم البطارية.
خاتمة
تعد أنظمة الطاقة الشمسية -المتصلة بالشبكة خيارًا رائعًا لأصحاب المنازل لأنها خيارات-فعالة من حيث التكلفة وموثوقة ومنخفضة الصيانة-وتساعد البيئة أيضًا. يمكن لأصحاب المنازل استخدام شبكة المرافق المحلية الخاصة بهم كنظام تخزين مكافئ والحصول على أرصدة مقابل أي طاقة زائدة يتم إنتاجها من خلال القياس الصافي، مما يؤدي إلى توفير لمالك المنزل والمساعدة في إنشاء طاقة أنظف.
توفر أنظمة الطاقة الشمسية خارج الشبكة-فوائد لبعض المواقع (أو الأفراد) التي يجب أن تكون مستقلة تمامًا؛ ستجد معظم المنازل وجميع الشركات أن النظام الشمسي-المتصل بالشبكة هو أفضل خيار متاح لها لتحقيق توفير في الطاقة إلى جانب مشكلات التعقيد والتكلفة والصيانة الخاصة بنظام النسخ الاحتياطي للبطارية-.
إذا كنت تفكر في استخدام الطاقة الشمسية في منزلك السكني، فأنت بحاجة إلى تقييم نظام شمسي متصل بالشبكة-. مع انخفاض تكلفة المعدات والعديد من الحوافز المحلية والفدرالية، إلى جانب القدرة على البدء في الادخار على الفور، أصبح الآن هو الوقت المثالي للتحول إلى نظام الطاقة الشمسية.
