تخيل عالمًا حيث تنتج أسطح المنازل والصحاري وحتى النوافذ كهرباء نظيفة. وهذا ممكن بفضل أنظمة الطاقة الشمسية، ولكن ليس جميعها تعمل بنفس الطريقة. دعونا نحلل الأنواع المختلفة بعبارات بسيطة-بدون مصطلحات فنية، فقط أفكار مفيدة!
1. أنظمة خارج الشبكة-: جزيرة الطاقة الكافية-الذاتية
النظام خارج الشبكة- هو المصطلح المستخدم للإشارة إلى نظام خارج الشبكة-يسمح لشخص ما بالقدرة على "البقاء على قيد الحياة" دون الاعتماد على شبكة كهربائية؛ وهي مصممة للعمل بشكل مستقل عن الشبكة الكهربائية باستخدام الألواح الشمسية والبطاريات وأجهزة التحكم. لتبسيط الأمر، فكر في النظام خارج الشبكة-كالمولد الموجود في موقع التخييم/الصيد البعيد أو نظام الطاقة في حالات الطوارئ.
تستمد جميع أنظمة الطاقة الشمسية-غير المتصلة بالشبكة طاقتها مباشرة من الشمس. خلال ساعات ضوء الشمس، تصبح الألواح الشمسية مشحونة (أو "تشحن") بأشعة الشمس ثم يتم تخزين الطاقة في بطاريات لاستخدامها في حالة عدم وجود ضوء الشمس، مما يعني أن أنظمة الطاقة الشمسية خارج الشبكة-لا تتطلب توصيل مصدر كهربي بالشبكة الكهربائية.
تم تصميم الأنظمة خارج الشبكة- للمناطق ذات إمدادات الكهرباء الضعيفة أو المتفاوتة، أو المنازل الصغيرة، أو للأفراد الذين يختارون العيش خارج الشبكة-.
كملاحظة جانبية، هناك قرى مختلفة في أفريقيا قامت ببناء-أنظمة طاقة شمسية لتوفير الإضاءة للمدارس وشحن الهواتف المحمولة.
2. الشبكة-الأنظمة المرتبطة: الطاقة الشمسية تلتقي بالشبكة
تشبه أنظمة الاتصال بالشبكة "لاعبًا جماعيًا" للطاقة الشمسية. باستخدام أنظمة توصيل الشبكة، يمكنك الحصول على الطاقة من الشبكة الكهربائية عند الحاجة وبيع أي طاقة فائضة مرة أخرى إلى الشبكة الكهربائية (والتي ستؤدي أيضًا إلى إنشاء أرصدة في حسابك).
الشبكة-توصيل أنظمة الطاقة الشمسية توفر الكهرباء من الألواح الشمسية خلال النهار. عندما يقوم شخص ما بتوليد المزيد من الكهرباء من الألواح الشمسية الخاصة به أكثر مما استخدمه في أي وقت خلال فترة الـ 24 ساعة تلك، ستدفع له شركة الكهرباء مقابل كمية الكهرباء المولدة. في أي وقت يحتاج فيه العميل إلى استخدام الكهرباء بعد غروب الشمس، يمكنه فصلها عن الشبكة.
تعمل أنظمة الطاقة الشمسية المتصلة بالشبكة بشكل أفضل للعملاء الذين يعيشون في بيئة حضرية أو الذين لديهم إمكانية الوصول إلى شبكة كهربائية موثوقة.
من الممكن في مناطق معينة متصلة بأنظمة الطاقة الشمسية أن تقضي على فواتير الكهرباء تمامًا إذا قمت بتوليد كهرباء أكثر خلال فترة 24 ساعة مما تستخدمه في نفس الوقت.
3. الأنظمة الهجينة: الطاقة الشمسية + البطارية + الشبكة=قوة احتياطية
يجمع النظام الهجين بين أفضل جوانب كلتا التقنيتين لإنتاج نظام يوفر طاقة احتياطية لمنزلك أو عملك عند انقطاع التيار الكهربائي (انقطاع التيار الكهربائي) باستخدام الألواح الشمسية والبطاريات والاتصال بالشبكة الكهربائية.
تقوم الطاقة الشمسية بشحن البطاريات في البداية. في حالة انقطاع التيار الكهربائي، سيتحول النظام تلقائيًا إلى طاقة البطارية. بمجرد شحن البطارية بالكامل، ستعيد الشبكة الطاقة تلقائيًا.
قد تستفيد المستشفيات وسكان المناطق التي تعاني من انقطاعات كهربائية متكررة وأي أشخاص آخرين يحتاجون إلى كهرباء موثوقة أثناء الطقس القاسي من استخدام الأنظمة الهجينة.
تعد أنظمة Powerwall وSolar Panel من Tesla أمثلة على كيفية الحفاظ على منزلك مزودًا بالطاقة أثناء العواصف الرعدية القوية.
4. الطاقة الشمسية الحرارية مقابل الخلايا الكهروضوئية: الحرارة مقابل الكهرباء
الأنظمة الكهروضوئية
الأنظمة الحرارية الشمسية
لماذا هذا رائع: يقلل من فواتير الغاز/الكهرباء لتلبية احتياجات التدفئة.
5. بناء-الخلايا الكهروضوئية المتكاملة (BIPV): الطاقة الشمسية متنكرة في هيئة هندسة معمارية
تعمل هذه الحلول على دمج الألواح الشمسية في المباني-مثل بلاط الأسطح أو النوافذ التي تعمل بالطاقة الشمسية.
كيف تعمل: استخدم الخلايا الشمسية بدلاً من المواد التقليدية مثل الألواح الخشبية.
مثالي لـ: أعمال التجديد-الصديقة للبيئة أو البناء الجديد.
فائدة رائعة: قد ينتج منزلك الكهرباء ويبدو جيدًا.
6. الطاقة الشمسية المركزة (CSP): الأخ الأكبر للطاقة الشمسية
باستخدام المرايا، تقوم أبراج الطاقة الشمسية بجمع ضوء الشمس وإرساله إلى برج كبير محيط حيث تولد الحرارة المتولدة البخار، والذي بدوره يقوم بتشغيل التوربين لإنتاج الكهرباء.
إنه مثل وضع عدسة مكبرة كبيرة فوق وعاء من الماء لتسخينه وتكوين البخار الذي من شأنه تشغيل التوربين لإنتاج الكهرباء.
يمكن لمجمعات الطاقة الشمسية الكبيرة في المناطق ذات ضوء الشمس الوفير (مثل الصحاري) استخدام أبراج الطاقة الشمسية كجزء من نظامها.
لماذا يهم: يمكن تخزين الحرارة للحصول على الطاقة ليلاً، مما يحل مشكلة الطاقة الشمسية "المتقطعة".
لماذا يهم هذا؟
التوفير: يمكن تقليل تكاليف تسخين المياه بنسبة 50-80% باستخدام الطاقة الشمسية الحرارية.
الاستقلال في مجال الطاقة: يتم تجنب الزيادات في أسعار المرافق باستخدام تقنيات خارج الشبكة.
التأثير البيئي: يعوض النظام الكهروضوئي المنزلي المتوسط حوالي 10 أطنان من ثاني أكسيد الكربون سنويًا.
اختيار النظام المناسب
هل أقوم ببناء منزل جديد؟ → النظر في BIPV.
مستقبل الأنظمة الشمسية
تستخدم الشبكات الذكية الذكاء الاصطناعي والطاقة الشمسية لإدارة العرض والطلب على الطاقة.
تسمى ألواح النوافذ الشفافة التي لا تعيق الرؤية بالجلود الشمسية.
تستخدم محطات الطاقة الشمسية العائمة الألواح الشمسية الموجودة على البحيرات لحماية الأرض.
الأفكار النهائية
