تخزين طاقة البطاريات الشمسية لتوفير الطاقة الاحتياطية: دليل مبتدئين شامل

تخزين طاقة البطاريات الشمسية لتوفير الطاقة الاحتياطية: دليل مبتدئين شامل

يبدأ تخطيط نظام بطاريات مدعوم بالطاقة الشمسية بسؤال عملي: أي أجزاء من منزلك يجب أن تظل تعمل عند انقطاع التيار الكهربائي عن الشبكة؟ ومن منظور مستشار تطبيقات تخزين الطاقة، فإن أول خطوة مفيدة هي تحديد هذه الأحمال ذات الأولوية قبل مقارنة مواصفات البطاريات. فالبطارية جزءٌ من نظامٍ يشمل أيضًا توليد الطاقة الشمسية، والعواكس، وأنظمة التحكم، والعزل الآمن عن الشبكة.

يوضّح هذا الدليل قرار تخزين الطاقة الاحتياطية بلغةٍ بسيطة. وهو ليس وعدًا بأن كل بطارية يمكنها تشغيل أي جهاز كهربائي. ويعتمد الأداء الفعلي على قائمة الأحمال، ومقدار أشعة الشمس المتاحة، وإعدادات البطارية، وتوافق المعدات، والأنظمة المحلية، وتصميم التركيب.

وظيفة نظام بطارية احتياطي للطاقة الشمسية

يُخزّن نظام البطارية الاحتياطي للطاقة الشمسية الكهرباء لاستخدامها لاحقًا. وفي التشغيل العادي، قد يشحن النظام من إنتاج الطاقة الشمسية، ومن الشبكة الكهربائية عند السماح بذلك والتهيئة المناسبة. وخلال انقطاع التيار، ينفصل النظام المصمم بشكلٍ صحيح عن الشبكة الكهربائية ويوفر الطاقة لدوائر محددة من البطارية. وتلاحظ وزارة الطاقة الأمريكية أن مرونة أنظمة الطاقة الشمسية مع التخزين تعتمد على محولات طاقة ووحدات تخزين مضبوطة بشكلٍ سليم؛ بينما تتوقف الألواح الشمسية المرتبطة بالشبكة عادةً عن إنتاج طاقة قابلة للاستخدام بمجرد انقطاع التيار الكهربائي.

هذه الميزة تكتسب أهمية كبيرة. فنظام النسخ الاحتياطي ليس مجرد بطارية توضع بجانب الألواح الشمسية على السطح. بل يتطلب وجود عاكس كهربائي قادرٍ على العمل في وضع النسخ الاحتياطي المطلوب، ومعدات تحويل أو عزل، وأجهزة حماية، وخطة واضحة تحدد الأحمال التي ستُفعَّل معًا. وينبغي أن يتحقق المُركِّب من المتطلبات المحلية المتعلقة بالكهرباء والتراخيص قبل اختيار النظام.

ابدأ بهدفك من النسخ الاحتياطي

في خطة النسخ الاحتياطي الشمسية، حدد أولًا ما إذا كنت ترغب في تغطية الأحمال الأساسية فقط أم تغطية المنزل بأكمله. وقد تشمل الأحمال الأساسية التبريد، والإضاءة، ومعدات الإنترنت، وبعض المنافذ الكهربائية، ومضخة التدوير، أو جهاز طبي — وذلك بعد إعداد خطة احترافية مناسبة. أما تغطية المنزل بأكمله فهي مسألة تصميم مختلفة تمامًا، لأن أحمال التدفئة والطهي وشحن المركبات الكهربائية (EV) وتكييف الهواء ذا القدرة العالية قد تغيّر الطاقة المطلوبة بشكل كبير.

ورقة عمل مفيدة للمبتدئين تتضمن ثلاثة أعمدة:

• ما يجب أن يعمل: اذكر كل دارة أو جهاز على حدة.
• المدة التي يجب أن يعمل فيها: تقدير الساعات والاستخدام اليومي بدلًا من افتراض التشغيل المستمر.
• ما قد يعمل في الوقت نفسه: تحديد الطلب المتزامن وذروة التيار عند بدء تشغيل المحركات.

لهذا السبب يجب تحديد سعة نظام البطاريات الاحتياطية استنادًا إلى ملف الحمل، وليس استنادًا إلى سعة بطارية واحدة مُعلَّنة.

فهم وحدتي الكيلوواط-ساعة (كيلوواط.س) والكيلوواط والطاقة القابلة للاستخدام

رقمان يشكِّلان خطة البطارية الاحتياطية: طاقة البطارية، التي تُعبَّر عنها بوحدة الكيلوواط-ساعة (كيلوواط.س)، وتؤثر في المدة التي يمكن أن تعمل فيها الأحمال المختارة؛ وقوة العاكس، التي تُعبَّر عنها بوحدة الكيلوواط (كيلوواط)، وتؤثر في كمية الأحمال التي يمكن تشغيلها في لحظةٍ واحدة. فقد يحتوي النظام على طاقة مخزَّنة كافية لتغطية فترة المساء، لكن قدرة العاكس فيه غير كافية لتشغيل عدة أجهزة ذات استهلاك عالٍ معًا عند اللحظة نفسها.

قد تختلف الطاقة القابلة للاستخدام عن السعة الاسمية للبطارية لأن النظام قد يحتفظ بجزء من البطارية، أو يحد من التفريغ وفقًا لظروف التشغيل، أو يفقد جزءًا من الطاقة أثناء التحويل. ولذلك، يجب اعتبار تقدير مدة التشغيل تقديرًا تخطيطيًّا. ومن الجذّاب طلب حجمٍ مثالي واحد؛ لكن الإجابة المفيدة بدقة أكبر تعتمد على الأحمال وظروف الموقع والغرض المقصود من الاستخدام.

لماذا يُذكر ليثيوم حديد فوسفات غالبًا في المحادثات

عند التقييم تخزين طاقة الطاقة الشمسية باستخدام بطاريات ليثيوم حديد فوسفات الخيارات، اطلب الوثائق التي تنطبق على النظام المقترح، وليس مجرد تسمية كيميائية. وتشير عبارة ليثيوم حديد فوسفات إلى نوع كيميائي لبطاريات الليثيوم الحديدي الفوسفاتي، الذي يُعتبر عادةً للتخزين الثابت. أما مدى صلاحيته لمشروعك فيعتمد لا يزال على نظام إدارة البطارية، وزوج العاكس المعتمد، وبيئة التركيب، والغلاف الواقي، وحدود التشغيل، وخطة الصيانة.

أما للمبتدئين، فالنقطة الأساسية بسيطة: قارن السعة القابلة للاستخدام، والطاقة المدعومة، والمعدات المتوافقة، ونطاق الضمان، ومتطلبات التركيب على أساس موحد. أنظمة تخزين البطاريات الشمسية للدعم الكهربائي الاحتياطي فيعمل كنظام منسق، وبالتالي لا تجيب مواصفات أي مكوّن واحد عن جميع الأسئلة المتعلقة بالطاقة الاحتياطية.

إنتاج الطاقة الشمسية أثناء انقطاع التيار

أنظمة تخزين البطاريات الشمسية للدعم الكهربائي الاحتياطي يمكن استخدام توليد الطاقة الشمسية أثناء انقطاع التيار الكهربائي فقط عندما يكون النظام مُصمَّمًا على إنشاء وإدارة إمداد كهربائي محلي. كما يتغير الإنتاج تبعًا للظروف الجوية، والظل، وتوجُّه الألواح، ووقت اليوم. وتقوم البطارية بتغذية الأحمال بعد غروب الشمس أو عندما يكون الإنتاج أقل، بينما تُوازن وحدات التحكم بين الطاقة الشمسية المتاحة ودرجة شحن البطارية والطلب المنزلي.

وهذا يعني أن عدد الألواح وحجم البطارية يجيبان عن أسئلة مرتبطة لكنها مختلفة. فالألواح تدعم إنتاج الطاقة، بينما توفر البطارية طاقة مخزَّنة، ويوفِّر المحول طاقة تيار متناوب قابلة للاستخدام للأحمال المختارة. اطلب من مقدِّم الخدمة توضيح تسلسل التشغيل المتوقع في حال بدء انقطاع التيار ليلاً، أو في يوم غائم، أو عندما تكون البطارية مشحونة جزئيًّا بالفعل.

أسئلة لمصنِّع أصلي أو مشروع بالجملة

للمشترين الذين يستكشفون تخزين بطاريات الطاقة الشمسية من مصنِّع أصلي أو تخزين بطاريات الطاقة الشمسية بالجملة ابدأ بتحديد نطاق المشروع بدلًا من ادعاء رئيسي. وافِق على السوق المستهدفة، ومدى الجهد والسعة المطلوبين، واحتياجات الغلاف والدمج، والتوثيق المتوقع، والحد الأدنى لحجم الطلب، والتغليف، ومناقشة المدة الزمنية للتسليم، والمسؤوليات المتعلقة بالخدمة، والأدلة على التوافق. شركة تصنيع بطاريات الطاقة الشمسية يمكن تقييم الطلب بدقة أكبر عندما يزوّد المشتري معلومات عن العاكس، والهدف من نظام الدعم الاحتياطي، وملف الأحمال، والبيئة المقصودة للتثبيت.

تركّز شركة شينتشن غولدن فوتشر إنيرجي المحدودة على أنظمة تخزين طاقة الشمس المنزلية وتطبيقات بطاريات ليثيوم حديد الفوسفات (LiFePO4). ولإجراء مناقشة حول المتطلبات، يُرجى مشاركة الأحمال المختارة، والاستهلاك التقريبي للطاقة، والطلب الأقصى، وتفاصيل النظام الشمسي والعاكس القائمين، وما إذا كان الهدف هو دعم كهربائي منزلي احتياطي، أو استخدام خارج الشبكة، أو برنامج توزيع/تصنيع لأطراف ثالثة (OEM). وتُشكّل هذه المعلومات أساسًا أوضح لتقييم أنظمة تخزين البطاريات الشمسية للدعم الكهربائي الاحتياطي .

قائمة تحقق سابقة للعرض السعري

1. اذكر الدوائر الأساسية وساعات الاستخدام النموذجية لها.
2. تسجيل القدرة التشغيلية المتزامنة والمعدات مع متطلبات تشغيل المحرك.
3. ملاحظة معلومات صفيف الألواح الشمسية الحالي، والعاكس، ولوحة التوزيع الكهربائية.
4. اختيار هدف النسخ الاحتياطي: تغطية حمولات أساسية قصيرة الأمد، أو مرونة أطول أمداً، أو خطة منزلية شاملة.
5. اسأل كيف أنظمة تخزين البطاريات الشمسية للدعم الكهربائي الاحتياطي سيعزل نفسه عن الشبكة الكهربائية وأيّ الدوائر سيُزوِّدها بالطاقة.
6. بالنسبة لاستفسار حول بطاريات ليثيوم حديد فوسفات (LiFePO4) أو من الشركة المصنِّعة الأصلية (OEM) أو بالجملة، اطلب وثائق التكوين والتوافق الخاصة بالنطاق المقترح.

اتخذ الخطوة التالية بالمعلومة المناسبة

أنظمة تخزين البطاريات الشمسية للدعم الكهربائي الاحتياطي يصبح أسهل في الفهم عندما تفصل بين الهدف، ومتطلبات الطاقة، ومتطلبات القدرة، ومسار التركيب. عرِّف الحمولات أولاً، ثم تأكَّد من كيفية تعاون البطارية المقترحة، والعاكس، وأنظمة التحكم، وصفيف الألواح الشمسية معاً. ما المعلومات التي يحتاجها المُركِّب أو المورِّد قبل أن يتمكّن من تقييم هذا التكوين؟ قائمة الحمولات، ومدة التشغيل المتوقعة، وتفاصيل الموقع، ومعلومات المعدات الموجودة تشكّل نقطة بداية جيدة.