אחסון אנרגיית שמש: לא מחובר לרשת לעומת מחובר לרשת

בעולם של היום, האנרגיה הסולרית תמשיך להיות פתרון האנרגיה המתחדשת המועדף שרוב האנשים יפנו אליו. חשוב להבין את סוגי המערכות הבסיסיות ביותר. בהקשר זה, נרכז את הדיון סביב מערכות אחסון אנרגיה סולרית למערכות לא מחוברות לרשת (off-grid) ומערכות מחוברות לרשת (grid-tied). מערכות לא מחוברות לרשת אינן מחוברות לרשת הציבורית, בעוד שמערכות מחוברות לרשת כן מחוברות אליה. מערכות לא מחוברות לרשת הן עצמאיות באנרגיה, וכוללות פאנלים סולריים, סוללות והמרנים שמייצרים את צורכי האנרגיה. מערכות מחוברות לרשת תלויות ברשת הציבורית ויש להן את היכולת למשוך אנרגיה מהרשת כאשר הפלט הסולרי מהפאנלים נמוך, ולשלוח חזרה לרשת אנרגיה כשהתפוקה גבוהה. מערכות לא מחוברות לרשת מתאימות במיוחד לאזורים מרוחקים שבהם אין גישה לרשת, אך מערכות אלו דורשות מאגרי סוללות לשמירת אנרגיה ללילה ולתקופות עננות. באיזורים פרבריים ועירוניים, מערכות מחוברות לרשת עובדות טוב ביותר, מכיוון שאיזורים אלו אכן כוללים אחסון סוללות ואינן צריכות לדאוג לרשת.

הטבות טכניות של מערכות אחסון אנרגיה סולארית מחוץ לרשת

כאשר מדובר בשימוש עצמאי באנרגיה, למערכות אחסון אנרגיה סולארית מחוץ לרשת יש יתרונות טכנולוגיים ייחודיים. היתרון החשוב ביותר ביניהם הוא עצמאות מלאה באספקת האנרגיה, המגנה על המשתמשים מחיובים עתידיים בחשבונות החשמל, מהשעיית חשמל ומהעלאות לא יציבות בתעריפי החשמל. המערכות משתמשות בסוללות LiFePO4, שמציעות יותר מ-6000 מחזורי טעינה ופריקה ועמידות בטמפרטורות קיצוניות. מערכות ניהול סוללות חכמות (BMS) המשולבות בתוך הסוללות מתמודדות עם הסcenarios הנפוצים ביותר של תקלה בסוללות, כגון טעינה יתר, טמפרטורות גבוהות וקצר.

יתרון עיקרי נוסף הוא היכולת להרחיב מערכות סולאריות לא מחוברות לרשת. קהילות נידחות, בתים כפריים ופעולות מסחריות מרוחקות יכולות להתקין מערכת סולארית לא מחוברת לרשת, ולאחר מכן להרחיב אותה בעזרת סוללות או פאנלים נוספים כדי לענות על דרישה גוברת לזרם חשמל. מערכות לא מחוברות לרשת מציגות גם יתרון של שקט. באזורים שבהם מיקומים איכותיים יותר למערכות סולאריות הם גם אזורים מגורים או בעלי רגישות לרעש, עובדה זו היא חשובה במיוחד, מאחר שמערכות אלו כוללות רכיבים איכותיים, תאי ليותיום-יון חזקים ואלקטרוניקה חשמלית יעילה שמזערת את צורכי התיקון.

היתרונות של מערכות אחסון אנרגיה סולארית מחוברות לרשת

בעת שוקלים מערכות אגירת אנרגיה סולארית, מערכות סולאריות מחוברות לרשת מספקות למשתמשים יתרונות שקשורים בעיקר להיבטים הטכניים של החיבור לרשת. מהבחינה הטכנית, חיסכון בעלויות או יעילות עלות היא מניע משמעותי: מכיוון שהמשתמשים בוחרים להשתמש ברשת כבטריה וירטואלית, הם יכולים לוותר על מערכות אגירה גדולות באתר, מה שמביא לצמצום בעלויות. משתמשים אלו יכולים לקחת חלק בתוכנית מדידת נטו (Net Metering), שבה הם מוכרים לרשת את האנרגיה הנותרת שלהם. כתוצאה מכך, הם חוסכים בעלויות האנרגיה שלהם, וזמן ההחזר על ההשקעה הראשונית שלהם מצטמצם. בסך הכול, הפישוט בהתקנה נובע מחוסר דרושות למחשפים חלופיים או למערכות סוללות גדולות.

מערכות מחוברות לרשת המודרניות של היום מסוגלות לנצל טכנולוגיה חכמה, אשר נותנת למשתמשים את היכולת לצפות בכל האנרגיה המיוצרת, הנצרכת והמשומשת בזמן אמת ברשת. יכולת זו נותנת למשתמש את ההזדמנות לאופטימיזציה של צריכת האנרגיה, כך שיצטרך להשתמש יותר באנרגיה סולארית ופחות באנרגיה מהרשת. בכך מופחת העומס על הרשת ומעורבת יותר אנרגיה מתחדשת, מה שמהווה צורה של תמיכה ברשת. מערכות אלו ניתנות לאינטגרציה למערכות הרשת הקיימות. הן מורשות תקנות UL, CE ו-RoHS.

בשימוש יומיומי, מערכות לא מחוברות לרשת היו חיוניות לפעולות מרוחקות. חיי המחזור הארוך של המערכת והתנגדותה לתנאי מזג האוויר סיפקו אנרגיה ללא הפרעה, שהחליפה את יצרני הדיזל היקרים, והשיגו הפסקת פליטת פחמן. המשתמשים דיווחו על שיפור בהתייצבות וביעילות החסכון לאורך זמן, מה שמראה כי המערכת ענתה בצורה יעילה לצרכים של מערכות לא מחוברות לרשת.

מערכות מחוברות לרשת הפכו פופולריות בקרב בעלי עסקים ובעלים של בתים עירוניים. חנות קמעונאית קטנה התקינה מערכת מחוברת לרשת והשתמשה במדידה נקובה (Net Metering) כדי לחסוך 75% מהחשבון החשמלי שלה. הוא השתמש במערכת ניטור בזמן אמת לעסקים כדי להזיז את פעולותיו לאזור הסולארי יותר במהלך שעות הפקה המרבית. בעלי בתים ובעלי עסקים מעריכים את המעבר האוטומטי בין כוח סולרי וכח רשת. רבים ציינו שההוספה של תכונת אחסון סולרי הגבירה את ערך הנכס שלהם.

הבנת הביצועים והיעילות

ישנם הבדלים בתכנון ובמקרי השימוש בין שתי המערכות. מערכות לא מחוברות לרשת תלויות ביעילותם של הלוחות הסולאריים וביכולת האנרגיה והמחזור של הסוללות לאחסון אנרגיה. סוללות LiFePO4 מועדפות בשל הצפיפות הגבוהה יותר של אנרגיה וחיי מחזור. היעילות של הלוחות הסולאריים, אשר ממירות אור שמש ישירות לחשמל, משפיעה ישירות על הפלט. שילוב של אחסון טוב יותר והפחתת אובדן אנרגיה בהמרה תורמים למערכת יעילה יותר.

מערכות מחוברות לרשת אינן נושאות את הלוגיקה הנוספת לאחסון עקב ההתאמה לרשת. היעילות שלהן מבוססת על התאמה של הפאנלים והמתמר לרשת. מתמר באיכות גבוהה יותר גורם לאיבוד פחות אנרגיה בהמרה מזרם ישר (DC) לזרם חילופין (AC) של הרשת. מדידת חשבונות נטו מעניקה ציון יעילות טוב יותר בהתאם למדיניות. איזון המערכת לפי דפוס הצריכה של המשתמש משפר את ביצועי האחסון.

פירוט ערך ארוך טווח השוואת עלויות

בעריכת שתי המערכות, שקיפות עלויות היא קריטית. מערכות שלא מחוברות לרשת דורשות השקעה ראשונית גדולה יותר בשל מאגרי הסוללות ורכיבי הגיבוי. עם זאת, עלויות אלו מתאזנות בכך שלקוחות אינם משלמים לרשת, הם محمים מהתעלות בשער השירותים הציבוריים, ובהתאם להערכות, תקופת חיים של הסוללות עשויה להגיע ליותר מ-6000 מחזורים, מה שמבטיח עלויות כולליות נמוכות לאורך זמן. מערכות אלו מספקות ערך בלתי מדורג באזורים שבהם אין גישה לרשת.

מערכות המחוברות לרשת יש להן עלויות נמוכות יותר להתחלה. הן מתחילות לשלב את עצמן באופן מיידי בזכות חסכונות הנובעים ממדידת רשת (net metering). זמן החזר ההשקעה קצר יותר מאשר במערכות לא מחוברות לרשת, בשל הפחתת החשבונות. מערכות אלו תלויות בהזمنות הרשת ובחוקי מדידת הרשת שנקבעים על ידי הגוף המפקח. לפיכך, חשוב לחקור את המדיניות המקומית והתקנות של חברת החשמל כדי להבטיח את הקיימות האורכית שלהן. הטכנולוגיה הקשורה לסולארית תשתפר ותפצה את העלויות העולות של האנרגיה עבור שתי סוגי המערכות.

סיכום

מנקודת מבט של עצמאות אנרגטית, מערכות שאינן מחוברות לרשת החשמל הן נהדרות. הן גם אמינות עבור מיקומים מרוחקים, והגנה מפני בעיות ברשת הופכת אותן לאידיאליות עבור אזורים כפריים, לעסקים מרוחקים או לעצמאות עצמית. חיסכון בעלויות והתקנה פשוטה הופכים אותן למצוינות לגישה כפרית ופרברית. יש לקחת בחשבון את המיקום, צרכי האנרגיה, הגורמים הפיננסיים והיעדים שנקבעו למערכות בעת בחירתן. עבודה עם יצרנים בעלי מוניטין וכן יועצי אנרגיה מתחדשת תקבע בחירה מושכלת. שתי המערכות מתפתחות עם טכנולוגיית הסוללות והאמינות הגוברת של אנרגיה מתחדשת.