مع التوسع الملحوظ في استخدام الطاقة الشمسية، ظهرت العديد من التطبيقات الشمسية لتوليد الكهرباء والتي يتم الاعتماد عليها على نطاق واسع في الآونة الأخيرة لأن لها إيجابيات كثيرة، وأبرز هذه التطبيقات انظمة توليد الطاقة الكهربائية من الطاقة الشمسية On Grid الذي يعد أكثر الأنظمة شيوعاً في العالم، وفي هذا المقال نتحدث بالتفصيل عن هذا النظام ومكوناته وآلية عمله.
ما هي انظمة توليد الطاقة الكهربائية من الطاقة الشمسية On Grid
انظمة توليد الطاقة الكهربائية من الطاقة الشمسية On Grid هي أنظمة تتصل بالشبكة العامة للكهرباء ولا تحتاج إلى أي بطاريات، هذا النظام مرتبط ارتباطاً وثيقاً بشبكة الكهرباء العامة، وحين انقطاع التيار لن يكون هذا النظام قادراً على العمل، وفيه يتم توجيه الكهرباء التي يتم توليدها إلى الشبكة العامة ليتم إمدادها إلى الأجهزة الكهربائية.
هذه الأنظمة مناسبة بشكل كبير في الأماكن التي لا يحدث فيها انقطاع التيار الكهربي أثناء ساعات النهار، حيث إن الطاقة الشمسية تكون في ذروتها بين الساعة 9:00 صباحاً حتى الساعة 3:00 مساء، ويساعد هذا النظام على تقليل تكاليف الكهرباء المستهلكة من الشبكة العامة، وكذلك يمكن أن يحقق دخلًا إضافياً من خلال بيع الفائض إلى شبكة الكهرباء.
مميزات انظمة توليد الطاقة الكهربائية من الطاقة الشمسية On Grid
أنظمة توليد الطاقة الكهربائية المرتبطة بالشبكة العامة لها فوائد كثيرة تتمثل فيما يأتي:
- تخفيض فواتير الكهرباء: حيث يتعين على المستهلك دفع مقابل فائض الكهرباء الذي يستهلكه فقط من الشبكة العامة، وهذا يضمن تقليل فاتورة الكهرباء بشكل كبير، وقد يصل هذا التخفيض في بعض الحالات إلى 90 % من الفاتورة الشهرية.
- عائد استثمار: إذا كانت الطاقة الكهربائية الناتجة عن هذه الأنظمة أكبر من الطاقة التي يحتاجها منزلك، فإنه يمكنك الحصول على رسوم الكهرباء الزائدة التي يتم إرسالها إلى الشبكة العامة للكهرباء، وهذا فقط لا يوفر فاتورة الكهرباء بشكل كامل ولكنه أيضاً يجعلك تربح مال مقابل الطاقة الزائدة.
- سهولة الصيانة: انظمة توليد الطاقة الكهربائية من الطاقة الشمسية تحتاج إلى صيانة دورية إذا كان هناك بطاريات، أما هذا النظام فإنه لا يحتاج إلى وجود بطاريات، وبالتالي فإنك لن تبذل أي مجهود أو تكلفه مقابل الصيانة.
- المزامنة مع مصادر طاقة أخرى: لا يمكن لهذه الأنظمة أن تعمل إلا في حالة وجود تيار كهربائي من الشبكة العامة؛ لذلك في حالة انقطاع التيار، يمكنك توصيل مولد ديزل لتوفير طاقة كهربائية، أي أنه يمكن مزامنة هذه الأنظمة مع مولدات طاقة أخرى.
مكونات أنظمة توليد الطاقة الكهربائية On grid
انظمة توليد الطاقة الكهربائية من الطاقة الشمسية On Grid تتكون من خمسة عناصر رئيسة هي:
1- الألواح الشمسية PV Panels
يتم صناعة هذه الألواح من خلايا الكهرباء الضوئية لتعمل على تحويل ضوء الشمس إلى تيار كهربي مستمر، وهذه الألواح هي مكون أساسي في جميع أنظمة التوليد سواء المتصل بالشبكة أو المنفصل عن الشبكة.
2- الانفرتر On grid Inverter
هو جهاز أساسي في أغلب أنظمة توليد الطاقة الكهربائية من الطاقة الشمسية يعمل على تحويل التيار المستمر الناتج من الألواح الشمسية إلى تيار المتردد ليتم استخدامه في الأجهزة المنزلية التي تعتمد عليه، وكذلك ليتوافق مع شبكة الكهرباء العامة التي يمر فيها تيار متردد وليس مستمر.
3- عداد كهربائي مخصص ثنائي الاتجاه Power Meter
هذا العداد يعمل على قياس كمية الكهرباء في انظمة توليد الطاقة الكهربائية من الطاقة الشمسية On Grid، ويتم حساب كمية الكهرباء التي يتم استقبالها أو تصديرها من الشبكة العامة للكهرباء لضمان حساب فواتير الكهرباء بشكل صحيح وحساب الفائض.
4- الحمايات SPD, Fuses, Electrical CBs
تشمل قواطع دائرة الكهربائية وأجهزة الحماية من زيادة الجهد والصمامات، وتعمل هذه الأجزاء بشكل أساسي على حماية هذا النظام من أي أضرار أو تلف ناتج عن زيادة الجهد أو التيارات الكهربائية العالية أو أي خلل يمكن أن يحدث.
5- الأسلاك الكهربائية ومفاتيح الأمان Cables, Switches
وهذا الجزء يشمل الكابلات التي يتم الاعتماد عليها لنقل الكهرباء من المكونات المختلفة لهذا النظام، وكذلك يشمل مفاتيح الأمان التي تتحكم بشكل أساسي في تدفق الكهرباء، وتعمل هذه الأجزاء على توصيل الكهرباء بكل سهولة بين جميع المكونات السابقة التي هي الألواح الشمسية والانفرتر وكذلك الشبكة العامة.
آلية عمل أنظمة On grid
تعمل هذه الأنظمة من خلال بعض الخطوات تتم كالتالي:
- الألواح الشمسية تمتص فوتونات الشمس وتقوم بتحويلها إلى طاقة كهربائية، وهذه الطاقة التي يتم إنتاجها تكون في صورة تيار كهربي مستمر.
- يدخل التيار الكهربي المستمر إلى المحول الانفرتر ليتحول إلى تيار كهربي متردد حتى تتمكن أجهزة المنزل من استخدامه، لأنها لا تعمل بالتيار المستمر
- تعتمد الأجهزة المنزلية على هذا التيار المتولد من الألواح الشمسية، وعند وجود فائض من الكهرباء يتم نقله إلى الشبكة العامة.
- في هذا النظام تعمل شبكة الكهرباء العامة كبطارية يطلق عليها بنك الطاقة، حيث تستقبل الطاقة الزائدة المتولدة من الألواح الشمسية.
- عند غياب الطاقة الشمسية أثناء الليل تعمل الأجهزة المنزلية على الطاقة الكهربائية المخزنة من الشبكة العامة، وكذلك في حالة كانت هناك غيوم كثيرة ولم تقدر الألواح الشمسية على تزويد المنزل بالكهرباء المطلوبة.
- يوجد عداد في هذا النظام يقوم بحساب الطاقة الكهربائية التي تستقبلها الشبكة وكذلك الطاقة الكهربائية التي يستخدمها منزلك من الشبكة العامة، ويتم حساب الفرق بينهما أثناء دفع الفاتورة.
تكلفة انظمة توليد الطاقة الكهربائية من الطاقة الشمسية On Grid
تعتمد تكلفة تركيب أنظمة توليد الطاقة الكهربائية من الطاقة الشمسية المتصلة بالشبكة على بعض العوامل يمكن تلخيصها فيما يأتي:
- نوع الألواح الشمسية التي يتم استخدامها في هذا النظام، وكفاءتها لإنتاج كمية كبيرة من الكهرباء وحجم النظام، لأن أنظمة التوليد الكبيرة تتطلب تكلفة عالية في البداية، لكنها بعد ذلك يمكن أن تصبح استثمارًا كبيراً وتجلب الكثير من المال من خلال الكهرباء التي تصدرها إلى الشبكة العامة.
- تكلفة مكونات النظام الأخرى مثل الانفرتر الذي يتواجد بأنواع عديدة وماركات مختلفة، وكل ماركة لها تكلفة مختلفة عن الأخرى وكذلك لها قدرة وكفائه مختلفة، ويفضل اختيار انفرتر عمره الافتراضي طويل لتوفير تكاليف الصيانة فيما بعد.
- تختلف التكلفة أيضا من بلد لآخر خاصةً وأن التكلفة تتأثر بمدى توافر أشعة الشمس؛ لأنه في البلدان التي تزداد فيها ساعات النهار يمكن تركيب عدد أقل من الألواح الشمسية مقارنة بالبلدان الأخرى التي تكون فيها ساعات النهار محدودة.
- يمكن الأخذ في الاعتبار تكاليف الصيانة المستمرة للأنظمة، وكذلك هناك بعض الأنظمة يمكن أن.تقل تكلفتها الإجمالية بسبب وجود دعم حكومي أو حوافز مالية لتقليل التكلفة الإجمالية.
وبشكل عام لدينا متخصصون ذوو خبرة عالية المستوى في الطاقة الشمسية يمكنهم تقديم رؤية شاملة وتحديد السعر المناسب حسب متطلبات كل عميل، ويمكنك موازنة الأسعار والأجهزة، لكن ينبغي الأخذ في الاعتبار جودة مكونات النظام وكفاءتها.
نظراً لأن الشمس تعتبر المصدر الأوفر طاقة لكوكب الأرض، فإنه يمكن الاعتماد عليها كمصدر مستدام لتوليد الطاقة الكهربائية، وهذا بالطبع يوفر نسبة كبيرة من تكلفة فواتير الكهرباء، وليس ذلك فحسب بل إنه في بعض الحالات قد توفر انظمة توليد الطاقة الكهربائية من الطاقة الشمسية On Grid مصدر دخل إضافي للعديد من الأشخاص.
الاسئلة المتكررة عن انظمة On Gride
ما هي أنظمة الطاقة الشمسية On Grid؟
أنظمة الطاقة الشمسية On Grid هي أنظمة توليد طاقة كهربائية تعتمد على الألواح الشمسية، وتعمل بالتوازي مع شبكة الكهرباء العامة. تقوم هذه الأنظمة بتوليد الكهرباء من الشمس وتغذي بها الشبكة الكهربائية، مما يقلل من استهلاك الكهرباء من الشبكة العامة.
ما هي مكونات نظام الطاقة الشمسية On Grid؟
يتكون نظام الطاقة الشمسية On Grid من الألواح الشمسية، جهاز التحكم بالشحن، العاكسات لتحويل التيار المستمر إلى تيار متردد، ووحدة الربط بالشبكة التي تتيح للنظام العمل بالتوازي مع شبكة الكهرباء العامة.
ما هي فوائد استخدام نظام الطاقة الشمسية On Grid؟
تساهم أنظمة الطاقة الشمسية On Grid في تقليل تكاليف فواتير الكهرباء الشهرية، وتتيح بيع فائض الطاقة المنتجة إلى شبكة الكهرباء العامة. كما تساعد في تقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري وتعزز الاستدامة البيئية.
هل يمكن لنظام الطاقة الشمسية On Grid تزويد الكهرباء في حالة انقطاع التيار الكهربائي من الشبكة العامة؟
لا، أنظمة الطاقة الشمسية On Grid تتطلب وجود شبكة الكهرباء العامة لتعمل بشكل صحيح. في حالة انقطاع التيار الكهربائي، يتوقف النظام عن توليد الكهرباء لأسباب السلامة.
هل يتطلب نظام الطاقة الشمسية On Grid صيانة دورية؟
نعم، تتطلب أنظمة الطاقة الشمسية On Grid صيانة دورية لضمان كفاءتها. تشمل الصيانة تنظيف الألواح الشمسية، فحص العاكسات، والتأكد من سلامة التوصيلات الكهربائية. عادة ما يوصى بإجراء فحص سنوي للنظام من قبل مختصين.
