انظمة توليد الطاقة الكهربائية من الطاقة الشمسية Off grid تعتبر إحدى الطرق الفعالة لتوليد الكهرباء بتكلفة منخفضة من ضوء الشمس دون الحاجة إلى استخدام مصادر الوقود التي تتسبب في انبعاثات الكربون، وقد يكون النظام الكهربائي المستقل أكثر فعالية من حيث التكلفة من الأنظمة الكهربائية المرتبطة بخطوط الكهرباء العمومية، وفي هذا المقال نقدم دليلاً شاملاً عن هذه الأنظمة وكيفية عملها.
ما هي انظمة توليد الطاقة الكهربائية من الطاقة الشمسية Off grid
انظمة توليد الطاقة الكهربائية من الطاقة الشمسية Off grid هي أنظمة مستقلة عن شركات الكهرباء الحكومية يمكنها إنتاج الطاقة الكهربائية اعتماداً فقط على الطاقة الشمسية، ويمكن الاعتماد عليها لتوفير جميع احتياجات الطاقة في منزلك دون الحاجة إلى طاقة إضافية من شبكة الكهرباء العامة، ويتم تثبيت هذه الأنظمة في أي مكان تتوافر فيه أشعة الشمس.
يمكن أيضاً تخزين الطاقة الكهربائية المتولدة من هذه الأنظمة في بطاريات تخزين متخصصة لاستخدامها لاحقاً، وهذه الأنظمة تعتبر أحد الخيارات الملائمة للأماكن البعيدة والمعزولة التي ليس فيها شبكات كهرباء عمومية، كما يمكن الاعتماد عليها في حالة الحاجة إلى طاقة كهربائية إضافية.
مكونات أنظمة توليد الطاقة الكهربائية المنفصلة عن الشبكة
تتكون هذه الأنظمة من أجزاء متعددة يتم دمجها معاً لتعمل بشكل مستقل عن الشبكة الكهربائية الرئيسة وهذه المكونات هي:
- الألواح الشمسية: هي المصدر الأساسي الذي يتم الاعتماد عليه لتوليد الطاقة الكهربائية من طاقة الشمس، ويتم تثبيتها في الغالب على السطح المنزل أو في أي مكان يمكن لأشعة الشمس للوصول إليه بسهولة.
- محول التيار (انفيرتر): الألواح الشمسية تنتج الطاقة الكهربائية عادةً في شكل تيار مستمر؛ لذلك يلزم تحويلها إلى تيار متردد حتى يمكن تشغيل الأجهزة المنزلية، وهذا هو دور الانفيرتر.
- منظم الشحن: يتم الاعتماد عليه لضبط التيار الواصل إلى البطاريات، وهذا يعمل على تنظيم تدفق الجهد والتيار بين مصدر الطاقة والبطاريات لمنع الشحن الزائد وضمان استمرار البطاريات في العمل لمدة أكبر وتعزيز كفاءتها.
- البطاريات: يتم الاعتماد عليها لتخزين الطاقة الكهربائية الناتجة من الألواح الشمسية، وتعتبر هي المصدر الأساسي لتشغيل الأجهزة الكهربائية أثناء الليل أو أثناء غياب الشمس، وتوجد بأنواع مختلفة يتم تحديدها حسب الميزانية واحتياجات المستخدم.
كيف تعمل الأنظمة المنفصلة عن الشبكة Off grid
الألواح الشمسية تعتبر هي العمود الفقري لهذا النظام؛ لأنها تتكون من خلايا كهروضوئية تقوم بتحويل ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية، وبعد ذلك يتم الاعتماد على محول التيار (الانفيرتر) لتحويل التيار المستمر إلى تيار متردد؛ لأن أغلب أجهزة المنزل تعمل فقط على التيار المتردد، وبعد ذلك يتم تخزين الكهرباء المتولدة في بطاريات لتكون جاهزة للاستخدام خلال ساعات الليل أو عند الحاجة إلى طاقات إضافية.
يتم تخزين الطاقة الكهربائية في البطاريات على هيئة طاقة كيميائية، وعند الحاجة إليها تتحول هذه الطاقة إلى تيار متردد عن طريق الانفيرتر، ثم تنتقل هذه الطاقة من خلال أنظمة التوزيع المتمثلة في الأسلاك والتوصيلات الكهربائية لتشغيل الأجهزة والمعدات الكهربائية الموجودة في المنزل، وهذا يوفر طاقة نظيفة ومستدامة.
مميزات انظمة توليد الطاقة الكهربائية من الطاقة الشمسية Off grid
هذه الأنظمة لها عدد كبير من المميزات تجعلها خياراً مناسباً لتحقيق الاستقلال في الحصول على الطاقة، وأبرز هذه المميزات:
1- طاقة مستقلة
يمكن استخدام هذه الأنظمة العيش في أي مكان، فهي مناسبة للمناطق النائية والبعيدة والتي يكون من الصعب فيها الحصول على مصدر آخر للطاقة كشبكة الكهرباء العامة أو الوقود، كما أنها لا تحتاج إلى ترخيص من الحكومة عند إقامتها.
2- صديقة للبيئة
تعتمد هذه الأنظمة على أشعة الشمس المباشرة كمصدر للطاقة، وبالتالي لا يصدر عنها أي ملوثات للهواء أو غازات دفيئة، وهذا يقلل من نسبة انبعاثات الكربون الناتجة عن مصادر الطاقة الأخرى وهذا يقلل من تلوث الهواء.
3– تكاليف منخفضة للتشغيل
على الرغم من أن تكلفة تركيب هذه الأنظمة في البداية قد تكون مرتفعة قليلاً إلا أنه بعد ذلك يتم توفير تكاليف كثيرة مثل تكاليف الوقود والصيانة، على عكس الأنظمة المرتبطة بالشبكة، والتي قد تحتاج إلى تكاليف توظيف متخصصين للصيانة الدورية والتركيب.
4- الحد من فقد الطاقة
هذه الأنظمة يمكن استخدامها لتوليد الكهرباء وتخزين الكهرباء الناتجة في بطاريات، ليتم استخدامها في أوقات أخرى، بينما أنظمة الكهرباء المرتبطة بالشبكة العمومية يحدث فيها فقد كبير للطاقة.
كيفية تركيب نظام توليد الطاقة الكهربائية المنفصل عن الشبكة Off grid
يتم تركيب نظام توليد الطاقة الكهربائية من الطاقة الشمسية المنفصلة عن الشبكة من خلال عدة مراحل تتم كالتالي:
- يتم اختيار الموقع المناسب لتركيب الألواح الشمسية سواء على سطح المنزل أو أي مكان معرض لأشعة الشمس المباشرة معظم ساعات النهار.
- بعد ذلك يتم تركيب الهيكل المعدني الذي يتم فيه تثبيت الألواح الشمسية.
- يتم تركيب الألواح الشمسية على الهيكل المعدني باستخدام الأنظمة الخاصة بالتثبيت.
- بعد ذلك يتم توصيل الألواح الشمسية في منظم الشحن الذي يتصل بالبطاريات لضمان عدم حدوث شحن زائد وحمايتها من التلف.
- يتم توصيل منظم الشحن بالبطارية ليتم تخزين الطاقة الكهربائية الناتجة في البطارية على هيئة طاقة كيميائية.
- يتم توصيل البطاريات بالانفيرتر الذي يعمل على تحويل التيار مستمر إلى تيار متردد لاستخدامه في الأغراض المنزلية المختلفة.
- بعد الانتهاء من التركيب يتم إجراء بحث شامل للنظام للتأكد من أن جميع مكونات هذا النظام تعمل بشكل دقيق ومركبة في أماكنها بدقة.
تكاليف استخدام نظام Off grid
تختلف التكلفة الإجمالية حسب مجموعة من العوامل تتمثل فيما يأتي:
- مقدار الطاقة الكهربائية المطلوبة لتلبية الاحتياجات بناءاً على معدل استهلاك الطاقة اليومي، فكلما كانت الطاقة المطلوبة أكبر، كلما ازدادت التكلفة الإجمالية.
- عدد الألواح الشمسية المستخدمة وحجم البطاريات التي يتم اعتمادها عليها لتخزين الطاقة الكهربائية.
- جودة مكونات النظام سواء البطاريات أو الانفيرتر أو الألواح الشمسية، وكذلك منظم الشحن، فكلما زادت الجودة زادت التكلفة.
- هناك بعض التكاليف الإضافية مثل تكاليف الصيانة الدورية وتكاليف تثبيت النظام خاصةً في المناطق صعبة الوصول.
كيف يتم تقدير تكلفة انظمة توليد الطاقة الكهربائية من الطاقة الشمسية Off grid
يتم تقدير التكلفة الإجمالية لهذا النظام بعد تحديد الاستهلاك اليومي من الطاقة، ومعرفة عدد الأجهزة التي تحتاج إلى تشغيلها، ثم يتم تقييم المساحة التي يتم فيها تركيب الألواح الشمسية، خاصةً وأنه توجد أنواع مختلفة للألواح الشمسية تختلف عن بعضها البعض في الكفاءة والمتانة وكذلك تختلف من حيث التكلفة.
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.
أنظمة توليد الطاقة الكهربائية من الطاقة الشمسية تمنحك استقلالية تامة خارج الشبكة العمومية خاصةً إذا كنت ترغب في العيش بعيداً في أماكن نائية أو كنت تعيش في أماكن لا تصلها مرافق الكهرباء العمومية، لأنه من السهل تثبيت هذه الأنظمة في أي مكان تتوافر فيه أشعة الشمس، ويتم الاعتماد أيضا على بعض البطاريات لتخزين هذه الطاقة واستخدامها خلال ساعات الليل أو عند الحاجة إلى طاقة إضافية دون الحاجة إلى مولدات الكهرباء بالديزل.
اهم الاسئلة المكررة عن انظمة Off Gride
ما هي أنظمة الطاقة الشمسية Off Grid؟
أنظمة الطاقة الشمسية Off Grid هي أنظمة توليد طاقة كهربائية تعمل بشكل مستقل عن شبكة الكهرباء العامة. تعتمد هذه الأنظمة على الألواح الشمسية لتوليد الكهرباء، وتخزينها في بطاريات لاستخدامها عند الحاجة.
ما هي مكونات نظام الطاقة الشمسية Off Grid؟
يتكون نظام الطاقة الشمسية Off Grid من الألواح الشمسية، جهاز التحكم بالشحن، البطاريات لتخزين الطاقة، والعواكس لتحويل التيار المستمر إلى تيار متردد يمكن استخدامه في الأجهزة الكهربائية.
ما هي فوائد استخدام نظام الطاقة الشمسية Off Grid؟
توفر أنظمة الطاقة الشمسية Off Grid استقلالية كاملة عن شبكة الكهرباء العامة، مما يقلل من تكاليف الكهرباء الشهرية. كما توفر حلولاً بيئية مستدامة، وتعد مثالية للمناطق النائية أو التي تعاني من انقطاع الكهرباء المتكرر.
هل يمكن لنظام الطاقة الشمسية Off Grid تلبية جميع احتياجاتي الكهربائية؟
نعم، يمكن تصميم نظام الطاقة الشمسية Off Grid لتلبية جميع احتياجاتك الكهربائية، ولكن يعتمد ذلك على حجم النظام وعدد الألواح الشمسية والبطاريات المستخدمة. يمكن للخبراء تحديد الحجم المناسب بناءً على استهلاكك اليومي للكهرباء.
كم تدوم بطاريات نظام الطاقة الشمسية Off Grid؟
تعتمد مدة عمر البطاريات على نوعها واستخدامها وصيانتها. عادةً، تدوم بطاريات الليثيوم لفترة تتراوح بين 5 إلى 15 سنة، بينما تدوم بطاريات الرصاص الحمضية لفترة تتراوح بين 3 إلى 5 سنوات. من المهم متابعة صيانة البطاريات لضمان أداءها الأمثل.
