ما هو نظام الطاقة الشمسية على الشبكة؟

نظام الطاقة الشمسية على الشبكة ، المعروف أيضًا باسم النظام الضوئي الضوئي (PV) المتصل بالشبكة ، يحول ضوء الشمس إلى كهرباء ويطعمه مباشرة إلى شبكة الكهرباء دون الحاجة إلى تخزين البطارية.هذا النظام يلعب دورا حاسما في حلول الطاقة الحديثة، تدعم كل من توليد الطاقة المركزية والموزعة.

1النظم المركزية مقابل النظم الموزعة

• الأنظمة المركزية: محطات الطاقة الشمسية على نطاق واسع في الشبكة، غالباً ما تكون تابعة للدولة، تقوم بنقل الكهرباء مباشرة إلى شبكة الكهرباء. ثم تقوم الشبكة بتوزيع هذه الطاقة على المستخدمين حسب الحاجة.
• الأنظمة الموزعة: أنظمة على نطاق أصغر، مثل تلك المتكاملة في المباني (البناء المتكامل للطاقة الكهروضوئية، BIPV) ، هي النهج الرئيسي لتوليد الطاقة المحلية على الشبكة.

2مبدأ العمل

تعتمد أنظمة الطاقة الشمسية علىتأثير الكهرباء الضوئيةلتحويل ضوء الشمس إلى كهرباء. تتكون هذه الأنظمة أساسا من الألواح الشمسية والعاكس:

1. لوحات شمسية: التقاط ضوء الشمس وتحويله إلى التيار المستمر (DC).
2. محولات: تحويل الكهرباء المتواصلة إلى تيار متناوب متوافق مع الشبكة.

خلال ساعات النهار، يتم إمداد الكهرباء المولدة مباشرة إلى شبكة الكهرباء من خلال المحولات الموجودة على الشبكة، مما يتماشى مع تردد الشبكة ومراحلها.

3أنواع نظم الطاقة الشمسية

1. أنظمة الشبكة
   هذه الأنظمة متصلة بشبكة المرافق، وتعمل كمحطات كهربائية صغيرة.

   • تدفق الطاقة: يحول الطاقة الشمسية إلى التيار المباشر عالي الجهد ثم إلى التيار المتردد، والذي يتم تغذيته إلى الشبكة بنفس التردد والمرحلة.
   • التطبيقات: مثالية للمنازل والشركات المتصلة بشبكة الكهرباء

2. أنظمة خارج الشبكة
   تعمل بشكل مستقل دون اتصال بالشبكة العامة. تستخدم هذه الأنظمة البطاريات لتخزين الطاقة الزائدة لاستخدامها لاحقًا.

4المكونات الرئيسية لنظام على الشبكة

1. لوحات شمسية

   • الخلايا الشمسية الفردية تولد حوالي 0.5 فولت كل واحدة، وهو غير كاف للتطبيقات العملية.التي يتم دمجها في صفوف لتلبية مستويات الجهد والتيار المطلوبة.
   • تم تصميم الألواح لتحمل عوامل البيئة مثل التآكل والرياح والحصب والمطر.

2. محولات

   • تحويل الكهرباء المستمرة من الألواح إلى الكهرباء المتغيرة من أجل التوافق مع الشبكة.
   • أنواع المحولات:
     • محولات مستقلة: تستخدم في الأنظمة خارج الشبكة.
     • محولات الشبكةإمداد الطاقة إلى الشبكة
   • تصنيفات أشكال الموجات الخارجة: الموجة المربعة أو موجة الجذور (مفضل لمواءمة الشبكة).

5تصنيفات النظام

1. أنظمة الشبكة مع تدفق الطاقة العكسي

   • عندما يتجاوز إنتاج الطاقة الشمسية الطلب من المستخدم، يتم إعادة الطاقة الكهربائية الزائدة إلى الشبكة (بيع الكهرباء).يتم استخراج الكهرباء من الشبكة (شراء الكهرباء).

2. أنظمة الشبكة بدون تدفق طاقة عكسية

   • حتى عندما تكون هناك طاقة شمسية زائدة، لا يتم تغذيتها في الشبكة. بدلاً من ذلك، يتم استكمال أي نقص في الطاقة من قبل الشبكة.

3. أنظمة الشبكة القابلة للتبديل

   • التبديل التلقائي بين الطاقة الشمسية والطاقة الشبكة اعتمادا على الظروف مثل الطقس الغائم، المطر، أو أخطاء النظام.
   • في حالة انقطاع الشبكة ، يتم فصل النظام عن الشبكة ويعمل كنظام خارج الشبكة لتزويد الطاقة.

4. أنظمة الشبكة مع تخزين الطاقة

   • مجهزة ببطاريات تخزين ، مما يسمح بالعمل خلال انقطاع الشبكة أو القيود. هذه الأنظمة تضمن إمدادات طاقة مستقرة للأحمال الحرجة مثل الاتصالات الطارئة ، والأجهزة الطبية ،محطات البنزين، وإضاءة الإخلاء.

6فوائد أنظمة الطاقة الشمسية على الشبكة

• كفاءة التكلفة: يقلل من فواتير الكهرباء باستخدام الطاقة الشمسية وبيع الطاقة الفائضة إلى الشبكة.
• استقلال الطاقة: يوفر مصدر طاقة موثوق به، وخاصة في المناطق التي لا تتوافق إمدادات الشبكة.
• التأثير البيئي: يعزز استخدام الطاقة المستدام ويقلل من انبعاثات الكربون.
• قابلية التوسع: يمكن تخصيصها لتركيبات سكنية صغيرة أو تطبيقات تجارية كبيرة.

أنظمة الطاقة الشمسية على الشبكة تمثل خطوة هامة نحو طاقة أكثر نظافة ومستقبل أكثر استدامةالاندماج السلس مع البنية التحتية للشبكة الحالية مع توفير فوائد اقتصادية وبيئية.