الفرق بين أنظمة تخزين الطاقة المتصلة بالشبكة وخارج الشبكة

الفرق بين أنظمة تخزين الطاقة المتصلة بالشبكة وخارجها

الاختلافات الرئيسية بين أنظمة تخزين الطاقة الكهروضوئية المنزلية خارج الشبكة و أنظمة تخزين الطاقة الكهروضوئية المنزلية المتصلة بالشبكة هي كما يلي:

1. طريقة اتصال النظام

ال نظام خارج الشبكة يعمل هذا النظام بشكل مستقل عن شبكة الكهرباء. ويتألف بشكل رئيسي من وحدات كهروضوئية، وأنظمة تخزين الطاقة (مثل البطاريات)، ومحولات كهربائية (إنفرتر)، لتشكيل نظام إمداد طاقة ذاتي الدوران. يُخزن التيار المستمر الناتج عن الوحدات الكهروضوئية أولًا في بطارية تخزين الطاقة، ثم يُحوّل إلى تيار متردد عبر المحول الكهربائي، ليستخدمه في تشغيل الأجهزة الكهربائية المنزلية. لا يتصل هذا النظام بشبكة كهرباء خارجية، ويعتمد كليًا على توليد الطاقة وتخزينها ذاتيًا لتلبية احتياجات المنزل من الكهرباء.

ال نظام متصل بالشبكة متصل بشبكة الكهرباء العامة. بالإضافة إلى وحدات الطاقة الكهروضوئية، وأنظمة تخزين الطاقة، والمحولات الكهربائية، توجد أيضًا محولات كهربائية وعدادات كهربائية متصلة بالشبكة. بعد تحويل التيار المستمر الناتج عن وحدات الطاقة الكهروضوئية إلى تيار متردد عبر المحول، يُستخدم جزء منه في تشغيل المعدات الكهربائية داخل المنزل، ويمكن نقل الطاقة الزائدة إلى شبكة الكهرباء عبر المحول المتصل بالشبكة. عندما لا ينتج نظام الطاقة الكهروضوئية طاقة كافية، يمكن للمنزل الحصول على الطاقة من الشبكة، مما يحقق تدفقًا ثنائي الاتجاه للطاقة.

2. استقرار مصدر الطاقة

نوع خارج الشبكة يعتمد استقرار مصدر الطاقة كليًا على قدرة نظام توليد الطاقة وتخزينها في وحدة الطاقة الكهروضوئية. في الأحوال الجوية السيئة (كالأيام الغائمة والممطرة) أو في الليل، عندما لا تتمكن وحدات الطاقة الكهروضوئية من توليد الكهرباء، لا يمكن توفير الكهرباء المنزلية إلا من خلال بطاريات تخزين الطاقة. إذا كانت سعة بطارية تخزين الطاقة غير كافية، فقد يحدث نقص في الطاقة، مما قد يؤدي إلى توقف بعض الأجهزة الكهربائية عن العمل بشكل طبيعي. على سبيل المثال، في الأيام الممطرة المتتالية، قد ينقطع التيار الكهربائي عن النظام المستقل عن الشبكة بسبب استنفاد بطارية تخزين الطاقة، إلى أن يتحسن الطقس وتبدأ وحدات الطاقة الكهروضوئية في توليد الكهرباء وشحن البطارية مرة أخرى.

نوع متصل بالشبكة بفضل اتصاله بشبكة الكهرباء، عندما لا يُنتج نظام الطاقة الكهروضوئية كهرباء كافية (مثلاً في الليل أو في ظروف الإضاءة الخافتة)، يُمكن للمنزل الحصول على الكهرباء من الشبكة، دون أي انقطاع يُذكر، مما يُوفر مصدر طاقة أكثر استقراراً. على سبيل المثال، حتى في حال توقف نظام الطاقة الكهروضوئية المنزلي عن توليد الكهرباء ليلاً، يُمكن استخدام الأجهزة الكهربائية المنزلية بشكل طبيعي، لأن الكهرباء تُوفرها الشبكة في ذلك الوقت.

3. كفاءة الطاقة

كفاءة الطاقة أنظمة خارج الشبكة يعتمد ذلك بشكل أساسي على كفاءة توليد الطاقة في الوحدات الكهروضوئية، وكفاءة شحن وتفريغ أنظمة تخزين الطاقة، وكفاءة تحويل العاكسات. ونظرًا لحاجة الطاقة إلى التحويل والتخزين عدة مرات بين الوحدات الكهروضوئية وبطاريات تخزين الطاقة والمعدات الكهربائية، فإن كل عملية تحويل تنطوي على قدر معين من فقدان الطاقة، مثل عملية شحن وتفريغ البطاريات.

بالإضافة إلى ذلك، لتجنب الإفراط في تفريغ أو شحن بطاريات تخزين الطاقة، قد يكون من الضروري الحد من عمق الشحن والتفريغ للبطارية، مما سيقلل أيضًا من الكفاءة الفعلية لاستخدام الطاقة.

عندما يولد النظام الكهروضوئي كهرباء كافية، نظام متصل بالشبكة يمكن نقل فائض الكهرباء إلى الشبكة، مما يُقلل من ظاهرة هدر الطاقة الكهربائية بسبب محدودية سعة نظام تخزين الطاقة (أي عدم إمكانية استخدام الكهرباء المُولّدة من النظام الكهروضوئي بكفاءة)، ويُحسّن الكفاءة العامة لاستخدام الطاقة. علاوةً على ذلك، تُعنى الشبكة نفسها بتنظيم وتحسين توزيع الطاقة، مما يُحسّن دمج واستخدام الكهرباء المُولّدة من توليد الطاقة الكهروضوئية.

عند اختيار نظام تخزين الطاقة خارج الشبكة أو متصل بالشبكة ، يجب عليك أن تأخذ بعين الاعتبار سيناريو التطبيق المحدد، والقيود الميزانية، والحاجة إلى استقرار إمدادات الطاقة في المستقبل. أنظمة خارج الشبكة مناسبة للمناطق التي لا تتوفر فيها إمكانية الوصول إلى الشبكة، في حين الأنظمة المتصلة بالشبكة تُعدّ هذه الأنظمة أكثر ملاءمةً للمناطق ذات الشبكات الكهربائية المستقرة واحتياجات إمدادات الطاقة. يُنصح بإجراء دراسة سوقية مُفصّلة وتحليل التكلفة والعائد قبل اتخاذ القرار، مع مراعاة تكاليف الصيانة والدعم الفني على المدى الطويل.