أنظمة الطاقة الشمسية للمنازل وأنظمة الطاقة الشمسية التجارية

أنظمة الطاقة الشمسية للمنازل (نظام الطاقة الكهروضوئية) هي أنظمة طاقة متجددة يتم تركيبها على مبنى سكني أو بالقرب منه لتوليد الكهرباء من ضوء الشمس. تم تصميم الألواح الشمسية للمنزل لتسخير الطاقة الشمسية وتحويلها إلى كهرباء يمكن استخدامها لتشغيل أجهزة المنزل والإضاءة والأنظمة الكهربائية.

تم تصميم الطاقة الشمسية في الشقة (أنظمة الطاقة الشمسية السكنية) لتوفير الطاقة المتجددة والمستدامة (الكهرباء) للمنازل. يمكن تركيب الطاقة الشمسية للأغراض السكنية بأحجام مختلفة (1 كيلو واط، 5 كيلو واط، 16 كيلو واط)، بدءًا من المنشآت السكنية الصغيرة إلى المنشآت التجارية الكبيرة أو المنشآت على نطاق المرافق.

تأتي أنظمة الطاقة الشمسية بسعات وأحجام مختلفة لتناسب الاستخدامات والاحتياجات المختلفة.

أنظمة الطاقة الشمسية لقدرات المنازل تبدأ بنظام شمسي 1 كيلو وات وتصل إلى 16 كيلو وات أو أكثر. يحتوي كل حجم على كمية مختلفة من الألواح الشمسية ومتطلبات المساحة والمخرجات. لاستخدام الطاقة الشمسية لمنزلك، هناك 13 خطوة يجب القيام بها، منها (تقييم احتياجات الطاقة وأهدافها، تقييم الموقع، اختيار حجم النظام). يمكن توصيل الطاقة الشمسية المختلفة لأحجام وسعات أنظمة المنازل بالشبكة، أو خارج الشبكة، أو بشكل هجين.

أنظمة الطاقة الشمسية للمنازل لديها ثلاثة أنواع. يتم تكوين كل نظام شمسي لنوع المنزل بطريقة ما (متصل بالشبكة، خارج الشبكة، هجين). يتم تركيب كل نوع من الأنظمة للتعامل مع مخرجات النظام (الكهرباء) بطريقة مختلفة لتلبية الأهداف المختلفة لأفراد الأسرة.

تركيب الطاقة الشمسية في المنزل هو عملية إعداد النظام. تبدأ هذه العملية بتحديد أهداف محددة وتنتهي بإعداد نظام مراقبة لتتبع أداء نظام الطاقة الخاص بك. يمكن تركيب الطاقة الشمسية في الشقة بالتوازي أو على التوالي، أو كليهما. تتناسب طرق التكوين المتوازية أو المتسلسلة مع الأنواع الثلاثة لنظام الطاقة الشمسية المنزلية والألواح الشمسية للمباني التجارية.

تختلف أنظمة الألواح الشمسية التجارية عن الطاقة الشمسية للمنازل من حيث (الحجم والسعة، مساحة التركيب، والتعقيد) بينما أنظمة الألواح الشمسية الكبيرة تناسب المباني التجارية والصناعية.

عند شراء أنظمة الألواح الشمسية التجارية، هناك 5 عوامل مختلفة يجب مراعاتها والتفكير فيها (ما يجب معرفته قبل استخدام الألواح الشمسية التجارية، كم تكلفة الألواح الشمسية، ما هي كفاءة الألواح الشمسية، ما هو حجم الألواح الشمسية، وما هو عمر الألواح الشمسية). ومع ذلك، يمكنك دائمًا إنشاء نظام الألواح الشمسية بنفسك.

يجيب هذا المقال على الأسئلة التالية: ما هي أنظمة الطاقة الشمسية المناسبة لأحجام المنازل؟ كيف تصمم نظام الطاقة الشمسية لمنزلك؟ ما هي أنواع أنظمة الطاقة الشمسية للمنازل؟ ما هي أنظمة الطاقة الشمسية المتصلة بالشبكة؟ كيف يعمل النظام الشمسي المتصل بالشبكة في المنزل؟ ما هو النظام الشمسي خارج الشبكة للسكن؟ كيف يمكن للمنزل خارج الشبكة النظام الشمسي للسكن؟ ما هي أنظمة الطاقة الشمسية الهجينة للمنازل؟ كيف يعمل النظام الشمسي الهجين للمنزل؟ ما هو تركيب الطاقة الشمسية في المنزل؟ ما هو الفرق بين الألواح الشمسية المتوازية مقابل الألواح الشمسية المتوازية في للمنازل؟ ما هي أسلاك “سلسلة الألواح الشمسية المتوازية”؟ ما هي الاختلافات بين أنظمة الطاقة الشمسية التجارية وأنظمة الطاقة الشمسية السكنية؟ ما الذي يجب معرفته قبل استخدام الألواح الشمسية التجارية؟ ما الذي يجب مراعاته عند اختيار الألواح الشمسية للمباني التجارية؟ كم تكلفة الألواح الشمسية؟ ما هي كفاءة الألواح الشمسية؟ ما هو حجم الألواح الشمسية؟ ما هو عمر الألواح الشمسية ومتانتها؟ هل يمكنك إنشاء نظام الألواح الشمسية المنزلية بنفسك؟

ما هي أنظمة الطاقة الشمسية لأحجام المنازل؟

عادةً ما يتم قياس أحجام النظام الشمسي المنزلي من حيث إجمالي سعة الطاقة التي يمكن توليدها. يتم التعبير عن هذه القدرة عادةً بالكيلووات (kW) أو الميجاواط (MW). يعتمد حجم الطاقة الشمسية السكنية على عوامل مثل استهلاك الطاقة للأسرة، ومساحة السطح المتاحة، والميزانية، وظروف ضوء الشمس المحلي.

إن سعة نظام الألواح الشمسية هي الحد الأقصى من الطاقة الكهربائية التي يمكن للنظام الكهروضوئي (PV) توليدها في ظل ظروف معينة.

5 من قدرات وأحجام أنظمة الألواح الشمسية موجودة في القائمة التالية.

• نظام الطاقة الشمسية للمنازل بقدرة 1 كيلو وات (kW)
• نظام الطاقة الشمسية للمنازل بقدرة 6 كيلو وات (kW)
• نظام الطاقة الشمسية للمنازل بقدرة 6 كيلو وات (kW)
• نظام الطاقة الشمسية للمنازل بقدرة 6 كيلو وات (kW)
• نظام الطاقة الشمسية للمنازل بقدرة 6 كيلو وات (kW)
• نظام الطاقة الشمسية للمنازل بقدرة 16 كيلو وات (kW)

لاستخدام أي من أنظمة الطاقة الشمسية السكنية، هناك عدة خطوات يجب القيام بها (تقييم احتياجات الطاقة وأهدافها، وتقييم الموقع، واختيار حجم النظام)

ويوضح الشكل التالي السعات الخمس المختلفة لنظام الألواح الشمسية المنزلية.

نظام الطاقة الشمسية بقدرة 1 كيلو وات للمنازل

النظام الشمسي بقدرة 1 كيلووات (كيلووات) عبارة عن تركيب كهروضوئي صغير نسبيًا يبلغ ذروة إنتاجه 1 كيلووات (1000 واط). يتكون نظام الطاقة الشمسية بقدرة 1 كيلو وات من عدد صغير من الألواح الشمسية، من 3 إلى 5 ألواح. يمكن للنظام الشمسي بقدرة 1 كيلوواط، في المتوسط، إنتاج 750 إلى 850 كيلوواط ساعة سنويًا، وهو مناسب للتطبيقات صغيرة الحجم. يتطلب نظام الطاقة الشمسية للمنازل بقدرة 1 كيلو وات مساحة تركيب تبلغ حوالي 100 قدم مربع أو 9.290 متر مربع.

نظام الطاقة الشمسية بقدرة 2 كيلو وات للمنازل

يتمتع النظام الشمسي بقدرة 2 كيلو وات (النظام الشمسي 2000 وات) للمنزل بقدرة قصوى تبلغ 2 كيلو وات (2000 وات)، ويتكون من 6 إلى 10 ألواح. يمكن للنظام الشمسي بقدرة 2 كيلووات، في المتوسط، إنتاج 2800 كيلووات في الساعة سنويًا، وهو مناسب للتطبيقات المنزلية صغيرة الحجم. يتطلب نظام الطاقة الشمسية للمنازل بقدرة 2000 واط تركيب 8.8 إلى 18.5 متر مربع، أو 95 إلى 200 قدم مربع.

نظام الطاقة الشمسية للمنازل بقدرة 3 كيلو وات

يتمتع النظام الشمسي المنزلي بقدرة 3 كيلووات (كيلووات) بقدرة قصوى تبلغ 3 كيلووات (3000 وات)، ويتكون من 9 إلى 15 لوحًا شمسيًا. يمكن للنظام الشمسي الذي تبلغ طاقته 3 كيلووات، في المتوسط، أن يولد ما بين 4000 إلى 5000 كيلووات في الساعة سنويًا، وهو مناسب لتزويد جزء كبير من احتياجات الطاقة في المنزل الأصغر بالطاقة. تتطلب منازل النظام الشمسي بقدرة 3 كيلو وات مساحة تركيب تبلغ حوالي 12 إلى 17 مترًا مربعًا (130 إلى 184 قدمًا مربعًا).

نظام الطاقة الشمسية بقدرة 4 كيلو وات للمنازل

النظام الشمسي للمنازل بقدرة 4 كيلووات هو نظام طاقة شمسية كهروضوئي يمكنه توليد ما يصل إلى 4 كيلووات (4000 وات) من الكهرباء في ظل ظروف مثالية. يحتوي النظام الشمسي بقدرة 4 كيلو وات على 10 إلى 16 لوحًا شمسيًا. يمكن لنظام الطاقة الشمسية بقدرة 4 كيلووات، في المتوسط، إنتاج 5600 كيلووات في الساعة سنويًا. يمكن لـ 4 كيلو واط توفير الطاقة لمنزل صغير إلى متوسط يتكون من 3-4 أشخاص. يتطلب النظام الشمسي للمنازل بقدرة 4 كيلو وات مساحة تركيب تبلغ حوالي 176 إلى 200 قدم مربع (16.5 إلى 18.5 متر مربع).

نظام طاقة شمسية بقدرة 5 كيلو وات للمساكن

النظام الشمسي بقدرة 5 كيلووات للأغراض السكنية عبارة عن طاقة شمسية كهروضوئية يمكنها توليد 5400 كيلووات في الساعة إلى 8100 كيلووات في الساعة سنويًا. يتكون النظام الشمسي بقدرة 5 كيلو وات من 12 إلى 20 لوحًا شمسيًا. يمكن للنظام الشمسي بقدرة 5 كيلو وات توفير الطاقة للمنازل المتوسطة والكبيرة التي تتسع لـ 5-6 أشخاص. يتطلب نظام الطاقة الشمسية بقدرة 5 كيلووات لنظام الطاقة الشمسية السكني من 25 إلى 35 مترًا مربعًا (270 إلى 377 قدم مربع)

نظام الطاقة الشمسية 6 كيلو واط للمساكن

النظام الشمسي بقدرة 6 كيلو وات عبارة عن طاقة شمسية كهروضوئية يمكنها توليد 8400 إلى 8750 كيلووات سنويًا. تحتوي على 16 إلى 24 لوح شمسي. يمكن لنظام الطاقة الشمسية بقدرة 6 كيلو وات تزويد المنازل الكبيرة بالطاقة من 5 إلى 6 مع معظم الأجهزة. يتطلب نظام الطاقة الشمسية بقدرة 6 كيلو وات للأغراض السكنية 29.7 مترًا مربعًا (320 قدم مربع) للتركيب.

نظام الطاقة الشمسية 16 كيلو واط للمساكن

النظام الشمسي بقدرة 16 كيلووات (16 كيلووات) للأغراض السكنية عبارة عن طاقة شمسية كهروضوئية يمكنها توليد 25600 كيلووات في الساعة سنويًا. عدد الألواح في النظام الشمسي 16 كيلو وات هو 33 لوح شمسي. يمكن للنظام الشمسي بقدرة 16 كيلووات توفير الطاقة للمنازل المتوسطة والكبيرة والمباني التجارية. يتطلب نظام الطاقة الشمسية بقدرة 16 كيلووات لنظام الطاقة الشمسية السكني 75.4 مترًا مربعًا (811.6 قدم مربع)

كيف تصمم نظام الطاقة الشمسية لمنزلك؟

لتخطيط الطاقة الشمسية للمنازل، اتبع 12 خطوة لضمان التثبيت الناجح والفعال. تعرض القائمة التالية دليلاً خطوة بخطوة لمساعدتك في تخطيط الطاقة الشمسية لمنزلك.

• تقييم احتياجات الطاقة وأهدافها. حديد متوسط استهلاك الكهرباء الشهري في المنزل لفهم احتياجاتك من الطاقة. حدد أهدافًا لمقدار استخدامك للكهرباء الذي تريد تعويضه بالطاقة الشمسية.
• تقييم الموقع. قم بتقييم إمكانات الطاقة الشمسية لممتلكاتك من خلال النظر في عوامل مثل اتجاه السقف والتظليل والمساحة المتاحة. حدد ما إذا كان سقف منزلك سليمًا من الناحية الهيكلية ومناسبًا لتركيب الألواح الشمسية.
• قم بإنشاء ميزانيتك. حساب تكلفة النظام الشمسي للمنزل. تشمل التكاليف الألواح والعاكسات والتركيب والتصاريح والنفقات الأخرى ذات الصلة. استكشف خيارات التمويل مثل القروض أو عقود الإيجار أو اتفاقيات شراء الطاقة (PPAs) لتحديد الأفضل بالنسبة لوضعك المالي.
• ابحث عن اللوائح والتصاريح المحلية. ابحث عن قوانين البناء المحلية ولوائح تقسيم المناطق ومتطلبات التصاريح لأنظمة الألواح الشمسية المنزلية في منطقتك.
• اختر حجم النظام. بناءً على احتياجاتك من الطاقة وأهدافك والمساحة المتاحة، حدد حجم النظام المناسب (على سبيل المثال، 4 كيلو واط، 5 كيلو واط، 6 كيلو واط، وما إلى ذلك). النظر في احتياجات الطاقة المستقبلية والتغيرات المحتملة في استهلاك الكهرباء.
• حدد الألواح الشمسية ومكوناتها. اختر الألواح الشمسية عالية الجودة للمنزل من الشركات المصنعة ذات السمعة الطيبة التي تقدم كفاءة وضمانات جيدة. اختر عاكسًا يتوافق مع قدرة نظام الطاقة الخاص بك.
• تخطيط تصميم النظام. قم بتخطيط تخطيط الألواح الشمسية على سطح المنزل أو الهيكل المثبت على الأرض لزيادة التعرض لأشعة الشمس وتقليل التظليل. تأكد من وجود مسافة مناسبة بين اللوحات وخذ في الاعتبار عوامل مثل توصيل الأسلاك والصيانة.
• ابحث عن محترفي التثبيت. ابحث واحصل على عروض أسعار من العديد من شركات تركيب الطاقة الشمسية. اختر مُثبِّتًا ذا خبرة ومرخصًا يتمتع بسمعة طيبة ومراجعات العملاء.
• البحث عن حوافز الطاقة الشمسية والحسومات. الإعفاءات الضريبية والحسومات في منطقتك والتي يمكن أن تساعد في تعويض تكاليف التثبيت. افهم أي متطلبات للمطالبة بهذه الحوافز.
• توقيع العقود والاتفاقيات. قم بمراجعة وتوقيع العقد مع شركة التثبيت التي اخترتها. تأكد من أن العقد يتضمن تفاصيل حول تصميم النظام والتكاليف والضمانات والجداول الزمنية.
• تركيب الألواح الشمسية للمنازل. يقوم فريق التركيب بتركيب الألواح الشمسية، وتركيب العاكس، وإعداد الأسلاك الكهربائية.
• الفحص والربط. بعد التثبيت، يتم فحص وتفتيش الطاقة الشمسية للاحتياجات السكنية للتأكد من أنها تلبي متطلبات السلامة والكود. بمجرد الموافقة، يتم ربط النظام بشبكة المرافق.
• المراقبة والصيانة. قم بإعداد نظام مراقبة لتتبع أداء نظامك الشمسي وإنتاج الطاقة. إجراء فحوصات الصيانة الدورية للحفاظ على تشغيل النظام بكفاءة.

ما هي أنواع أنظمة الطاقة الشمسيةللمنازل؟

أنظمة الطاقة الشمسية للمنازل لها 3 أنواع مقسمة حسب طرق تكوينها. تم تصميم أنظمة الطاقة الشمسية للمنازل 3 أنواع لتلبية احتياجات وأهداف الطاقة المختلفة في المنازل. تحتوي القائمة التالية على ثلاثة أنواع رئيسية من أنظمة الألواح الشمسية.

• النظام الشمسي المتصل بالشبكة للمنازل. في هذا النوع تقوم أنظمة الطاقة الشمسية للمنازل بتخزين الكهرباء الإضافية في الشبكة
• النظام الشمسي خارج الشبكة للمنازل. في هذا النوع تقوم أنظمة الطاقة الشمسية للمنازل بتخزين الكهرباء الإضافية في بطارية النظام
• النظام الشمسي الهجين للمنازل. في هذا النوع تقوم أنظمة الطاقة الشمسية للمنازل بتخزين الكهرباء الإضافية في كل من بطارية النظام والشبكة

ما هي أنظمة الطاقة الشمسية المتصلة بالشبكة؟

أنظمة الطاقة الشمسية المنزلية المتصلة بالشبكة (أنظمة مرتبطة بالشبكة أو على الشبكة) هي أنظمة طاقة شمسية للمنازل المتصلة بالشبكة الكهربائية.
الشبكة الكهربائية هي نظام مترابط يُستخدم لتوزيع الكهرباء من الموردين إلى المنازل والمباني. تتكون الشبكة الكهربائية من محطات توليد الطاقة الكهربائية، وخطوط نقل الجهد العالي التي تحمل الطاقة، وخطوط التوزيع التي تصل إلى العملاء.

غالبًا ما يحصل أصحاب المنازل على ائتمانات أو مدفوعات مقابل الطاقة الفائضة التي يساهمون بها في الشبكة. لا تشتمل الأنظمة المتصلة بالشبكة عادة على تخزين الطاقة (البطاريات)، ولكنها توفر مصدر طاقة ثابتًا طالما أن الشبكة قيد التشغيل. يعمل النظام الشمسي المتصل بالشبكة المنزلية عن طريق توليد الكهرباء من ضوء الشمس ومن ثم تغذية أي طاقة زائدة مرة أخرى إلى الشبكة.

توضح الصورة التالية مخطط النظام الشمسي المتصل بالشبكة المنزلية.

كيف يعمل النظام الشمسي المتصل بالشبكة في المنزل؟

يعمل النظام الشمسي المتصل بالشبكة من خلال هناك 6 خطوات موضحة في القائمة التالية.

• الألواح الشمسية. ويتضمن النظام مجموعة من الألواح الشمسية للمنازل لتحويل ضوء الشمس إلى كهرباء
• العاكس. يقوم بتحويل الكهرباء المولدة إلى نوع الكهرباء المستخدمة في المنازل والشركات.
• الاتصال بالشبكة. يتم بعد ذلك توصيل الكهرباء (AC) من العاكس إلى الشبكة الكهربائية من خلال عداد مخصص. وهذا يسمح باستخدام الكهرباء المولدة من الألواح الشمسية للمنازل في تشغيل الأحمال الكهربائية داخل المبنى.
• استهلاك الطاقة. عندما تولد الألواح الشمسية للمنازل كهرباء أكثر مما تستخدمه الأحمال الكهربائية للمبنى، يتم إرسال الكهرباء الزائدة مرة أخرى إلى الشبكة. يتم تسهيل هذه العملية بواسطة العاكس المرتبط بالشبكة، والذي يقوم بمزامنة تردد ومرحلة الكهرباء المولدة مع الشبكة.
• مقياس نظام صافي القياس. صافي القياس هو ترتيب فوترة لأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية المتصلة بالشبكة المنزلية والذي يسمح للمستهلكين الذين يولدون الكهرباء من خلال الألواح الشمسية المنزلية بالحصول على رصيد مقابل الكهرباء الإضافية التي تصل إلى الشبكة. إنها في الأساس طريقة لقياس الفرق “الصافي” بين الكهرباء التي يولدها النظام الشمسي المنزلي والكهرباء التي يستهلكها المستهلك من الشبكة.
• الفواتير والائتمانات. يمكن استخدام الاعتمادات المكتسبة من خلال القياس الصافي لتعويض تكاليف الكهرباء خلال الأوقات التي لا تولد فيها الألواح الشمسية للمنازل ما يكفي من الطاقة. اعتمادًا على اللوائح والسياسات المحلية، يتم أيضًا ترحيل الاعتمادات الزائدة إلى الأشهر المقبلة أو تعويضها بمعدل محدد.

ما هو النظام الشمسي خارج الشبكة للسكن؟

أنظمة الطاقة الشمسية المنزلية خارج الشبكة (أنظمة الطاقة الشمسية المستقلة) هي أنظمة شمسية مصممة للعمل بشكل مستقل عن الشبكة الكهربائية. عندما يعمل النظام الشمسي خارج الشبكة، فإنه يقوم بتخزين الطاقة المتولدة خلال الفترات المشمسة في تخزين الطاقة (البطاريات). تُستخدم هذه الطاقة المخزنة لتشغيل المنازل أو المباني أو الأجهزة أثناء الليل أو عندما يكون ضوء الشمس محدودًا (أيام الشتاء، الأيام الملبدة بالغيوم). تُستخدم الأنظمة خارج الشبكة بشكل شائع في المناطق النائية دون الوصول إلى شبكة الكهرباء.

يوضح الشكل التالي منزلاً به مخطط لأنظمة الطاقة خارج الشبكة.

كيف يمكن للمنزل خارج الشبكة النظام الشمسي ضمن المساكن؟

يعمل النظام الشمسي غير المتصلة بالشبكة من خلال هناك 6 خطوات موضحة في القائمة التالية.

• الألواح الشمسية. تحول ضوء الشمس إلى تيار مباشر.
• جهاز التحكم بالشحن (منظم الشحن بالطاقة الشمسية). تعد وحدة التحكم بالشحن عنصرًا حاسمًا في الأنظمة المنزلية خارج الشبكة التي تستخدم البطاريات لتخزين الطاقة الزائدة. الغرض الرئيسي لمنظم الشحن هو إدارة وتنظيم تدفق الكهرباء بين الألواح الشمسية والبطاريات. تضمن وحدة التحكم في الشحن شحن البطاريات بكفاءة، وتمنع الشحن الزائد أو التفريغ العميق، وتطيل عمر البطارية.
• البطارية. يعد تخزين الطاقة مكونًا رئيسيًا لأنظمة الطاقة المنزلية خارج الشبكة. تقوم البطاريات بتخزين الفائض من الكهرباء الذي يتم إنتاجه من قبل الألواح الشمسية أثناء النهار، مما يمكن استفادة منه خلال فترات انخفاض إشعاع الشمس، مثل الليل أو في الأيام الغائمة. أنواع البطاريات الشائعة المستخدمة في الأنظمة خارج الشبكة (بطاريات الرصاص الحمضية وبطاريات الليثيوم أيون).
• العاكس. يقوم بتحويل الكهرباء المخزنة (DC) من البطاريات إلى كهرباء تيار متردد قابلة للاستخدام في المنزل.
• إدارة الأحمال. إنها عملية التحكم والتوزيع الاستراتيجي للحمل الكهربائي أو استهلاك الطاقة. في أنظمة الطاقة خارج الشبكة للمنازل، حيث لا يوجد اتصال بشبكة المرافق، من الضروري إدارة استخدام الطاقة بعناية لضمان استخدام الطاقة المتاحة من الألواح الشمسية والمصادر الأخرى بكفاءة وفعالية. تساعد إدارة الأحمال على تحقيق التوازن بين العرض والطلب على الطاقة، وتمنع التحميل الزائد على النظام، وتزيد من عمر مكونات تخزين الطاقة في النظام.
• مولد النسخ الاحتياطي (اختياري). إنه مصدر طاقة إضافي يوفر الكهرباء عندما تكون الألواح الشمسية للمنازل غير قادرة على توليد طاقة كافية لتلبية الطلب. مولد احتياطي يعمل بالوقود التقليدي (البنزين أو الديزل أو البروبان). يقوم هذا المولد بإعادة شحن البطاريات خلال فترات طويلة من انخفاض ضوء الشمس أو ارتفاع الطلب على الطاقة

ما هي أنظمة الطاقة الشمسية الهجينة للمنازل؟

يجمع النظام الشمسي الهجين للمنزل (أنظمة الطاقة الشمسية الهجينة المنزلية) بين الألواح الشمسية ومصادر الطاقة الأخرى، مثل توربينات الرياح أو المولدات الكهربائية أو الشبكة. تشتمل أنظمة الطاقة الشمسية الهجينة على تخزين الطاقة لتوفير مصدر طاقة موثوق ومستمر. يعد النظام الشمسي الهجين مفيدًا في المناطق ذات الوصول المتقطع أو غير الموثوق إلى الشبكة، حيث يمكنه التبديل بسلاسة بين مصادر الطاقة لتلبية الطلب.

يعمل النظام الشمسي السكني عن طريق الجمع بين أنظمة الطاقة الشمسية المرتبطة بالشبكة وخارجها. تُظهر هذه الصورة نظام الألواح الشمسية الهجين السكني.

كيف يعمل النظام الشمسي الهجين في المنازل؟

يعمل النظام الشمسي الهجين من خلال هناك 6 خطوات موضحة في القائمة التالية.

• الألواح الشمسية للمنزل. تقوم بتوليد الكهرباء.
• العاكس. يعد العاكس الهجين مكونًا رئيسيًا للنظام الهجين. إنه يؤدي وظائف متعددة، بما في ذلك تحويل كهرباء التيار المستمر إلى كهرباء تيار متردد قابلة للاستخدام. بالإضافة إلى ذلك، يمكنه إدارة تدفق الكهرباء بين الألواح الشمسية، وبنك البطارية، والشبكة.
• تخزين البطارية. ما يميز الأنظمة الهجينة السكنية عن الأنظمة القياسية المرتبطة بالشبكة هو تضمين تخزين البطارية.
• اتصال الشبكة. تظل الأنظمة السكنية الهجينة متصلة بالشبكة. وهذا يسمح لهم بسحب الكهرباء من الشبكة عندما يكون توليد الطاقة الشمسية غير كاف لتلبية الطلب، كما هو الحال خلال الأيام الملبدة بالغيوم أو أوقات الاستهلاك العالي للطاقة. وعلى العكس من ذلك، يمكن إعادة الطاقة الشمسية الزائدة إلى الشبكة، مما قد يؤدي إلى الحصول على أرصدة أو تعويض من خلال القياس الصافي أو تعريفات التغذية، اعتمادًا على اللوائح المحلية.
• إدارة الطاقة. يقوم العاكس الهجين السكني بإدارة توزيع الطاقة بين الألواح الشمسية والبطاريات والشبكة. ويمكنه أن يقرر بذكاء متى يتم شحن البطاريات، ومتى يسحب الطاقة منها، ومتى يستخدم طاقة الشبكة. كما يمكن التحكم في بعض الأنظمة المتقدمة عن بعد من خلال التطبيقات الذكية.

ما هو تركيب الطاقة الشمسية في المنزل؟

تركيب الطاقة الشمسية في المنزل هو عملية إنشاء نظام الطاقة الشمسية على عقار سكني لتوليد الكهرباء من أشعة الشمس. تعد أنظمة الألواح الشمسية المنزلية المتسلسلة وأنظمة الطاقة الشمسية المنزلية الموازية طرقًا مختلفة لتركيب الطاقة الشمسية. وهي تختلف في تأثيرها على الجهد والتيار الناتج.

ما هو الفرق بين الألواح الشمسية الموازية والسلسلة في الطاقة الشمسية للمنازل؟

الألواح الشمسية المتوازية مقابل المتسلسلة هي طرق مختلفة لتوصيل الألواح الشمسية في المنازل. عند إعداد نظام الألواح الشمسية المنزلية، يمكنك اختيار سلسلة الألواح الشمسية مقابل الموازية، سواء كان النظام عبارة عن تكوين مرتبط بالشبكة أو خارج الشبكة أو هجين، لديك خيار توصيل الألواح الشمسية إما في سلسلة أو توصيلات متوازية . لاتخاذ قرارك بشأن الألواح الشمسية الموازية أو المتسلسلة، يجب عليك معرفة الاختلافات في الفقرة التالية.

في التوصيل المتسلسل، يتم توصيل الألواح الشمسية للمنازل من طرف إلى طرف، مع توصيل الطرف الموجب للوحة واحدة بالطرف السالب للوحة التالية. وهذا يخلق تدفقًا مستمرًا للتيار عبر جميع اللوحات. يزداد الجهد الإجمالي للنظام بينما يظل التيار ثابتًا. في سياق الألواح الشمسية، الجهد الكهربي هو فرق الجهد الكهربائي الموجود بين نقطتين داخل اللوحة الشمسية أو نظام الألواح الشمسية.

عندما يتم توصيل الألواح الشمسية على التوالي، تزداد الفولتية. كمثال بالنسبة لثلاثة ألواح شمسية ذات جهد فردي يبلغ 24 فولت لكل منها متصلة على التوالي، سيكون إجمالي الجهد 24 فولت + 24 فولت + 24 فولت = 72 فولت.

عندما تكون الألواح الشمسية في المنزل متصلة بأسلاك متوازية، يتم توصيل الألواح الشمسية جنبا إلى جنب. “كل الجهات الموجبة متصلة ببعضها، وكل الجهات السالبة متصلة ببعضها.”، بحسب “Study of Different PV Systems Wirings. Case Study: Aswan Utility Company”.

يحافظ هذا التوصيل على جهد النظام الشمسي المنزلي مع زيادة التيار الإجمالي. التيار هو تدفق الشحنة الكهربائية، وتحديدًا حركة الإلكترونات، التي تتولد عندما يضرب ضوء الشمس المادة شبه الموصلة للوحة الشمسية. عندما تتحرك الإلكترونات فإنها تولد تيارًا كهربائيًا يقاس بالأمبير (A) أو المللي أمبير (mA).

كمثال عن الأولواح الشمسية المتصلة على التوازي: في ثلاث لوحات متطابقة متصلة على التوازي بجهد 4 أمبير فردي، يكون إجمالي التيار 3 * 4 = 12 أمبير.

توضح الصورة التالية أنظمة الألواح الشمسية المنزلية المتسلسلة والمتوازية.

يوضح الجدول التالي إيجابيات واعتبارات أنظمة الألواح الشمسية المتسلسلة مقابل أنظمة الألواح الشمسية المتوازية.

يختار العديد من أصحاب المنازل المزج بين طريقتي التوصيل المتوازي والممتالي (“الأسلاك المتسلسلة المتوازية”) للحصول على أقصى استفادة من نظام الألواح الشمسية.

ما هو التوصيل على “التسلسل المتوازي”؟

الأسلاك المتوازية لسلسلة الألواح الشمسية عبارة عن مزيج من التوصيلات المتسلسلة والمتوازية التي تُستخدم غالبًا لتحقيق التوازن بين مزايا وعيوب كل اتصال. في الأسلاك المتوازية على التوالي، يتم توصيل مجموعات من اللوحات على التوالي، ومن ثم يتم توصيل هذه المجموعات بالتوازي. يهدف هذا النهج إلى تحقيق التوازن الأمثل بين الجهد والتيار ومرونة الأداء.

يعتمد الاختيار بين سلسلة الألواح الشمسية والأسلاك المتوازية لأنظمة المنازل على عوامل مثل متطلبات جهد النظام، وظروف التظليل، والمساحة المتاحة، واعتبارات الأسلاك، وأهداف تصميم النظام.

ما هي الاختلافات بين أنظمة الطاقة الشمسية التجارية وأنظمة الطاقة الشمسية السكنية؟

أنظمة الألواح الشمسية التجارية هي أنظمة ألواح شمسية بمقاييس وأحجام كبيرة للمباني التجارية. تم تصميم أنظمة الألواح الشمسية التجارية وأنظمة الطاقة الشمسية السكنية لتسخير الطاقة الشمسية وتحويلها إلى كهرباء، ولكن هناك 5 اختلافات رئيسية بين الاثنين بسبب اختلاف المتطلبات والحجم والأهداف. يوضح الجدول التالي 5 اختلافات رئيسية بين أنظمة الألواح الشمسية التجارية وأنظمة الطاقة الشمسية السكنية.

أنظمة الألواح الشمسية التجارية	أنظمة الطاقة الشمسية السكنية	أنظمة الألواح الشمسية التجارية
الحجم والسعة	صغيرة إلى متوسطة الحجم ولها سعة صغيرة إلى متوسطة	واسعة النطاق ولها قدرة عالية
الطلب على الطاقة	صغير إلى متوسط	عالي
مكان التثبيت والموقع	يقتصر على حجم السقف والمساحة المتاحة على ممتلكات صاحب المنزل	تحتاج إلى أماكن كبيرة للتثبيت عليها
المراقبة والصيانة	أقل تعقيدا	معقدة بسبب العدد الأكبر من الألواح وارتفاع إنتاج الطاقة.
حجم الألواح الشمسية	لوحات شمسية ذات 60 خلية	لوحات شمسية ذات 72 خلية

قبل أنظمة الألواح الشمسية التجارية، هناك عدة عوامل يجب أخذها بعين الاعتبار لتحقيق أقصى استفادة من نظام الطاقة. ومع ذلك، يمكنك دائمًا إنشاء نظام الألواح الشمسية بنفسك.

ما الذي يجب معرفته قبل استخدام الألواح الشمسية التجارية؟

ما يجب معرفته قبل استخدام الألواح الشمسية التجارية هو نفس ما يجب معرفته قبل استخدام الألواح الشمسية بشكل عام. تعمل أنظمة الألواح الشمسية في المباني التجارية بنفس الطريقة التي تعمل بها أنظمة الألواح الشمسية في المباني السكنية. لديهم أيضًا نفس المكونات والأجزاء

تصنع أنظمة الألواح الشمسية للمباني التجارية من مواد مختلفة مثل (الزجاج والألمنيوم والسيليكون والمعادن الأخرى). وهي تتكون من طبقات مختلفة (رقائق السيليكون، مواد التغليف، صفائح الدعم، وغيرها).

أنظمة الألواح الشمسية للمباني التجارية تمتص أشعة الشمس وتحولها إلى كهرباء، ثم يأتي دور المحول لتحويل الكهرباء إلى نوع مناسب للاستخدام. لشراء ألواح شمسية جيدة للمبنى التجاري، ننصح بمراعاة (التكلفة والكفاءة والحجم والعمر الافتراضي)

ما الذي يجب مراعاته عند اختيار الألواح الشمسية للمباني التجارية؟

عند شراء نظام طاقة شمسية للمباني التجارية، هناك 4 عوامل يجب مراعاتها (التكلفة والكفاءة والحجم والعمر)، أو يمكنك استخدام الألواح الشمسية بنفسك.

كم تكلفة الألواح الشمسية؟

تكلفة نظام الألواح الشمسية هو سعر الألواح الشمسية بالإضافة إلى أسعار مكونات النظام الشمسي الأخرى بالإضافة إلى جميع خدمات التركيب والمراقبة. يمكن أن تختلف تكلفة الألواح الشمسية للمبنى التجاري بشكل كبير بناءً على عدة عوامل، بما في ذلك حجم التثبيت ونوع الألواح الشمسية المختارة وجودة المكونات والموقع وتعقيد التثبيت وأي معدات أو خدمات إضافية مطلوبة.

في الولايات المتحدة، يمكن أن تتراوح تكلفة أنظمة الطاقة الشمسية التجارية من حوالي 2 إلى 4 دولارات لكل واط. غالبًا ما تكون تكلفة التركيبات الأكبر حجمًا أقل لكل واط بسبب وفورات الحجم. ومع ذلك، من المهم ملاحظة أن التكاليف يمكن أن تختلف بشكل كبير بناءً على العوامل المذكورة أعلاه.

ما هي كفاءة الألواح الشمسية؟

يتم قياس كفاءة النظام الشمسي للمباني التجارية كنسبة مئوية. تمثل كفاءة الألواح الشمسية للمباني التجارية نسبة الطاقة الناتجة من اللوحة إلى الطاقة المدخلة من الشمس. نطاق كفاءة الألواح الشمسية القياسية هو 15-20%.

يمكن أن تختلف كفاءة الألواح الشمسية المستخدمة في المباني التجارية اعتمادًا على عدة عوامل (نوع تقنية الألواح الشمسية، المناخ والموقع، الجودة والصيانة)

الألواح ذات الكفاءة العالية قادرة على توليد المزيد من الكهرباء لكمية معينة من ضوء الشمس، وهو ما يمكن أن يكون مفيدًا بشكل خاص للمنشآت التجارية التي تتطلب طاقة أكبر

ما هو حجم الألواح الشمسية؟

الألواح الشمسية هي الأبعاد المادية للألواح الشمسية. يمكن أن يختلف حجم نظام الألواح الشمسية للمبنى التجاري بشكل كبير بناءً على عوامل مثل استهلاك المبنى للطاقة، والسقف المتاح أو مساحة الأرض، والميزانية، والمستوى المطلوب من استقلال الطاقة. أبعاد الألواح الشمسية التجارية طويلة: 6.5 قدم، وعرضها: 3 أقدام، ووزنها 50 رطلاً. يمكن أن يتراوح حجم أنظمة الألواح الشمسية من المنشآت الصغيرة إلى المصفوفات الكبيرة التي تغطي مناطق واسعة.

ما هو عمر الألواح الشمسية ومتانتها؟

المتانة هي مدى قدرة الألواح على تحمل الظروف البيئية المختلفة والتأثيرات والتآكل بمرور الوقت مع الحفاظ على أدائها وسلامتها الهيكلية.

في حين أن معظم أنظمة الطاقة الشمسية الصناعية مصممة لتكون ذات عمر افتراضي يتراوح بين 25 إلى 30 عامًا أو أكثر، إلا أن المتانة الفعلية يمكن أن تختلف بناءً على العوامل المذكورة أعلاه. عند اختيار الألواح الشمسية التجارية، نوصي بالعمل مع فنيي تركيب الطاقة الشمسية والاستشاريين ذوي الخبرة الذين يمكنهم تقديم معلومات عن الشركات المصنعة ذات السمعة الطيبة ومساعدتك في اختيار الألواح الأكثر ملاءمة لمشروعك وموقعك المحدد.

هل يمكنك صناعة نظام الألواح الشمسية المنزلية بنفسك؟

نعم، من الممكن تقنيًا إنشاء نظام الألواح الشمسية، ولكن من المهم ملاحظة أن تركيبات الألواح الشمسية تتضمن أعمالًا كهربائية وهيكليه معقدة تتطلب مستوى معينًا من الخبرة والمعرفة.