جدول المحتويات
هل فكرت يوماً بماهية الأنظمة الشمسية المتصلة بالشبكة «On grid»، مكوناتها، طريقة تصميمها، محاسنها ومساوئها؟
دعنا نأخذك في رحلة قصيرة نشرح لك فيها كل ما يجول في خاطرك حول هذه الأنظمة في هذا المقال العلميّ.
الأنظمة الشمسية المتصلة بالشبكة «On grid system»
تعريفها
أنظمة شمسية تولد الكهرباء عند اتصالها بشبكة الكهرباء الحكومية فقط، إذ تُربط المحطة الشمسية مع شبكة الكهرباء ويتم بيع الطاقة الفائضة المنتجة لشركة توزيع الكهرباء.
أنواعها
يشكل التعامل المالي مع الشركات الموزعة للكهرباء حكوميةً كانت أو خاصة الفارق الأساسي بين جميع أنواع الأنظمة الشمسية المتصلة بالشبكة، وتقسم إلى ثلاثة أنواع:
1. نظام صافي القياس «Net-metering»
نظامٌ معتمدُ في عدد من الدول العربية كالأردن ومصر والإمارات، إذ تُركب المحطة الشمسية على ظهر المنشأة وتُربط مع العاكس «Inverter» ثم يربط هذا النظام مع الشبكة عن طريق لوحة التوزيع الرئيسية أو يُربط مباشرةً مع عداد الكهرباء ثنائي الاتجاه، فإذا كانت القدرة المولدة من النظام الشمسي أقل من استهلاك المنشأة يتم ضخ الكهرباء من الشبكة إلى الاحمال. وإذا كانت القدرة المولدة من النظام أكبر من استهلاك المنشأة، تأخذ المنشأة حاجيتها وتُضخ الكهرباء الفائضة إلى الشبكة. وعند حساب تكلفة استهلاك المنشأة يتم حساب الفرق بين الكهرباء المصدّرة إلى الشبكة والمستوردة منها.
2. نظام صافي الفوترة«Net-Billing»
نظامٌ مشابهٌ تقنياً لنظام صافي القياس ولكن الفرق بينهما يكمن في أن تعرفة بيع الكهرباء تختلف عن تعرفة شرائها. أي أن تعرفة الكهرباء المصدرّة من الشبكة للأحمال تختلف عن تعرفة الكهرباء المورّدة من الأحمال للشبكة، فقد تكون أعلى منها أو أقل حسب الدولة التي يُركب النظام فيها.
3. الاستهلاك الذاتي «Self-Consumption»
الأكثر تعقيداً بين الأنواع الثلاثة، والهدف منه هو تغطية جزء كبير من استهلاك المنشأة ذاتياً دون ضخ الكهرباء إلى الشبكة الحكومية.
يتم تركيب النظام الشمسي مع وجود متحكم «Controller» يتحسس دائماً للكهرباء القادمة من الشبكة فلا يجوز أن يضخ النظام أي جزء من الكهرباء المولدة للشبكة حتى لو كانت الكهرباء المولدة فائضة عن حاجة المنشأة.
3 خطوات رئيسية لتصميم الأنظمة الشمسية المتصلة بالشبكة وفق نظام صافي القياس..تابع!
الخطوة الأولى
حساب الحمل «Load»: لا بد من معرفة الاستهلاك الكهربائي للمنشأة على مدار عام كامل حتى تكون القدرة المولدة من النظام كافية لتغطية الاستهلاك. وبعدها يتم حساب عدد الألواح الشمسية اللازمة وذلك بقسمة قدرة النظام اللازم تركيبه على قدرة اللوح الواحد.
الاستهلاك الكهربائي للمنشأة = مجموع استهلاك الأجهزة الكهربائية في المنشأة.
والاستهلاك الكهربائي لكل جهاز على مدار العام= الاستطاعة الكهربائية لكل جهاز x عدد ساعات تشغيله
الخطوة الثانية
تحديد موقع وعدد الألواح: تتم عملية تصميم النظام بحيث يحقق أعلى عائدٍ سنويٍ بالنسبة للطاقة، بصرف النظر عن اتزان إنتاج الكهرباء على مدار العام. ولا بد في البداية من تحديد:
- زوايا انحراف الألواح الشمسية.
- زوايا ميلان الألواح الشمسية حسب مكان تواجد النظام. وذلك لأن عملية التصميم تتم اعتماداً على زاوية ميلان واحدة. ينبغي اختيارها على أساس الزاوية المثالية في فصلي الربيع والخريف لتوليد أكبر كمية من الطاقة على مدار العام.
- عدد ساعات الإشعاع الشمسي.
أما بالنسبة لعدد الألواح فهو = إجمالي حجم الطاقة المستهلك في المنزل \ استطاعة اللوح الشمسي
الخطوة الثالثة
اختيار العاكس «Inverter»: المرجع في اختياره هو قدرة الألواح. وهو المسؤول الأول والرئيسي عن التوافق بين النظام الشمسي والشبكة إذ أنه يقوم بعملية التعديل والمطابقة من جهة الجهد للنظام الشمسي مع الشبكة الكهربائية، ويتم تحديد استطاعته بحيث تكون أكبر من الاستطاعة العظمى للحمل.
ميزات النظام الشمسي المتصل بالشبكة «On grid»
تخفيض كبير في فواتير الكهرباء
مع وجود عداد صافي القياس فإنه يتعين على المستهلك لذلك أن يدفع فقط مقابل فائض الكهرباء الذي يستهلكه مما يضمن تقليل الفاتورة المتولدة كل شهر بشكل كبير
سهولة الصيانة وانخفاض تكلفتها
يعود السبب في ذلك إلى انعدام وجود البطاريات التي تتطلب صيانة كبيرة مقارنة بالأنظمة المستقلة عن الشبكة «Off grid».
التزامن مع مصادر الطاقة الأخرى
يمكن لهذه الأنظمة أن تتزامن مع مصادر طاقة أخرى كمولدات الديزل في حال عدم توفر طاقة الشبكة.
عائد استثمار أفضل
إذ أن الحد الأدنى من الصيانة وخفض فواتير الطاقة الشهرية يضمن حصول العميل على عائد استثمار أفضل إضافة إلى أن تكلفة الأنظمة الشمسية المتصلة بالشبكة أقل من الأنواع الأخرى من الأنظمة الشمسية لعدم وجود البطاريات، فضلاً عن أنه يولد قدر أكبر من الطاقة مقارنة بالأنواع الأخرى.
مساوئ النظام الشمسي المتصل بالشبكة «On grid»
عدم إمكانية تخزين الكهرباء لانعدام وجود البطاريات، أي عدم توفر طاقة احتياطية
فإذا كانت شبكة الكهرباء معطلة وأدى ذلك إلى انقطاع التيار الكهربائي ليلاً أو نهاراً فهذا يعني انعدام الكهرباء، لأن الأنظمة المتصلة بالشبكة يتم تصميمها بطريقة تجعلها تتوقف عن العمل عند انقطاع تيار الشبكة لأسباب تتعلق بالسلامة.
تابعونا على لينكيد إن Linked–in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
