تعد الطاقة الشمسية من المصادر المتجددة لتوليد الكهرباء , ويشهد قطاع الطاقة الشمسية انتشاراً واسعاً في الآونة الأخيرة وتعددت تقنياته وأنظمته بناءً على استخدامته ولا يزال في تطور مستمر. في هذا المقال سنذكر أبرز أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئبة ، حيث قبل ذكر تلك الأنظمة سنتطرق لمكونات النظام الشمسي:
1– الألواح الشمسية (Solar Panels):
يحتوي اللوح الشمسي على عدة خلايا ووظيفته تحول الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية تيار مستمر(DC).
2– منظم الشحن (Charge Controller):
يقوم منظم الشحن بتنظيم شحن البطارية بحيث ينظم الجهد الناتج عن الخلايا بما يتناسب مع البطارية ليضمن عدم حصول الشحن الزائد أو المنخفض وذلك بطريق قطع التيار عن البطارية لكي يحافظ على سلامتها.
3-البطاريات (The Batteries):
تعمل البطاريات في النظام الشمسي على تخزين الطاقة الكهربائية الناتجة من الألواح الشمسية لاستخدامها في وقت غياب الإشعاع الشمسي.
4-العاكس (Inverter):
يحول العاكس التيار المستمر (DC) الناتج عن الألواح الشمسية إلى تيار متردد (AC).
يوضح الشكل ١ مكونات النظام الشمسي.
الشكل١: مكونات النظام الشمسي.
أبرز انواع أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية:
1-النظام الشمسي المستقل أو المعزول:
في النظام المستقل لا يوجد مصدر للطاقة الكهربائية إلا الطاقة الكهربائية المتولد عن الألواح الشمسية الكهروضوئية في بعض الأنظمة المستقلة لا تُستخدم البطاريات لتخزين الطاقة لعدم الحاجة لذلك مثل مضخات المياه بالطاقة الشمسية, يبين الشكل 2 النظام المستقل.
الشكل2: النظام الشمسي المستقل.[2]
2-النظام الهجين:
يعتبر النظام الهجين مشابهاً للنظام المستقل لكنه لا يستعمل الطاقة الشمسية وحدها لتوليد الطاقة الكهربائية بل يستعمل مصادر أخرى مثل المولدات الكهربائية والمراوح الهوائية.
- في حالة توصيل النظام بالمراوح الهوائية والألواح الشمسية يتم استخدام منظمي شحن لأن المصدرين يولدان تيار مستمر (DC) ويُستخدم عاكس واحد، ويمكن استخدام منظم شحن واحد يُربط بالمصدرين وعاكس واحد. يبين الشكل 3 النظام الهجين بمصدر طاقة رياح وطاقة شمسية كهروضوئية.
الشكل3: النظام الهجين المتصل بطاقة الرياح والطاقة الشمسية.[3]
- في حالة توصيل النظام بالألواح الشمسية ومولد كهربائي لتيار متردد (AC) يمكن استخدام عاكس يقوم بوظيفتين وهما تحويل التيار وشحن البطارية من المولد الكهربائي، ويمكن إضافة منظم الشحن في حالة أردنا شحن البطارية من الألواح الشمسية. يبين الشكل 4 النظام الهجين المتصل بمولد كهربائي وطاقة شمسية كهروضوئية.
الشكل4: النظام الهجين المتصل بمولد كهربائي والطاقة الشمسية.[4]
3-النظام المتصل بالشبكة الكهربائية:
يعتبر هذا النظام من أبسط أنواع الأنظمة من ناحية عدد المكونات الكهربائية فهو لا يحتوي على بطاريات ولا منظم شحن , يسمح هذا النظام بإمكانية تدفق الكهرباء من وإلى الشبكة الكهربائية، يمكن للمنازل والمباني التي تستخدم النظام الشمسي الكهروضوئي المتصل بالشبكة أن تستخدم جزءًا أو كل احتياجاتها من الطاقة الشمسية الكهروضوئية، و تستخدم الطاقة من الشبكة الكهربائية أثناء الليل أو في الأيام الغائمة أو الممطرة. يبين الشكل 5 النظام الشمسي الكهروضوئي المتصل بالشبكة الكهربائية.
الشكل5: النظام الشمسي المتصل بالشبكة الكهربائية.[5]
المراجع:
[1] دورة في منظومات الطاقة الشمسية م.صابر سعيد
[2] https://bester.energy/en/isolated-photovoltaics-system-applications/
[3] https://www.mahaurja.com/meda/en/off_grid_power/small_wind_solar_hybrid
[4] https://www.xindun-power.com/inverter-with-charge-controller/mppt-hybrid-solar-inverter.html
[5] https://www.indiamart.com/proddetail/on-grid-connected-pv-system-18671435597.html
