لماذا الاستثمار في بطارية منزلية لتخزين الطاقة الكهروضوئية؟

هناك عدة أسباب وجيهة للتفكير في تركيب بطارية في منزلك. فيما يلي بعض النقاط الرئيسية:

1. تعظيم الطاقة الشمسية الخاصة بك حتى في الليل : مع البطارية لديك القدرة على تخزين الطاقة الشمسية المنتجة أثناء النهار لاستخدامها في الليل. وهذا يعني تقليل الاعتماد على الشبكة وبالتالي توفير فواتير الكهرباء الخاصة بك.
2. استفد من التسعير المتغير : الأسعار المستندة إلى وقت الاستهلاك أصبحت رائجة (ويمكن أن تصبح أكثر انتشارًا). غالبًا ما تكون هذه المعدلات أعلى خلال أوقات ارتفاع الطلب، عادةً في وقت مبكر من المساء.
3. دعم : قم بتأمين مصدر الطاقة الخاص بك في حالة انقطاع EDF: إذا فقدت طاقة الشبكة، يمكن للبطارية المحلية أن تدعم كل أو جزء من اللوحة الكهربائية الخاصة بك، وبالتالي ضمان استمرارية إمدادات الطاقة إلى منزلك، عبر الألواح الشمسية في نهارًا (أو ليلاً بفضل البطاريات).

كيف تعمل البطارية المنزلية؟

تعمل البطارية المنزلية باستخدام آلية كهروكيميائية تحافظ على الطاقة. فكر في الأمر على أنه "ساندويتش" للطاقة. من ناحية لدينا الأنود، ومن ناحية أخرى لدينا الكاثود. وفي الوسط، يتم فصل مادة تسمى المنحل بالكهرباء بواسطة مادة عازلة.

لتذكيرك بأن الكاثود إيجابي: تخيل القطط، غالبًا ما يُنظر إليها بطريقة إيجابية. في المقابل، القطب الموجب سالب، يشبه إلى حد ما العمة الغاضبة التي يمكن أن نسميها العمة أنيت.

تتجمع الإلكترونات التي تحمل شحنة سالبة معًا عند القطب الموجب. إنهم يسعون للوصول إلى الكاثود، وهو عكسهم موجب الشحنة. لكن الإلكتروليت الموجود في المنتصف يمنعها من المرور مباشرة عبر البطارية.

من خلال توصيل الأنود والكاثود بموصل، يُسمح للإلكترونات بالتحرك عبرهما. يشكل تدفق الإلكترونات هذا الكهرباء التي نستخدمها.

في البطاريات القابلة لإعادة الشحن، يسمح مصدر الطاقة الخارجي بعكس اتجاه التيار. وهذا يساعد على الحفاظ على هذه الطاقة لاستخدامها لاحقا.

في البطاريات المنزلية الحديثة من نوع الليثيوم أيون، هناك العديد من التكوينات الممكنة لألواح الكاثود وألواح الأنود والفاصل. عادة، يتم تصميمها على شكل لفافة داخل أسطوانات معدنية تسمى الخلايا. ويمكن لنظام تخزين الطاقة المنزلي أن يحتوي على آلاف من هذه الخلايا الأسطوانية.

الفرق بين كيلوواط و كيلوواط ساعة: الطاقة والطاقة!

لتوضيح عمل البطارية المنزلية (سواء كانت تكنولوجيا الليثيوم أو النيكل والحديد وما إلى ذلك)، يمكننا أن نفكر في الماء المتدفق في أنبوب باتجاه الحاوية.

الطاقة (كيلوواط) تتوافق مع السرعة التي يدور بها الماء في الأنبوب، الدخول أو الخروج من الحاوية.

تمثل الطاقة (كيلوواط ساعة) كمية المياه التي يمكن أن تحتويها الحاوية.

من المهم أن نفهم الفرق بين القوة والطاقة. قد يؤثر هذا على اختيارك بين بطارية محلية مناسبة وبطارية أقل كفاءة.

هناك العديد من البطاريات الشمسية المتاحة، كل منها توفر توازنًا محددًا بين إنتاج الطاقة والطاقة المخزنة.

توفر معظم البطاريات الشمسية طاقة مستمرة قصوى تبلغ 4 أو 5 كيلو واط. على سبيل المثال، بطاريتي بيلونتيك US5000 يوفر 5 كيلو واط كحد أقصى. إذا كنت أريد 10 كيلو واط من الطاقة، فسوف أحتاج إلى بطارية ثانية.

لذلك من الضروري معرفة احتياجات منزلك من الطاقة والطاقة قبل اختيار البطارية.

إذا كانت بطاريتك الشمسية توفر 3 كيلووات فقط وكان منزلك يتطلب 5 كيلووات، فستحتاج إلى تكملة الكهرباء من الشبكة. على سبيل المثال، لدي ساونا فنلندية تستهلك 7 كيلو واط في المنزل. لا يمكنني تشغيله باستخدام بطاريتي Pylontech US5000 الوحيدة فقط لأنها توفر 5 كيلو وات فقط. لذا، لا يوجد ساونا أثناء انقطاع التيار الكهربائي!

البطارية الداخلية: النيكل والحديد، الليثيوم، ما هي التكنولوجيا التي تختارها؟

قبل عام 2015، كان تركيب نظام تخزين الطاقة يعني في كثير من الأحيان العيش بالاكتفاء الذاتي في منطقة نائية.

كانت التكنولوجيا الشائعة في ذلك الوقت تعتمد على حمض الرصاص. يتطلب هذا الحل مجموعة كبيرة من البطاريات، توضع عادةً في مكان منفصل مثل المأوى، وتتطلب رعاية مستمرة، بعيدًا عن فكرة حل “قم بإعدادها ونسيانها”.

ولكن مع ظهور تقنيات الليثيوم، اكتسبت زخماً في سوق تخزين الطاقة السكنية لأسباب مختلفة:

• إنها توفر قدرات أفضل (سواء من حيث الطاقة المقدمة أو عمق التفريغ).
• فهي خالية من الصيانة تقريبًا.
• ويستفيدون من الضمانات الموسعة.
• يتم تقديمها بأسعار مغرية.
• فهي أكثر إحكاما وأقل ضخمة.
• لذلك، حاليًا، يعتمد جزء كبير من بطاريات الطاقة الشمسية السكنية على الليثيوم.

هناك نوعان رئيسيان لهذه التقنية: النيكل والمنغنيز والكوبالت (NMC) و فوسفات حديد الليثيوم (LiFePO). على سبيل المثال، تعتمد بطاريات TESLA Powerall أو TESVOLT على تقنية NMC.

على الرغم من المزايا المميزة لبطاريات الليثيوم أيون من النوع LIFEPO4 أو NMC، إلا أن بطاريات النيكل والحديد والليثيوم تيتانات تتفوق من حيث المتانة وعدد الدورات الممكنة:

أضف بطارية محلية إلى التركيبات الكهروضوئية الخاصة بك: اقتران التيار المتردد مقابل التيار المستمر؟

كما تعلمون، تنتج الألواح الشمسية الكهرباء تحتها شكل التيار المباشر (DC)، بينما ال تعمل الأجهزة المنزلية على التيار المتردد (AC). وظيفة العاكس الشمسي هي تحويل كهرباء التيار المستمر من الألواح إلى تيار متردد مناسب للمعدات المنزلية.

ومن ناحية أخرى، يتم شحن البطاريات وتفريغها باستخدام التيار المباشر. إذًا كيف يمكنك دمج البطاريات المنزلية في النظام الشمسي؟

هناك بشكل رئيسي تقنيتان:

اقتران العاصمة: تستخدم هذه الطريقة "عاكسًا هجينًا" واحدًا للتحكم في كل من الألواح الشمسية والبطارية. تشمل أدوار هذا العاكس ما يلي:

• تحويل كهرباء التيار المستمر من النظام الشمسي إلى شكل من أشكال التيار المستمر المناسب لشحن البطاريات.
• تحويل مخرجات التيار المستمر للبطارية والألواح الشمسية إلى تيار متردد 230 فولت اللازم للمنزل.
• تحويل تيار متردد 230 فولت من الشبكة إلى تيار مستمر، مما يسمح بشحن البطارية مباشرة من الشبكة إذا لزم الأمر.

عادة ما تكون العاكسات الهجينة من هذا النوع متكاملة تمامًا (وظيفة إدارة الطاقة الشمسية عبر MPPT، وإدارة البطارية). مثال على ذلكتي العاكس الهجين Fronius GEN24:

اقتران التيار المتردد:

في هذا السيناريو، يكون عاكس البطارية (نوع Victron Multiplus) مسؤولاً عن تحويل طاقة الألواح الشمسية إلى مخرج العاكس الشمسي، لإعادة شحن البطاريات. لذلك هناك خطوة إضافية. خلال النهار، يتم الاستهلاك الذاتي مباشرة عند إخراج العاكس الشمسي، فقط سيتم إعادة حقن الفائض في البطاريات للاستخدام ليلاً، على سبيل المثال.

مميزات وعيوب كل معمارية؟

مزايا اقتران العاصمة : يحتوي النظام المقترن بالتيار المستمر على خطوات وسيطة أقل. خطوات أقل = نفايات أقل = كفاءة أكبر.

عيوب اقتران العاصمة : غالبًا ما يتم تصميم البطاريات للعمل مع محولات هجينة محددة. لذا فإن منتج تخزين الطاقة المبتكر في المستقبل قد لا يكون متوافقًا مع العاكس الهجين الذي تشتريه اليوم. هذه ليست مشكلة إذا كنت تخطط لشراء نظام الطاقة الشمسية + البطارية دفعة واحدة.

مزايا اقتران التيار المتردد : وهي مستقلة عن العاكس الشمسي. يمكنك إضافة بطارية مقترنة بالتيار المتردد إلى أي نظام شمسي موجود.

عيوب اقتران التيار المتردد : مع تحويل DC->AC->DC، هناك المزيد من الخطوات، مما يجعلها أقل كفاءة قليلاً. هناك قيود أخرى على اقتران التيار المتردد تتعلق بالقواعد المتعلقة بحجم النظام. في الواقع، إذا كان لديك، على سبيل المثال، 5 كيلووات من الألواح الشمسية مثبتة بالفعل، فستحتاج إلى تركيب عاكس للبطارية (Victron Multiplus على سبيل المثال) بقدرة مكافئة على الأقل، لاحترام نسبة الحجم 1:1.