تحظى أنظمة الطاقة الشمسية المستقلة بشعبية واسعة لأنها توفر بديلاً صديقاً للبيئة لتلبية احتياجات منزلك من الكهرباء. تُعدّ الألواح الشمسية بديلاً اقتصادياً لمصادر الطاقة التقليدية. مع ذلك، قد يكون اختيار أفضل نظام طاقة شمسية مستقل أمراً صعباً. قد لا تعرف من أين تبدأ عند اقتناء نظام طاقة شمسية مستقل لأول مرة. نظراً لتعدد الخيارات المتاحة، يُنصح بالاطلاع على حلول الطاقة الشمسية المستقلة قبل اتخاذ القرار.
المكونات الرئيسية لنظام الطاقة الشمسية خارج الشبكة
تتوفر أمام العملاء الراغبين في اقتناء نظام طاقة شمسية خارج الشبكة مجموعة واسعة من الخيارات. وذلك للأسباب التالية:
- مكونات نظام الطاقة الشمسية خارج الشبكة: يتكون كل نظام طاقة شمسية خارج الشبكة من عدد من الأجزاء المختلفة. تشمل جميع المكونات البطاريات، وأجهزة التحكم في الشحن، والمحولات، والأسلاك، والتركيبات.
- العديد من العلامات التجارية للطاقة الشمسية: يوجد العديد من الشركات المصنعة لكل نوع من أنواع معدات الطاقة الشمسية - الألواح الشمسية، ومحولات الطاقة الشمسية، والخلايا الشمسية، وما إلى ذلك.
- مجال واسع للتخصيص: تتميز أنظمة الطاقة الشمسية المستقلة عن الشبكة بأنها معيارية بالكامل. وهذا يعني أنه يمكن استبدال أي مكون بحجم أو علامة تجارية مختلفة.
تحتوي هذه المدونة على توصياتنا لأفضل أنظمة الطاقة الشمسية خارج الشبكة التي تلبي جميع الاحتياجات.
أفضل أنواع أنظمة الطاقة الشمسية خارج الشبكة
يمكن تشغيل الأنظمة غير المتصلة بالشبكة الكهربائية باستخدام مصادر طاقة متصلة بالتيار المتردد أو التيار المستمر. تشمل الأمثلة الشائعة لمصادر الطاقة المتصلة بالتيار المتردد محولات الطاقة الشمسية، وتوربينات الرياح، ومولدات الطاقة الاحتياطية. أما وحدات التحكم في شحن الطاقة الشمسية بتقنية تتبع نقطة الطاقة القصوى (MPPT) وأنظمة الطاقة الهيدروليكية الصغيرة فهي أمثلة على مصادر الطاقة المتصلة بالتيار المستمر.
يُحدد حجم نظام الطاقة الشمسية المنفصل عن الشبكة عادةً ما إذا كان النظام موصولاً بتيار متردد أو تيار مستمر. معظم أنظمة الطاقة الشمسية الصغيرة المنفصلة عن الشبكة التي تقل قدرتها عن 6 كيلوواط موصولة بتيار مستمر، وتستخدم وحدات تحكم شحن شمسية عالية الكفاءة بتقنية تتبع نقطة الطاقة القصوى (MPPT). أما أنظمة الطاقة الشمسية المنفصلة عن الشبكة الأكبر حجماً، فقد تكون موصولة بتيار متردد أو تيار مستمر. يعتمد اختيار أفضل نظام طاقة شمسية منفصل عن الشبكة على نوع محول الشحن المنفصل عن الشبكة ومدى توافقه مع محولات الطاقة الشمسية الأخرى (للتيار المتردد) أو وحدات تحكم الشحن الشمسية (للتيار المستمر).
تتميز محولات التيار متعددة الأوضاع الحديثة بقدرتها على العمل في كلٍ من وضع التيار المستمر ووضع التيار المتردد، مما يُنتج نظام طاقة شمسية آمنًا ومرنًا للغاية خارج الشبكة. يوفر أفضل نظام طاقة شمسية خارج الشبكة خيارات شحن متنوعة، حيث يُتيح بدء التشغيل من الصفر في حال تعطل محول التيار الرئيسي، أو تعطل مولد الطاقة الاحتياطي، أو نفاد شحن البطارية.
اعتبارات أساسية عند اختيار أفضل نظام طاقة شمسية خارج الشبكة
- متوسط استهلاك الطاقة اليومي في الصيف والشتاء (كيلوواط ساعة)
- الحمل الأقصى (كيلوواط) - أقصى كمية من الطاقة المسحوبة من الحمل.
- الحمل المستمر في المتوسط (كيلوواط)
- تشمل عوامل التعرض لضوء النهار الموقع والمناخ والاتجاه والتظليل.
- خيارات الطاقة الاحتياطية أثناء سوء الأحوال الجوية أو فترات التوقف عن العمل
مع الأخذ في الاعتبار ما سبق، تُعدّ البطارية الرئيسية أهمّ عنصر في نظام الطاقة الشمسية المستقل عن الشبكة. وتُعرف أجهزة الشحن أيضاً باسم محولات الطاقة متعددة الأوضاع، لأنها قادرة على العمل في وضع التشغيل المستقل عن الشبكة أو وضع التشغيل المتصل بالشبكة.
كيفية اختيار أفضل نظام طاقة شمسية خارج الشبكة
قوة أفضل نظام طاقة شمسية خارج الشبكة
لحسن الحظ، إذا كنت تعرف الأجهزة التي ستستخدمها، فإن تحديد حجم محول الطاقة الخاص بك خارج الشبكة أمر بسيط. اجمع استهلاك الطاقة بالواط لجميع مصابيحك وأجهزتك لمعرفة مقدار الطاقة التي ستحتاجها.
لا تنسَ مسألة الجهد الكهربائي
مع أن معظم الأجهزة تعمل بجهد 120 فولت، لنفترض أن ثلاجتك تحتاج 1000 واط، ومصابيحك 500 واط، وهاتفك وتلفازك 200 واط. هذا المجموع 1700 واط. في هذه الحالة، نوصي بأن يكون العاكس بقدرة 2000 واط على الأقل لتوفير هامش أمان. (فربما تحتاج إلى شراء أجهزة إضافية في المستقبل).
تغذي محولات الطاقة الشمسية الشائعة خارج الشبكة
لنقارن بين موجة جيبية نقية وموجة جيبية معدلة.
قد يشير بعض مصنعي أنظمة الطاقة الشمسية المستقلة إلى محولات الموجة الجيبية النقية. ليس من الضروري فهم كيفية عملها، يكفي أن تعرف أن محولات الموجة الجيبية النقية تنتج طاقة "أنظف" من محولات الموجة الجيبية المعدلة.
تُنتج محولات الموجة الجيبية النقية طاقة عالية الجودة تُضاهي (أو تتفوق على) جودة الطاقة المُنتجة من الشبكة الكهربائية. أما محولات الموجة الجيبية المُعدلة فهي أقل تكلفة، لكن جودة الطاقة المُنتجة منها أقل.
نتيجةً لذلك، قد تُسبب محولات الموجة الجيبية المُعدّلة مشاكل في بعض الأجهزة. إذ ترتفع درجة حرارة المحركات والمضخات والضواغط، ما يؤدي إلى تلفها بشكل أسرع. وقد تتعطل بعض الأجهزة الحساسة (مثل أجهزة الكمبيوتر) أو تتوقف عن العمل. كما تُصدر هذه المحولات، المُخصصة لأنظمة الطاقة الشمسية خارج الشبكة، ضوضاءً في الخلفية على أنظمة الصوت، وتُقلل من جودة الفيديو والصوت في بعض أجهزة التلفزيون.
ونتيجةً لذلك، لا ننصح باستخدام محولات الموجة الجيبية المعدلة في معظم التطبيقات. ويمكن تجنب هذه المشاكل المحتملة باستخدام محولات الموجة الجيبية النقية لمعظم عملائنا الذين لا يستخدمون الشبكة الكهربائية.
هل ترغب في معرفة الفرق بسرعة بين تصنيف التشوه التوافقي الكلي (THD) للعواكس؟ يشير THD إلى جودة خرج الطاقة، وهو مُدرج على أي عاكس. كقاعدة عامة، اختر عاكس موجة جيبية نقية بنسبة THD تبلغ 5% أو أقل لتجنب المشاكل.
المواصفات الفنية التي يجب مراعاتها للحصول على أفضل نظام طاقة شمسية خارج الشبكة
كفاءة
هذه هي كمية طاقة البطارية التي سيوفرها جهاز العاكس لمنزلك في الظروف المثالية. وتتراوح أعلى نسبة كفاءة قصوى بين 97 و99 بالمئة.
الاستنزاف الذاتي
كم يستهلك جهاز العاكس الخاص بك من الطاقة وهو في وضع الخمول؟ من البديهي أنك تريد أن يكون استهلاكه أقل ما يمكن.
القدرة على استيعاب الزيادات المفاجئة
ما هو الحد الأقصى للحمل الزائد قصير المدى الذي يمكن أن يتحمله العاكس قبل أن "يفصل"؟ تتطلب بعض الأجهزة، مثل مضخات المياه أو الثلاجات، ما يصل إلى ضعفين أو ثلاثة أضعاف طاقة التشغيل لبدء التشغيل.
يأتي معظم محولات الطاقة المنفصلة عن الشبكة مزودة بشاحن بطارية لشحن البطاريات وتوفير مولد احتياطي خلال فصل الشتاء. تُقاس قدرة شاحن البطارية بالأمبير. وتأتي محولات الطاقة المنفصلة عن الشبكة الأكثر موثوقية مزودة بشاحن تيار مستمر بقدرة 50-100 أمبير.
نطاق درجة الحرارة.
تتأثر محولات الطاقة الشمسية خارج الشبكة بدرجات الحرارة المرتفعة. إذا كنت تنوي تركيب أنظمة الطاقة الشمسية خارج الشبكة في مرآب أو مكان يتعرض لدرجات حرارة قصوى، فيُرجى الانتباه جيدًا لنطاق درجات الحرارة.
ضمان
مدة الضمان سنة واحدة، مع توفير معظم الشركات المصنعة خيار تمديد الضمان لمدة تتراوح بين 3 و5 سنوات، بينما يوفر عدد قليل منها خيار تمديد الضمان لمدة 10 سنوات. تُفصّل جميع هذه الميزات عادةً في ورقة مواصفات المنتج. يُرجى استشارة فني الطاقة الشمسية للحصول على المساعدة في مقارنة واختيار العاكس المناسب.
مميزات أفضل نظام طاقة شمسية خارج الشبكة
قد يتطلب جهاز العاكس الخاص بك ميزات خاصة. ألقِ نظرة على هذه الميزات:
شاحن بطارية
تتيح الشاحن لمولد احتياطي شحن أفضل نظام طاقة شمسية لديك خارج الشبكة. تحتوي معظم العواكس الكبيرة على هذه الميزة. ويُشار إليها باسم "العواكس/الشواحن".“
إمكانية الربط بالشبكة
تتمتع بعض محولات الطاقة خارج الشبكة أيضاً بالقدرة على تزويد الشبكة بالطاقة. وتُعد هذه الميزة مفيدة إذا أصبحت الشبكة متاحة في المستقبل أو إذا كنت تقوم بإعداد أنظمة متصلة بالشبكة مع بطاريات احتياطية.
بدء تشغيل المولد تلقائيًا
يلزم وجود ملحق نموذجي، ولكن بعض محولات التيار الكهربائي ووحدات التحكم في الشحن يمكنها التعامل معه.
أفضل مصنّع لأنظمة الطاقة الشمسية خارج الشبكة
من المهم أيضًا معرفة الشركة المصنعة لجهاز العاكس. تحقق من سجلها وسمعتها. يجب أن تعمل أجهزة العاكس خارج الشبكة على مدار الساعة طوال أيام السنة، لسنوات متواصلة، لذا اختر جهازًا من شركة مصنعة موثوقة. تتطلب أجهزة العاكس الشمسية خارج الشبكة في الولايات المتحدة شهادات متنوعة لضمان السلامة والامتثال للمعايير.
يجب أن يكون العاكس الكهربائي في منزلك مُدرجًا في قائمة UL 1741. أما العواكس المتنقلة المستخدمة في القوارب والمركبات الترفيهية، فتتطلب شهادة UL 458. وهناك متطلبات إضافية لتطبيقات مختلفة، مثل UL1778 لأنظمة الطاقة الكهربائية غير المنقطعة، ومعيار KKKA-1822E لتوفير خدمات الطوارئ كسيارات الإسعاف.
للاستخدام في كندا، استخدم معيار CSA 107.1. أما خارج أمريكا الشمالية، فاستخدم معيار IEEE 1547 الدولي.