ما هي البطاريات الشمسية وكيف تُستخدم في تخزين الطاقة المنزلية؟

1. ما هي البطارية الشمسية؟

البطارية الشمسية هي جهاز يخزن الكهرباء من الألواح الشمسية على شكل طاقة كيميائية ويطلقها عند الحاجة ، كما هو الحال أثناء انخفاض سطوع الشمس أو انقطاع التيار الكهربائي.

بخلاف بطاريات السيارات أو وحدات الطاقة الاحتياطية الأساسية ، تم تصميم بطاريات الطاقة الشمسية المنزلية لاستخدامها عدة مرات ( تفريغ عميق بنسبة 80٪ إلى 90٪ أو أكثر ) لآلاف الدورات على مدى 10 إلى 15 عامًا.

1.1 تشريح أ موقع سكني BESS

يتكون نظام تخزين الطاقة بالبطاريات السكني الكامل من أربعة أجزاء رئيسية :

• الخلايا والوحدات الكهروكيميائية: وهذه هي فرد الخلايا متصل in سلسلة or موازى إلى الوصول القادم بحاجة الجهد االكهربى (مثال: 51.2 فولت) منخفض-الجهد االكهربى أو 200 فولت - 600 فولت عالي-الجهد االكهربى المداخن).
• نظام إدارة البطارية الذكي (BMS): هذه نظام يدير القادم بطارية by موازنة القادم الخلايا, تتبع القادم تهمة, السيطرة درجة الحرارةو حماية ضد على مدى-شحن or على مدى-التفريغ. It أيضا يتواصل عبر CAN/RS485/Modbus.
• نظام تحويل الطاقة الهجين / العاكس الذي يعمل بالبطارية (PCS): هذه جزء تحويل القادم تخزين DC قوة إلى مكيف الهواء أثناء تفريغو تحويل AC قوة إلى العاصمة واشنطن خلال شبكة شحن.
• التجميعات الحرارية والعزلية: هذه مقاومة للعوامل الجوية حاويات مع تبريد نظم إلى احتفظ القادم بطاريات في حق درجة الحرارة (15 °C إلى 30 درجةC).

2. LFP ضد المركز الوطني للاعلام

بالنسبة للموزعين والمستوردين ، يؤثر اختيار التركيبة الكيميائية المناسبة للبطارية على الموثوقية وسلامة الشحن ورضا العملاء .​​

تستخدم الصناعة بشكل رئيسي نوعين من بطاريات الليثيوم أيون : فوسفات الحديد الليثيوم ( LiFePO4 أو LFP ) وأكسيد الليثيوم نيكل منغنيز كوبالت (LiNiMnCoO2 أو NMC).

رأي الخبراء في مجال التوزيع : أصبحت بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LFP) المعيار الأمثل لتخزين الطاقة المنزلية . ووفقًا لبحث أجرته وكالة الطاقة الدولية (IEA) ، تُستخدم بطاريات LFP في أكثر من 80% من أنظمة التخزين السكنية والثابتة الجديدة حول العالم نظرًا لسلامتها العالية وعمرها الطويل.

3. البطاريات الشمسية العمل

يعمل نظام تخزين الطاقة الشمسية المنزلي وفق دورة يومية من أربع خطوات. وتُدار هذه الدورة بواسطة برنامج عاكس ذكي وأنظمة تحكم آلية في الشبكة لضمان تشغيل النظام بأعلى كفاءة ممكنة.

3.1 الأربعة-مرحلة الدورة اليومية

1. الجيل الصباحي والاستخدام المباشر (7:00 - 10:00): مع شروق الشمس، تُولّد الألواح الشمسية الكهرباء على شكل تيار مباشر (DC). تُرسل هذه الكهرباء مباشرةً إلى المنزل لتشغيل الأجهزة. وإذا أنتجت الألواح الشمسية كهرباءً أكثر من حاجة المنزل، يُستخدم الفائض لشحن البطارية.
2. أوقات ذروة التخزين في منتصف النهار (10:00 - 16:00): تنتج الألواح الشمسية معظم الطاقة كهرباء خلال هذه الفترة. بعد أن يستهلك المنزل كامل احتياجاته من الكهرباء، يُخزَّن الفائض في البطارية حتى تُشحن بالكامل. إذا كانت البطارية ممتلئة بالفعل، تُرسَل الكهرباء الفائضة إلى شركة الكهرباء وفقًا للوائح المحلية التي تسمح لك بالحصول على رصيد مقابل الكهرباء التي تُعيدها.
3. الإفرازات المسائية وحلاقة الشعر في أوقات الذروة (16:00 – 22:00): مع غروب الشمس، يزداد استهلاك المنزل للكهرباء، خاصةً في المساء. تقوم البطارية بتفريغ الطاقة المخزنة، والتي يحولها العاكس الهجين إلى تيار متردد، ثم تُستخدم لتزويد المنزل بالطاقة. هذا يساعد على تجنب شراء الكهرباء بأسعار باهظة من الشبكة خلال ساعات الذروة.
4. الاستعداد والنسخ الاحتياطي طوال الليل (22:00 - 7:00): يستخدم النظام ليلاً مزيجاً من الطاقة المخزنة والكهرباء الأرخص من الشبكة. ويتم الاحتفاظ ببعض الطاقة كاحتياطي لحالات الطوارئ، مثل انقطاع التيار الكهربائي، لضمان استمرار تزويد المنزل بالطاقة.

3.2 تصميم النظام

عند تركيب نظام بطارية شمسية، من المهم اختيار التصميم المناسب بناءً على ما إذا كان المنزل جديدًا أو قيد التحديث.

أنظمة التيار المستمر: يتم توصيل الألواح الشمسية والبطارية بنفس نظام التيار المستمر قبل تحويله إلى تيار متردد. يساعد هذا في توفير الطاقة لأن عملية التحويل من التيار المستمر إلى التيار المتردد تحدث مرة واحدة فقط عند استخدام الكهرباء في المنزل.

أنظمة التيار المتردد المتصلة: تحتوي البطارية على محول خاص بها يتصل مباشرة بأسلاك التيار المتردد الموجودة في المنزل. وهذا يُسهّل عملية التركيب في المنازل القديمة التي تحتوي بالفعل على ألواح شمسية دون الحاجة إلى استبدال المحول الرئيسي.

4. الرئيسية أسباب الأستعمال

4.1 تخفيض فواتير أوقات الذروة

تُغيّر العديد من شركات الطاقة طريقة تسعير الكهرباء لتتناسب مع أوقات اليوم المختلفة. ففي إدارة معلومات الطاقة الأمريكية (EIA) ، على سبيل المثال، غالبًا ما تكون الكهرباء أغلى في المساء منها في الصباح. وتتيح لك بطاريات الطاقة الشمسية استخدام الكهرباء الأرخص من الشمس أو خلال ساعات انخفاض الطلب، وتخزينها لاستخدامها خلال ساعات الذروة المكلفة.

4.2 توفير قوة الطوارئ

قد تحدث انقطاعات في التيار الكهربائي بسبب سوء الأحوال الجوية، أو المعدات القديمة، أو الضغط الزائد على خطوط الكهرباء. وللمساعدة في حل هذه المشكلة، تحتوي العديد من أنظمة الطاقة الشمسية المزودة ببطاريات على مفاتيح خاصة تقوم بالتحويل التلقائي من الشبكة الكهربائية إلى طاقة البطارية في أقل من عُشر ثانية. وهذا يضمن استمرار تشغيل الأجهزة المهمة دون انقطاع.

4.3 باستخدام المزيد طاقة شمسية

في بعض المناطق، مثل كاليفورنيا، تُصعّب القوانين الجديدة الحصول على مقابل مادي للطاقة الشمسية الفائضة التي تُعاد إلى الشبكة. لذا، يُفضّل تخزين هذه الطاقة واستخدامها في المنزل. وهذا بدوره يزيد من نسبة استخدام الطاقة الشمسية من حوالي 30% إلى أكثر من 85%، مما يُحسّن عائد الاستثمار.

5. الميزات التقنية الهامة

عند اختيار نظام بطاريات الطاقة الشمسية، هناك العديد من الميزات الرئيسية التي يجب الانتباه إليها والتي يمكن أن تؤثر على الأداء والقيمة:

• السعة القابلة للاستخدام مقابل السعة الاسمية: تُظهر السعة الاسمية إجمالي كمية الطاقة التي يمكن للبطارية تخزينها، لكن السعة القابلة للاستخدام تخبرنا بكمية الطاقة التي يمكن استخدامها بأمان دون إتلاف البطارية. طاقة صنغريت تتراوح سعة البطاريات القابلة للاستخدام بين 90% و 95%.
• عمق التفريغ (DoD): يقيس هذا مقدار طاقة البطارية التي يمكن استخدامها بأمان. يمكن تفريغ بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم الحديثة (LFP) حتى 90% من سعتها دون التسبب في أضرار جسيمة.
• تصنيف C: يوضح هذا مدى سرعة شحن البطارية أو تفريغها. بطارية سعتها 10 كيلوواط/ساعة بمعدل تفريغ 1C يمكنها توفير 10 كيلوواط من الطاقة لمدة ساعة. أما بطارية بمعدل تفريغ 0.5C فتُوفر 5 كيلوواط لمدة ساعتين.
• كفاءة الرحلة ذهابًا وإيابًا (RTE): هذه هي النسبة المئوية للطاقة التي يمكن استخدامها بعد تخزينها ثم إطلاقها. يمكن أن تصل نسبة كفاءة الطاقة في أفضل الأنظمة إلى 94% أو أعلى.دراسة مستقبل التخزين التابعة للمختبر الوطني للطاقة المتجددة).
• نطاق التشغيل الحراري: بعض بطارية نظم لديك مبني-في تدفئة و تبريد نظم ولذلك يستطيعون العمل in جدا بارد or حار طقسمن -10 درجةC إلى 50 درجةC.

6. الفوائد of طاقة صنغريت

بالنسبة للشركات التي تبيع أو توزع بطاريات الطاقة الشمسية، يؤثر اختيار المنتج على أرباحها، ومستوى الدعم الذي تحتاجه، ونظرة العملاء إلى علامتها التجارية. ويمكن لاختيار النظام المناسب أن يُحسّن أعمالها ويرفع مستوى رضا عملائها. وتُصنّع شركة Sungreat Energy أنظمة تخزين طاقة عالية الجودة للمنازل والشركات والمصانع، تتناسب مع احتياجات مختلف البلدان.

6.1 ميزات الأجهزة

• تصميم التكديس المعياري: يمكن إضافة أبراج البطاريات هذه بسهولة لزيادة سعة تخزين الطاقة من 5 كيلوواط ساعة إلى 30 كيلوواط ساعة، مما يسهل على الموزعين إدارة مخزونهم وتقليل عدد المنتجات المختلفة التي يحتاجون إليها.
• خلايا فوسفات الحديد الليثيوم من الدرجة الأولى المستخدمة في صناعة السيارات: تستخدم البطاريات خلايا LiFePO4 عالية الجودة والتي تلبي معايير السلامة والأداء الدولية الصارمة مثل UL1973 و UL9540A و CE و UN38.3 و IEC62619.
• توافق عالمي مع العاكس: يعمل النظام مع العديد من محولات الطاقة الهجينة الشائعة مثل Victron و Growatt و Deye و Solis و Luxpower و SMA من خلال بروتوكولات اتصال محددة مسبقًا مثل CAN و RS485.
• نظام إدارة المباني الذكي مع اتصال سحابي وتشخيص عن بعد: يشتمل النظام على اتصال Wi-Fi أو 4G يسمح للفنيين بتحديث البرامج عن بعد، ومراقبة جهد خلايا البطارية في الوقت الفعلي، والحصول على تنبيهات تلقائية عند حدوث خطأ ما، مما يمكن أن يوفر ما يصل إلى 60٪ من تكاليف الخدمة في الموقع.