أنواع أنظمة الطاقة الشمسية المعزولة عن الشبكة off-grid، نقدم لكم أحد أشهر أنواع نظم الطاقة الشمسية ألا وهو النظام الشمسي المعزول عن الشبكة off-grid والذي يستخدم بكثرة المناطق الجبلية والريفية والخالية من تواجد شبكة الكهرباء العمومية.

هناك عدة أنواع لتوصيل أنظمة الطاقة الشمسية المعزولة عن الشبكة off-grid التي سندعمها بالشرح مع الصور التوضيحية لطريقة التوصيل.

تابعوا معنا في قراءة هذا المقال لمعرفة كافة أنواع أنظمة الطاقة الشمسية المعزولة عن الشبكة off-grid.

ماهية أنظمة الطاقة الشمسية المعزولة عن الشبكة off-grid

هو نظام تم تصميمه ليعمل دون الحاجة للاعتماد على البيع للشبكة الكهربائية العمومية، حيث يعتمد على طاقة البطاريات والألواح الشمسية والانفرتر مع توصيل الشبكة الكهربائية به، بالإضافة لإمكانية توصيل مولد كهربائي لشحن البطاريات ليلاً في حالة تفريغها، ويستخدم هذا النوع بكثرة في المناطق الخالية والبعيدة عن مصادر الكهرباء العمومية، كما تستخدم في منظومات الأرسال والاتصالات وإشارات المرور، وإضاءة الشوارع.

ملاحظة هامة: يمكننا توصيل شبكة الكهرباء العمومي لانفرترات Off-grid ليعمل كمصدر بديل عند فصل الألواح الشمسية إذا كان متوفر، ولكن الفرق هنا بين نظام On-grid ونظام Off-grid هو أن نظام  Off-gridلا يدعم ميزة بيع فائض طاقة الألواح الشمسية لشبكة الكهرباء العمومي (الشبكة الوطنية).

أنواع أنظمة الطاقة الشمسية المعزولة عن الشبكة off-grid

نظام شمسي معزول مباشر off-grid

هو من أحد أنواع أنظمة الطاقة الشمسية المعزولة عن الشبكة off-grid البسيطة والتي لا تعتمد على شبكة الكهرباء العمومي بشكل كلي.

الخصائص:

• يتم فيها توصيل اللوح الشمسي بشكل مباشر مع أحمال خفيفة مثل مروحة صغيرة أو إنارة شارع أو تغذية إشارات المرور.
• لا يفضل توصيلها مع أحمال ذات تيار عالي نسبياً وذلك لأن جهد اللوح الشمسي يتقلب من وقت لآخر وذلك حسب العوامل الجوية المحيطة بها.
• رخيصة الثمن وصغيرة ولا تأخذ حيز كبير.

نظام شمسي معزول لتشغيل أحمال DC

هو نوع آخر من أنواع أنظمة الطاقة الشمسية المعزولة عن الشبكة off-grid المستخدم لتشغيل أحمال التيار المستمر.

الخصائص:

• توصل اللوح الشمسي مع منظم الشحن لتنظيم التيار القادم من الألواح الشمسية بما يتناسب مع فولتية البطارية وفولتية أحمال التيار المستمر (DC).
• في وضع النهار الصافي تعمل الألواح الشمسية على توليد الطاقة الكهربائية بينما تعمل منظم الشحن على استقبال هذه الطاقة وتنظيم جهده وتياره بما يتناسب مع فولتية البطارية وأحمال التيار المستمر (DC).
• في وضع الليل يتم تشغيل أحمال التيار المستمر من طاقة البطارية المخزنة، والذي يستخدم كمصدر بديل عند فصل الألواح الشمسية عن النظام الشمسي بواسطة منظم الشحن.
• رخيصة الثمن وصغيرة ولا تأخذ حيز كبير.

نظام شمسي معزول عن الشبكة لتغذية أحمال DC وAC

هو نوع آخر من أنواع أنظمة الطاقة الشمسية المعزولة عن الشبكة off-grid المستخدم لتشغيل أحمال التيار المستمر والمتردد بواسطة انفرتر (محول تيار).

الخصائص:

• يحتوي هذا النوع على لوح شمسي وبطارية وانفرتر لتشغيل الأجهزة الكهربائية.
• يعمل اللوح الشمسي على توليد الطاقة الكهربائية، بينما يعمل المنظم على تنظيم هذه الطاقة بجهد وتيار ملائم لفولتية البطارية وأحمال التيار المستمر ودخل الانفرتر، أما الانفرتر يعمل على تحويل التيار المستمر إلى تيار متردد لتشغيل الأجهزة الكهربائية المنزلية.
• في وضع النهار الصافي تعمل الألواح على إنتاج الطاقة الكهربائية، وتنظيمها وشحن البطاريات، وتحويل بعضها لتيار متردد لتشغيل أجهزة كهربائية.
• في وضع الليل يفصل المنظم الألواح الشمسية، بينما يعمل الانفرتر على تحويل طاقة البطاريات المخزنة من تيار مستمر لتيار متردد.

كما يمكنك إيجاد انفرتر مع شاحن بقطعة واحدة كما هو موضح في الصورة التالية.

نظام شمسي معزول عن الشبكة الهجين- Hybrid

ما يميزه عن الأنواع عن السابقة هو أنه تم إضافة انفرتر مع شاحن ومولد كهربائي، حيث يعمل الانفرتر على تحويل طاقة البطارية من تيار مستمر (DC) إلى تيار متردد (AC) وذلك لتشغيل الأجهزة الكهربائية، إما الشاحن فوظيفتها شحن البطاريات عند تفرغيها في الليل وأخير وظيفة المولد هو تغذية شاحن البطارية لأجراء عملية الشحن توصيل عند حلول الليل أو وجود غيوم تعيق عمل إنتاج الألواح أو فصل الألواح الشمسية عن النظام.

ملاحظة هامة:

يتوفر جهاز واحد مدمج بقدرات متنوعة يحتوي على كل هذه الوظائف (انفرتر ومنظم شحن وشاحن) مما يوفر عليك المساحة وسهول التركيب بالإضافة لإمكانية برمجتها لإعطاء حق الأولوية للتشغيل وإنتاج الطاقة.

الخصائص والتوصيل:

• توصيل اللوح الشمسي مع منظم الشحن لتنظيم التيار القادم من الألواح الشمسية بما يتناسب مع فولتية البطارية وفولتية أحمال التيار المستمر (DC) ودخل الانفرتر.
• توصيل الانفرتر بأقطاب البطارية، ولكن قبل ذلك يجب التأكد من أن جهد الدخل للانفرتر متوافق مع جهد البطارية وجهد خرج الانفرتر متوافق مع الجهد التشغيل للأجهزة الكهربائية، أي إذا كان دخل الانفرتر 12V يجب أن يكون جهد البطاريات الكلية 12V، ونفس الشيء مع خرج الانفرتر إذا كان خرج الانفرتر 50Hz/220V يجب أن تعمل الأجهزة الكهربائية على نظام 220V/50Hz.
• توصيل المولد الكهربائي لتغذية الشاحن وذلك لشحن البطاريات في حالة وجود غيوم أو حلول الليل أو انخفاض طاقة البطارية المخزنة أو فصل الألواح الشمسية عن النظام بشكل مفاجئ.

ملاحظة هامة:

يمكنك برمجة الانفرتر لإعطاء حق الأولوية للاعتماد على مصدر طاقة كهربائية، مثلاً تم برمجة الانفرتر لربط الألواح الشمسية مع النظام أولاً ثم البطاريات ثم المولد أو الشبكة الوطنية أن تم تفريغها ووجود غيوم أو ظلام.

استخدامات أنظمة الطاقة الشمسية المعزولة عن الشبكة off-grid

• تغذية الباصات النقالة.
• تغذية المنازل الريفية.
• تغذية السفن البحرية.
• إنارة الشوارع العامة.
• تغذية محطات التحلية البعيدة عن المدن.
• تغذية محطات الارسال.
• إنارة الممتلكات العامة.
• إنارة الاعلانات.
• إنارة العربات المتنقلة.

نتمنى أن تكون الفكرة قد وصلت للجميع، ولا ننسى دائماً أن نرجع إلى الكتالوج الخاص بنوع الجهاز سواء كان انفرتر أو لوح شمسي أو بطارية أو شاحن بطارية، وتأكد دائماً عند تصميمك للنظام الشمسي بأن يتوافق كلاً من قدرة الأحمال الكهربائية وقدرة الانفرتر وقدرة الألواح الشمسية على استيعاب توليد الطاقة المطلوبة لشحن البطاريات وتشغيل الأحمال في آن واحد، كما يجب أن يكون منظم الشحن مناسب لتيار وجهد الألواح الكلية.