عند تصميم نظام الطاقة الشمسية، يُطرح سؤال شائع: هل ينبغي الاستثمار في المزيد من الألواح الشمسية أم البطاريات؟ تعتمد الإجابة على عادات استخدامك للطاقة، وظروف ضوء الشمس المحلية، وأهداف النظام (مثل: العمل خارج الشبكة أو متصل بها)، والميزانية. مع أن كلا العنصرين أساسيان لكفاءة الطاقة الشمسية، إلا أن فهم أدوارهما سيساعد في تحقيق التوازن الأمثل.

ما هو الدور الذي تلعبه الألواح الشمسية؟

الألواح الشمسية هي المولدات الأساسية للطاقة في نظامك. أجهزة مثل الألواح الشمسية أحادية البلورة أو الألواح الشمسية ثنائية الوجه بقوة 580 واط تُحوّل ضوء الشمس إلى تيار مستمر خلال النهار. تختلف هذه الألواح في الكفاءة والإنتاجية والتكلفة.

الألواح الشمسية أحادية البلورة من بين أكثر الطرق كفاءة المتاحة، مع معدلات تحويل تصل إلى 19%–23%إنها تعمل بشكل جيد في درجات الحرارة العالية وظروف الإضاءة المنخفضة، مما يجعلها الخيار الأمثل لأسطح المنازل ذات المساحة المحدودة.

من ناحية أخرى، توفر الألواح الشمسية ثنائية الوجه 580 وات ميزة السطح المزدوج - التقاط ضوء الشمس المباشر على المقدمة والضوء المنعكس على الخلف - مما يؤدي إلى توليد ما يصل إلى 15% طاقة أكثر مقارنة بالألواح أحادية الوجه التقليدية في ظل الظروف المثالية.

مثال على مخرجات اللوحة الشمسية (على افتراض 5 ساعات ذروة الشمس يوميًا)

ماذا تفعل البطاريات الشمسية؟

تعمل الألواح الشمسية فقط عند سطوع الشمس. في الليل أو أثناء انقطاع التيار الكهربائي، يعمل منزلك بالطاقة المخزنة. وهنا تكمن أهمية البطاريات - مثل بطارية ليثيوم شمسية-ادخل.

بخلاف بطاريات الرصاص الحمضية القديمة، تُشحن بطاريات الليثيوم أسرع، وتدوم لفترة أطول (أكثر من 5000 دورة)، وتوفر سعة استخدام أعلى. فهي تخزن الطاقة الزائدة المُولّدة خلال النهار لاستخدامها لاحقًا، مما يوفر موثوقية وطاقة احتياطية، وفي كثير من الحالات، يوفر في فواتير الكهرباء عند اقترانها مع محولات الطاقة الذكية.

يمكن لبطارية ليثيوم شمسية قياسية بسعة 10 كيلووات ساعة أن تعمل على تشغيل:

• ثلاجة لمدة 20-24 ساعة

• واي فاي وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والأضواء لمدة تصل إلى يومين

• الدوائر الأساسية أثناء انقطاع التيار الكهربائي لساعات طويلة

لكنها لا تُولّد الطاقة، بل تُخزّنها فقط. لذا، إن لم تُولّد ألواحك طاقة كافية، فلن يُجدي نفعًا وجود المزيد من البطاريات.

متى نضيف المزيد من الألواح الشمسية

يعد زيادة عدد الألواح الشمسية بشكل عام بمثابة الاستثمار الأفضل إذا:

• إن الطلب على الطاقة خلال النهار مرتفع (على سبيل المثال، العمل من المنزل، تسخين المياه بالكهرباء، استخدام أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء)

• تريد تقليل فواتير الخدمات الخاصة بك قدر الإمكان

• غالبًا ما تنخفض طاقة بطارياتك، مما يشير إلى عدم كفاية الشحن أثناء النهار

• تخطط لتوسيع استخدام الطاقة في المستقبل (شحن السيارات الكهربائية، تركيب مضخة الحرارة)

على سبيل المثال، إضافة المزيد من ألواح شمسية ثنائية الوجه بقوة 580 واط قد يسمح لك بتوليد ٢-٣ كيلوواط ساعة إضافية يوميًا. على مدار شهر، هذا يعني زيادة 60–90 كيلوواط ساعة، مما قد يغطي جميع احتياجاتك للإضاءة والتبريد دون الحاجة إلى الاستفادة من طاقة البطارية المخزنة.

متى نضيف المزيد من البطاريات

إن زيادة سعة تخزين البطارية هي الخطوة الأكثر ذكاءً عندما:

• تعاني من انقطاعات متكررة للتيار الكهربائي أو عدم استقرار الشبكة

• أنت تهدف إلى تحقيق الاستقلال الكامل في مجال الطاقة (العيش خارج الشبكة)

• إن الألواح الشمسية لديك تولد بالفعل طاقة أكبر مما يمكنك استخدامه خلال النهار

• يتم تطبيق رسوم الفوترة حسب وقت الاستخدام أو رسوم الطلب في منطقتك

إن إضافة بطارية ليثيوم شمسية إضافية قد يسمح لك بتحويل المزيد من الطاقة من الاستخدام النهاري إلى الاستخدام المسائي، مما قد يوفر أكثر من 30% من فواتير الكهرباء إذا كانت أسعار كهرباء الشبكة أعلى في الليل.

تميل فترة الاسترداد على الألواح الشمسية إلى أن تكون أقصر، لأنها تُقلل فورًا من اعتمادك على كهرباء الشبكة. تُوفر البطاريات قيمة طويلة الأمد في مجال أمان النسخ الاحتياطي ومزايا تحويل الوقت، ولكنها تأتي بتكلفة أولية أعلى.

كيفية إيجاد التوازن الصحيح

لا توجد إجابة عالمية، ولكن إليك إطارًا بسيطًا:

• ابدأ باستخدام الألواح لتوليد أكبر قدر ممكن من الطاقة الشمسية أثناء النهار.

• أضف البطاريات عندما تقوم بتوليد طاقة زائدة باستمرار وترغب في تخزينها لساعات الذروة أو انقطاعات التيار الكهربائي.

• راقب بيانات نظامك اللحظية لمدة شهر إلى شهرين قبل توسيعه. إذا كانت بطاريتك ممتلئة دائمًا بحلول الظهر، فقد تستفيد من بطاريات إضافية. أما إذا كانت فارغة بحلول الصباح، فمن المرجح أنك بحاجة إلى سعة أكبر للوحة.

قد تفكر أيضًا أنظمة العاكس الهجينة التي تسمح بالتوسع المعياري لكل من الألواح والبطاريات حسب تطور احتياجاتك من الطاقة.