كيف تعمل البطاريات الشمسية؟

تُستخدم الطاقة الشمسية منذ خمسينيات القرن الماضي، ومؤخرًا، أصبح تخزين الطاقة الشمسية في البطاريات، أو ما يُعرف بـ"التخزين"، أكثر جدوى في بعض مناطق البلاد. إذا كنت مهتمًا بالطاقة الشمسية أو ترغب في معرفة كيفية استخدامها في منزلك، فلدينا أخبار سارة: سنشرح لك بالتفصيل كل ما تحتاج معرفته عن بطاريات تخزين الطاقة الشمسية وكيفية عملها.

شرح تخزين الطاقة بالبطاريات

باختصار، تستخدم البطاريات الطاقة الكيميائية الكامنة لتخزين الكهرباء عندما يكون لدى جهاز أو نظام فائض كهربائي. وتخزن بطاريات التخزين الشمسية الطاقة بنفس طريقة أنواع البطاريات الأخرى.

●تحتوي البطارية على قطب سالب وقطب موجب، وهما نوعان متعاكسان من الأطراف الكهربائية. يفصل بينهما محلول إلكتروليتي، مما يسهل نقل التيار الكهربائي.
●البطارية موصولة بدائرة كهربائية خارجية. عندما تمر الإلكترونات عبر الدائرة، تمر أيوناتها عبر الإلكتروليت.
●تتحرك الأيونات بين الكاثود والأنود وتزيد من طاقة الوضع الكيميائية، مما يؤدي إلى شحن البطارية.

الفرق الكبير الوحيد بين بطاريات تخزين الطاقة الشمسية والبطاريات الأخرى هو أن بطاريات الطاقة الشمسية تحصل على الكهرباء مباشرة من الألواح الشمسية.

والآن دعونا نحلل عملية تخزين الطاقة الفعلية خطوة بخطوة.

الخطوة 1 - ضوء الشمس

يبدأ كل شيء بقليل من أشعة الشمس. وبدون الخوض في التفاصيل التقنية، تسمح الألواح الشمسية للفوتونات (وهي جسيمات ضوئية) بالاصطدام بالإلكترونات وإبعادها عن الذرات. هذا يشحن الذرات ويولد تيارًا كهربائيًا.

كلما زادت كمية ضوء الشمس، زادت كمية الكهرباء المُخزّنة. لهذا السبب، تُشحن البطاريات الشمسية بشكل أسرع في منتصف النهار عندما تكون الشمس في أعلى نقطة لها في السماء. ولهذا السبب أيضًا، تُشحن البطاريات الشمسية بشكل أبطأ عندما يقل ضوء الشمس، سواءً بسبب الغيوم أو بسبب وقت النهار.

الخطوة الثانية - تحويل الطاقة

عندما تُولّد الألواح الشمسية الكهرباء، تدخل هذه الكهرباء إلى البطارية عبر رقائق من مواد مثل السيليكون، بالإضافة إلى الدوائر الكهربائية. عند هذه النقطة، تُخزّن الطاقة عادةً على شكل تيار مستمر (DC) بدلاً من التيار المتردد (AC).

التيار المستمر مقابل التيار المتردد

ما الفرق بين التيار المستمر والتيار المتردد؟

باختصار، التيار المستمر (DC) هو تيار كهربائي مستقيم أو خطي. وهذا يعني أن الكهرباء تسري في خط مستقيم، أي من النقطة أ إلى النقطة ب، دون أن تتغير شحنتها. يتميز التيار المستمر بثبات جهده (أي قوته) مقارنةً بالتيار المتردد.

أما التيار المتردد، من ناحية أخرى، فيتميز بتدفق تيار كهربائي يمكن أن يتبادل بين القطبين الموجب والسالب. بعبارة أخرى، يسري التيار في اتجاهين.

يُستخدم كل من التيار المتردد والتيار المستمر في الأجهزة والتطبيقات اليومية. على سبيل المثال، تستخدم العديد من الأجهزة الإلكترونية أو المحمولة التيار المستمر. بينما تستخدم العديد من الأجهزة المنزلية، مثل الغسالات والثلاجات وحتى مصابيح الإضاءة المنزلية، التيار المتردد.

التيار المتردد هو الأكثر شيوعًا. تُدخل منافذ الطاقة في المنازل الطاقة إلى المباني على شكل تيار متردد. ثم يستخدم المنزل محولًا لتحويل هذا التيار إلى تيار مستمر. لماذا؟ لأن التيار المستمر لا ينتقل لمسافات طويلة مثل التيار المتردد. إضافةً إلى ذلك، فإن إنتاج التيار المتردد أرخص.

بسبب آلية تحويل الطاقة الشمسية، يتم أولاً التقاط الضوء على شكل تيار كهربائي مباشر (DC). ثم تختلف عملية تخزين الطاقة في البطارية تبعاً لنوع الألواح الشمسية المستخدمة.

الخطوة 3أ - التحويل المقترن بالتيار المستمر

إذا كان لديك نظام طاقة شمسية أساسي موصول بتيار مستمر، فإن الكهرباء تدخل إلى بطاريتك الشمسية مباشرةً. كما يتم تخزينها كتيار مستمر بدلاً من تحويلها إلى تيار متردد وتخزينها على هذا النحو.

عندما يحتاج منزلك أو أجهزتك الكهربائية إلى الكهرباء، تخرج الكهرباء من البطارية الشمسية وتدخل إلى محول التيار. يقوم محول التيار بتحويل التيار المستمر إلى تيار متردد، والذي تستخدمه بعد ذلك أجهزة منزلك.

الخطوة 3ب - التحويل المقترن بالتيار المتردد

إذا كان لديك نظام ألواح شمسية مقترن بالتيار المتردد، فإن العملية تختلف قليلاً.

تسقط أشعة الشمس على الألواح الشمسية، ويتم التقاط الطاقة على شكل تيار مستمر كما في السابق. ثم يدخل التيار الكهربائي إلى محول كهربائي ليتحول فورًا إلى تيار متردد، وهو مثالي للاستخدام الفوري في منزلك.

إذا تبقى أي فائض من الكهرباء، فإنه يعود عبر محول ثانوي ليتحول إلى تيار مستمر (DC)، حيث يدخل إلى بطارية الطاقة الشمسية للتخزين. تجدر الإشارة إلى أنه في هذا النظام، يجب أن تمر الكهرباء عبر محول مرة أخرى لتصبح تيارًا مترددًا (AC) بمجرد أن يحتاجها منزلك.

كلا الشكلين فعالان، ولا يُعدّ أحدهما أفضل من الآخر بالضرورة. مع ذلك، قد تكون أنظمة الطاقة الشمسية ذات التحويل المقترن بالتيار المتردد أكثر كفاءةً بعض الشيء، إذ تُصبح الكهرباء متاحةً للاستخدام المنزلي فورًا بدلًا من تخزينها كتيار مستمر في البداية.

الخلاصة

كما ترون، تعمل البطاريات الشمسية بكفاءة عالية مهما كانت الظروف. مرة أخرى:
●يتم التقاط ضوء الشمس
●يتم تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء تيار مستمر
●بحسب نظامك، يتم تخزين التيار الكهربائي المستمر أو تحويله إلى تيار كهربائي متردد للاستخدام الفوري
●في كلتا الحالتين، يتم تخزين الكهرباء الزائدة في بطارية شمسية على شكل طاقة تيار مستمر

بفضل أنظمة تخزين الطاقة الشمسية، يمكنك الاستفادة من الأيام المشمسة المشرقة التي تتوفر فيها كميات وفيرة من الكهرباء. ستقوم البطاريات بتخزين كل الكهرباء المتاحة، ثم توفرها لمنزلك لاستخدامها ليلاً أو في الأيام الغائمة.

تُعدّ البطاريات الشمسية تقنية أساسية في مجال الطاقة النظيفة، والطاقة الشمسية على وجه الخصوص. ومع ازدياد فعالية هذه البطاريات، ستصبح الطاقة الشمسية أكثر كفاءةً ومثاليةً للاستخدام المنزلي.

والأفضل من ذلك، يمكنك البدء باستخدام بطاريات الطاقة الشمسية الآن من خلال التواصل مع شركة صن لايت سولار. نوفر حلول تخزين الطاقة الشمسية لجميع أنظمة الطاقة الشمسية السكنية والتجارية. تتميز بطارياتنا الشمسية بمزايا عديدة، منها:
●أسعار استخدام معقولة حسب الوقت
●مرونة شبكة الطاقة
●تتبع التخزين باستخدام تطبيقنا الخاص للهواتف المحمولة
●والمزيد

اتصل بنا اليوم لمزيد من المعلومات ولمعرفة كيف يمكننا تركيب نظام ألواح شمسية كامل ومجموعة من بطاريات الطاقة الشمسية في منزلك قريبًا!