كيفية ربط النظام الشمسي

قد يكون تصميم وتركيب مجموعة الطاقة الشمسية للاستخدام الشخصي تحديًا شاقًا ولكنه مجزٍ ...... إذا كنت تعرف ما تفعله. تعرف على جميع الإيجابيات والسلبيات، بالإضافة إلى خصوصيات وعموميات الطاقة الشمسية التي يمكنك تنفيذها بنفسك هنا.

لم يكن من السهل أبدًا تزويد منزلك أو مركبتك أو مقصورتك أو قاربك بالطاقة الكاملة تحت أشعة الشمس في عام 2020. كبداية، ذكرت وكالة الطاقة الدولية مؤخرًا في تقرير توقعاتها لعام 2020 أن الطاقة الشمسية - "الملك الجديد" للكهرباء - هي أرخص شكل من أشكال الكهرباء على الإطلاق. ونتيجة لذلك، أصبح من المؤكد الآن تقريبًا أن فواتير الخدمات العامة الخاصة بك سيتم تخفيضها بشكل كبير أو حتى التخلص منها من خلال DIYSolar.

والأفضل من ذلك أن تكلفة المواد اللازمة للطاقة الشمسية المنزلية انخفضت بنسبة 70% في العقد الماضي. السبب الأكبر لانخفاض الأسعار هو الألواح الكهروضوئية نفسها: انخفاض السعر بنسبة 90٪ (كما حدث في عام 2019) من 2 دولار للواط إلى 0.20 دولار للواط!

في المتوسط، بين عامي 2010 و2020 في الولايات المتحدة، انخفضت تكلفة تركيب نظام الطاقة الشمسية السكني من 7.50 دولار للواط إلى 2.50 دولار للواط. (تختلف القيمة من موقع إلى آخر، والفرق هو دولار أو دولارين سواء كنت تستخدم طاقة التيار المستمر أو التيار المتردد.)

وهذا يعني انخفاض التكاليف الأولية بالنسبة لك وفترة استرداد أقصر. في غضون 5 إلى 10 سنوات فقط - إذا فعلت كل شيء بشكل صحيح - فمن المنطقي أن تصدق أن نظامك الشمسي الذي تصنعه بنفسك سيبدأ في جني الأموال. وهذا جيد لك وجيد للكوكب.

أين تبدأ رحلتك الشمسية افعل ذلك بنفسك؟ ستجد هنا جميع جوانب مشروع الطاقة الشمسية المنزلية التي يجب عليك البحث عنها قبل التنفيذ والتشغيل. يضمن اتباع العملية الموضحة هنا خطوة بخطوة تغطية جميع القواعد واتخاذ قرارات وخيارات مستنيرة على طول الطريق.

نظرة عامة على الطاقة الشمسية DIY
سيجد معظم أصحاب المنازل الذين يرغبون في تركيب الطاقة الشمسية في النهاية شركة تركيب، لكن هذا ليس الخيار الوحيد.

سيتمكن الأشخاص الذين يتمتعون بخلفية قوية أو خبرة في مجال المقاولات الكهربائية من إكمال مشروع الطاقة الشمسية DIY من البداية إلى النهاية بعد البحث والتخطيط الدقيق باستخدام الدليل هنا.

إذا كان هذا يبدو مثلك، فافعله! أنت تمتلك وتدير منشأة للطاقة النظيفة تتيح لك تحقيق الاكتفاء الذاتي من الطاقة وبصمة كربونية منخفضة لعقود قادمة.

ومع ذلك، إذا كنت من محبي الأعمال اليدوية ولديك القليل من المعرفة بإعداد أنظمة كهربائية معقدة ومتعددة الأجزاء، فقد يكون مشروع الطاقة الشمسية الذي يتم تنفيذه بمساعدة احترافية في عدة نقاط رئيسية أثناء المشروع (مثل التثبيت والأسلاك) هو الأكثر حكمة خيار.

إذا كان لديك أشخاص ذوي خبرة في فريقك، فسوف تتجنب شراء المكونات الخاطئة أو المواد الرديئة. والأهم من ذلك، أنك ستزيل احتمالية وقوع حوادث مميتة محتملة تتعلق بالجهد العالي. أنت أيضًا أقل عرضة لإبطال أي ضمانات.

الأنواع الرئيسية لأنظمة الطاقة الشمسية
هناك ثلاثة أنواع من أنظمة الطاقة الشمسية يمكنك الاختيار من بينها لتشغيل منزلك وممتلكاتك:

مرتبطة بالشبكة - عندما يكون الطلب على الطاقة أعلى من مخرجات النظام، يتم توصيل مصفوفتك الشمسية مباشرة بالمرافق. يتم إرسال أي فائض إلى الشبكة. في معظم الأماكن، يتم إضافة خدمة الكهرباء إلى فاتورتك.

ربط الشبكة مع بطارية احتياطية (هجينة) - يتيح لك هذا البديل تخزين الكهرباء الزائدة التي تولدها الألواح الشمسية في منزلك في بطارية احتياطية. إذا كانت بطاريتك مشحونة بالكامل، فسيتم إرسال الطاقة الزائدة إلى الشبكة، وفي معظم الحالات تحصل على أموال مقابل ذلك. لتلبية احتياجات منزلك، سيتم تنشيط بنك البطارية وإيقاف تشغيله قبل أن تتولى أوقات ذروة الطلب على الطاقة.

خارج الشبكة - في هذا الإعداد للطاقة الشمسية، أنت مستقل تمامًا عن مصدر المرافق. أنت تمتلك أيًا كان ناتج مجموعة الطاقة الشمسية الخاصة بك. يمكنك توصيل بطارية احتياطية لتجنب انقطاع التيار الكهربائي.

خلال مرحلة البحث والتخطيط لمشروع الطاقة الشمسية الذي تصنعه بنفسك، يجب أن تسأل نفسك:

ما هو الطلب الكهربائي بالضبط وهل أريد رؤية تركيب الطاقة الشمسية الخاص بي؟

هل الإعداد المرتبط بالشبكة أو خارج الشبكة أو المختلط هو الأفضل؟

ما هي التصاريح والتراخيص وعمليات التفتيش اللازمة التي يجب أن أحصل عليها؟

ما هي أفضل المواد المتوفرة تجارياً لمشروعي؟

كيف يمكنني مراقبة نظامي للتأكد من أنه يعمل دائمًا بأعلى مستويات الكفاءة والأداء الوظيفي؟

ما الذي يجب علي فعله للحفاظ على مصفوفتي الشمسية بحيث تعمل على النحو الأمثل طوال دورة حياتها؟

ما هي المعدات والمواد الشمسية التي تحتاجها؟

في سوق إمدادات الطاقة المتجددة الذي يتوسع بسرعة، يجب أن يكون لديك خيارات متعددة لكل مكون يجب دمجه في نظامك الشمسي الذي يمكنك تنفيذه بنفسك ليعمل بكفاءة طوال عمره الافتراضي. فيما يلي قائمة بالمكونات الرئيسية لمعظم الأنظمة الشمسية. (ملاحظة: اعتمادًا على حالتك الفريدة، قد تحتاج إلى عناصر إضافية غير مدرجة هنا.)

الألواح الشمسية

العاكس

محسن الطاقة

متحكم الشحن

المفاتيح الضوئية

الكابلات

رفوف التركيب أو الناهضون + الأقواس

الأسلاك والمكونات الكهربائية الأخرى

البطاريات

بعد الانتهاء من جميع الأعمال الرئيسية والخدمات اللوجستية، ستنتقل إلى ما يلي: قم بتركيب الألواح الكهروضوئية على حامل أو عمود في مكان ما على الممتلكات الخاصة بك وقم بتوصيلها بلوحة الكهرباء المنزلية الخاصة بك. اعتمادًا على ما إذا كنت تختار نظامًا مرتبطًا بالشبكة أو نظامًا خارج الشبكة أو نظامًا هجينًا، قد تكون هناك حاجة إلى مزيد من التوصيلات الكهربائية لتشغيل كل شيء.

فوائد الطاقة الشمسية DIY
نظرًا لأن شراء مجموعة شمسية يعد استثمارًا كبيرًا، فمن المهم أن تقوم بإجراء بحث شامل عن خياراتك وموازنة الإيجابيات والسلبيات.

فيما يلي المزايا الرئيسية لمشاريع الطاقة الشمسية DIY:

أرخص وسيلة لكهربة منزلك أو سيارتك.

الرضا عن معرفة أنك فعلت ذلك بنفسك.

بالنسبة لمشاريع الكهرباء الصغيرة مثل الإضاءة الخارجية أو حظائر الأدوات، قد يكون ذلك أكثر فعالية من حيث التكلفة من توصيلها بشبكة المرافق.

تقديم مساهمة شخصية في تحول الطاقة المتجددة الضروري للحد من أزمة المناخ.

مساوئ الطاقة الشمسية DIY

مشروع الطاقة الشمسية افعل ذلك بنفسك يأتي مع عدة عيوب.

فيما يلي العيوب الرئيسية لمشاريع الطاقة الشمسية DIY:

يتطلب بناء مجموعة الطاقة الشمسية الخاصة بك من الصفر معرفة وخبرة تقنية متقدمة قد لا تكون لديك.

عادةً ما يتم تصميم مجموعات الطاقة الشمسية المنزلية DIY للعمل خارج الشبكة للمشاريع الصغيرة. اليوم، تتوفر مجموعات الطاقة الشمسية التي تسمح لك بالاتصال مباشرة بالشبكة العامة وتسمح لك بتزويد منزلك بالكامل بالطاقة.

نظرًا لأن تكلفة تركيبات الطاقة الشمسية الكاملة قد انخفضت بشكل كبير في السنوات الأخيرة، لم يعد أداء العمل بنفسك أمرًا فعالاً من حيث التكلفة بدلاً من استخدام فني معتمد من شركة معتمدة.

إذا كان مشروعك عبارة عن طاقة شمسية على السطح، فقد تتلف سطحك عن طريق الخطأ أثناء الحفر أو عزله بشكل غير صحيح.

قد يؤدي الضرر الذي تسببه لسقفك إلى إبطال الضمان. قد لا يغطي التأمين أي أضرار ناتجة عن تسرب المياه أو العفن.

يمكن أن يؤدي العمل بالقرب من الجهد العالي بسهولة إلى حدوث صعق كهربائي عرضي واحتمال الوفاة إذا لم تكن مرخصًا.

إذا كنت تقوم بتركيب الألواح الكهروضوئية على سطح منزلك، فقد يكون خطر الإصابة أو الوفاة نتيجة السقوط أكبر من أن يتحمله شخص ليس لديه خبرة في العمل على المرتفعات.

قد يمنعك تركيب الطاقة الشمسية بنفسك من الاستفادة من بعض الحسومات أو الحوافز المحلية أو الحكومية المتاحة لك إذا قمت بتعيين شركة طاقة شمسية معتمدة.

بعد النظر في جميع إيجابيات وسلبيات الطاقة الشمسية التي تصنعها بنفسك، ربما لا تزال تؤيد مشروعك. إذا كان الأمر كذلك، فهناك قائمة طويلة من الأشياء التي يجب القيام بها قبل البدء. إذا اتبعت ذلك بعناية، فلا يزال بإمكانك الخروج للأمام.

احسب احتياجاتك من الكهرباء
ما هي كمية الكهرباء التي تريد توليدها باستخدام الألواح الشمسية؟ الإجابة على هذا السؤال هي الجانب الأكثر أهمية في مشروع الطاقة الشمسية الخاص بك.

سيسمح لك بحساب عدد الألواح الشمسية التي ستحتاجها، وإذا لزم الأمر، تحديد حجم بنك البطارية الذي سيتم استخدامه لتخزين الطاقة الشمسية. سيحدد استخدامك للطاقة أيضًا العاكسات وأجهزة التحكم في الشحن التي ستحتاج إليها بالإضافة إلى سمك الأسلاك وحجم الصمامات.

يجب تضمين كل جهاز في هذا الحساب للحصول على إجمالي خرج الطاقة. ستحتاج إلى مجموع جميع متطلبات الطاقة لجميع الأجهزة (على سبيل المثال، الثلاجة، الفرن، سخان المياه، الكمبيوتر، التلفزيون، الغسالة، المجفف، مجفف الشعر، الساعة، الإضاءة، الألواح الكهربائية، السخانات، الهواتف المحمولة)، الأجهزة اللوحية ، وما إلى ذلك وهلم جرا.

ابدأ بالبحث عن ملصقات تصنيف استهلاك الطاقة على جميع الأجهزة والأجهزة.

بعض هذه قد تظهر القوة الكهربائية. في حالات أخرى، سيتعين عليك حسابها بناءً على التيار أو الجهد المحدد. استخدم هذه الصيغة للتحويل:

واط (W)=فولت (V) * أمبير (A)

هناك العديد من الآلات الحاسبة عبر الإنترنت التي يمكنك استخدامها للجمع. أو يمكنك إعداد جدول مثل هذا:

ملاحظة: لملء العمود الرابع، اضرب خرج الطاقة (العمود 2) بعدد ساعات الاستخدام يوميًا (العمود 3). ثم قم بإضافة جميع القيم الموجودة في العمود الرابع للحصول على إجمالي عدد الواط الذي تستخدمه يوميًا، معبرًا عنه بالكيلووات/ساعة (kWh).

بالنسبة لجميع أنواع مشاريع الطاقة الشمسية التي يمكنك تنفيذها بنفسك، استخدم عدد الكيلووات/ساعة (kWh) الذي استخدمته لإجراء حسابات متعددة لحساب عدد الألواح الشمسية والجهد اللازم لتشغيل مشروعك بالكامل. يمكن للآلات الحاسبة المجانية عبر الإنترنت تبسيطها والعديد من الحسابات الأخرى المرتبطة بمشروع الطاقة الشمسية الخاص بك.

DIY شبكة مرتبطة بالطاقة الشمسية
في نظام الطاقة الشمسية المرتبط بالشبكة، تكون متصلاً مباشرة بشبكة شركة الطاقة العامة. وهذا يعني أنه عندما تنتج مجموعة الطاقة الشمسية الخاصة بك طاقة أكثر مما تحتاج إليه، فإنها تذهب إلى الشبكة وتكون متاحة للآخرين للاستهلاك.

في معظم الحالات، تدفع لك مرافقك مقابل هذه الطاقة من خلال عملية تسمى القياس الصافي. وهذا يعني أن الطاقة المتجددة الزائدة يتم تحويلها مرة أخرى إلى عدادك عند دخولها إلى الشبكة، مما يقلل من استخدامك الإجمالي للطاقة (ما تدفع مقابله).

يعتمد ما إذا كان مزود الكهرباء الخاص بك يعوضك بسعر التجزئة أو بالجملة على المكان الذي تعيش فيه. ولسوء الحظ، لا تسمح جميع الولايات بالقياس الصافي.

لمعرفة المزيد حول قواعد القياس الصافي في ولايتك، قم بزيارة DSIRE (قاعدة بيانات الدولة للطاقة المتجددة وحوافز الكفاءة).

في النظام المرتبط بالشبكة، عندما تكون احتياجاتك من الطاقة أعلى مما يمكن أن توفره مجموعة الطاقة الشمسية في الليل، على سبيل المثال، أو عندما تكون الألواح الخاصة بك مغطاة بالشبكة، فإنها توفر الطاقة التي تحتاجها إلى منزلك، مع تجنب الانقطاعات.

التكوينات المطلوبة للنظام الشمسي المرتبط بالشبكة
في النظام المرتبط بالشبكة، والذي يشار إليه أحيانًا باسم إعداد السطح الشمسي المرتبط بالشبكة، يلزم وجود العديد من المكونات الأساسية للتشغيل السليم.

الألواح الشمسية

تصاعد الأجهزة

عاكس موجة جيبية نقية للإعدادات المرتبطة بالشبكة (يحول التيار المستمر من الكهروضوئية إلى التيار المتردد المنزلي؛ ويضخ تيارًا مترددًا إضافيًا إلى شبكة المرافق)

DC أو محسن الطاقة (يعمل على زيادة الطاقة المستردة من الخلايا الشمسية)

قطع اتصال الشبكة (إيقاف تشغيل النظام أثناء انقطاع التيار الكهربائي)

قاطع دائرة التيار المستمر (يقوم بإيقاف تشغيل المصفوفة للصيانة)

صندوق الموحد (ينظم جميع المكونات في مكان واحد)

ملحوظة: ثلاثة أنواع مختلفة من المحولات ستعمل في نظام مرتبط بالشبكة. مهما كان اختيارك، تأكد من أنه عاكس من نوع موجة جيبية نقية. (لمزيد من المعلومات حول هذا، راجع قسم خارج الشبكة أدناه).

محولات السلسلة
تعد محولات السلسلة هي الأكثر اقتصادا إذا كان منزلك مواجهًا للجنوب ولا يمثل التظليل مشكلة. مع هذا العاكس، يتم توصيل التيار من سلسلة من اللوحات المتعددة وتغذيته في العاكس. إذا تأثرت لوحة واحدة في السلسلة بالتظليل أو فشلت، فسيتم تقليل خرج الطاقة للسلسلة بأكملها.

محول سلسلة مع تقنية DC Optimizer

تتغلب محولات السلسلة المزودة بتقنية تحسين التيار المستمر على هذه المشكلة. يتم توصيل مُحسِّن منفصل للطاقة بكل وحدة شمسية في المصفوفة ويعمل بشكل مستقل عن جميع الوحدات الأخرى. يتم توجيه كل التيار المستمر من المحسن إلى العاكس حيث يحدث تحويل DC-AC.

مع هذا النوع من العاكس، تؤثر الظلال أو العيوب فقط على لوحات معينة (وليس السلسلة بأكملها). يمكن مراقبة تشغيل كل لوحة باستخدام هذا النوع من العاكس.

العاكسات الدقيقة
العاكس الصغير هو عاكس يتم تركيبه على كل لوحة. يحدث تحويل DC إلى AC هناك. يتم بعد ذلك تجميع طاقة التيار المتردد معًا من السقف الخاص بك وتغذيتها مباشرة في صندوق قاطع التيار المتردد بمنزلك.

هذا النوع من العاكس هو الأسهل في التثبيت. كما يسمح لك بتوسيع مجموعتك الشمسية بأنواع أو نماذج أخرى من الألواح الكهروضوئية، كل منها مزود بعاكس صغير. (في المقابل، لتوسيع مجموعة الطاقة الشمسية الخاصة بك باستخدام عاكس سلسلة، يجب عليك استخدام نفس النوع من الألواح.)

عندما تأخذ في الاعتبار جميع العوامل، فإن النظام المرتبط بالشبكة هو الإعداد الأبسط والأقل تكلفة. تتطلب الأنظمة خارج الشبكة والأنظمة الهجينة - بالإضافة إلى المكونات الأساسية للنظام المرتبط بالشبكة المذكورة أعلاه - وحدة تحكم الشحن، وبنك البطارية، وغيرها من أدوات حماية التيار الزائد الإضافية.

DIY النظام الشمسي خارج الشبكة
إذا كنت مهتمًا بالعيش خارج الشبكة بأي شكل من الأشكال، أو إذا كنت بعيدًا عن المرافق، فإن المصفوفات الشمسية التي تصنعها بنفسك خارج الشبكة - والتي تسمى أحيانًا المستقلة - لا تحتاج إلى تفكير. أخبار جيدة لعام 2020: سواء كنت تقوم بتنشيط مقصورة بعيدة، أو شاحنة صغيرة، أو عربة سكن متنقلة، أو قارب، فإن إمكانيات الطاقة الشمسية خارج الشبكة لا حصر لها عمليًا.

التكوينات المطلوبة لأنظمة الطاقة الشمسية خارج الشبكة
تشبه المكونات الأساسية للنظام خارج الشبكة الإعداد المرتبط بالشبكة، ولكن مع إضافة:

وحدة التحكم بالشحن (ترسل التيار المستمر إلى بنك البطارية الاحتياطية لديك، ولكنها تقوم بإيقاف تشغيلها من وقت لآخر لمنع الشحن الزائد)

حزمة البطارية (مطلوبة للطاقة في حالة عدم وجود ضوء الشمس)

العاكس (موجة جيبية معدلة أو نقية، حسب احتياجات الطاقة الخاصة بك)

توازن مكونات النظام (BoS) (الأسلاك، والصمامات، وصندوق الكسارة، وما إلى ذلك)

Su-KamSolar يصف الفيديو القصير التالي الاستخدامات المختلفة لعاكس الموجة الجيبية النقية مقابل عاكس الموجة الجيبية المعدل. لن ترى فقط الاختلافات في الرسوم التوضيحية للاثنين؛ سوف تسمع أيضا المقارنة.

تحديد متطلبات الكهرباء لأنظمة الطاقة الشمسية خارج الشبكة

بالنسبة لأي نوع من مشاريع الطاقة الشمسية DIY، يجب عليك تحديد احتياجاتك من الطاقة، كما ذكرنا سابقًا. مع خارج الشبكة، يمكنك حساب هذه القيمة ومعرفة عدد البطاريات اللازمة لتخزينها. يجب عليك أيضًا أن تأخذ ذلك في الاعتبار إذا كنت ترغب في استخدام طاقة تدوم لأيام أو أسابيع.

يصبح هذا الأمر معقدًا بالنسبة للبطاريات لأنها مصممة للتخزين في درجة حرارة الغرفة أو أعلى قليلاً. وهذا يعني أنه إذا كنت في ظروف متجمدة، فإن سعة التخزين الخاصة بك ستنخفض بشكل كبير (50٪ أو أكثر). لذلك، عندما تكون في مكان أو موسم بارد، قد تحتاج إلى زيادة حجم مجموعة البطارية بشكل كبير لهذا السبب وحده.

قوة البطارية
يعد جهد حزمة البطارية - سواء 12 فولت أو 24 فولت أو 48 فولت - مهمًا أيضًا. يؤثر ذلك على سمك (وسعر) الأسلاك التي تربطها والكابلات المؤدية إلى العاكس.

لتحديد الجهد الكهربي، ضع في اعتبارك عدد الواط اللازم لتشغيل جميع أجهزتك. قد تكون حزمة بطارية 12 فولت كافية للهاتف الخلوي وعدد قليل من الأجهزة التي تعمل بجهد 12 فولت. ومع ذلك، إذا كنت تريد توليد 2,000 واط أو أكثر، فإن حزمة بطارية 24 فولت أو 48 فولت تكون أكثر منطقية.

الوقت في الشمس
هناك اعتبار مهم آخر وهو عدد ساعات ضوء الشمس التي ستتلقاها اللوحة الخاصة بك كل يوم. وهذا الرقم لا يساوي طول النهار ويختلف باختلاف الفصول.

يعتمد ذلك على زاوية الشمس بالنسبة لاتجاه اللوحة. تتوفر خريطة لساعات الشمس في الولايات المتحدة من خلال المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL).

متحكم الشحن
بمجرد معرفة جهد المجموعة الشمسية وجهد بنك البطارية، ستحتاج إلى وحدة تحكم بالشحن لإدارة كليهما. هناك نوعان أساسيان من تكنولوجيا التحكم في الشحن المتاحة: PWM (تعديل عرض النبض) أو MPPT (تتبع الحد الأقصى لنقطة الطاقة).

عندما تتطابق الفولتية، فإن وحدة التحكم بالشحن PWM تكون كافية. عندما تكون الفولتية مختلفة، استخدم وحدة تحكم MPPT.

محول تيار مستمر/تيار متردد
وأخيرًا وليس آخرًا هو العاكس، الذي تحتاجه لتحويل طاقة التيار المستمر في الوحدة إلى طاقة تيار متردد للأجهزة التي تعمل بالتيار المتردد. بالإضافة إلى ذلك، أنت بحاجة إلى معرفة نوع طاقة التيار المتردد التي يحتاجها العاكس. في الولايات المتحدة، مرحلة الانقسام 120/240 فولت، 60 هرتز.

بينما يمكن تكوين بعض العاكسات، يتم إصلاح البعض الآخر. تحقق من ورقة مواصفات العاكس (في الدليل أو على موقع الشركة على الويب) قبل الشراء للتأكد من أن لديك ما تحتاجه لنظامك.

مزيد من الاعتبارات
هناك عامل معقد آخر وهو أن بعض الأجهزة تستخدم 240 فولت، بينما يستخدم البعض الآخر 120 فولت. لا تنتج جميع المحولات 240 فولت، لذلك قد تحتاج إلى تكديس (على سبيل المثال، توصيل) محولين مقدرين بـ 120 فولت لتلبية جميع احتياجات الطاقة الخاصة بك. تحقق مرة أخرى من ورقة المواصفات للتأكد من أنك تستخدم المعدات المناسبة.

شيء أخير: تم تصميم العاكسات لتتناسب مع بطارية معينة سواء كانت 12 فولت، أو 24 فولت، أو 48 فولت. لذلك ستحتاج إلى تحديد حجم بنك البطارية الذي ستستخدمه قبل شراء العاكس.

إذا كنت تعتقد أنك قد ترغب في بناء ألواح شمسية و/أو سعة تخزين للبطارية في المستقبل، فإن شراء محولات يمكنها التعامل مع الجهد الإضافي الآن سيوفر عليك الاضطرار إلى إجراء ترقيات باهظة الثمن للمحولات لاحقًا.

أنظمة الطاقة الشمسية الهجينة DIY
من خلال الجمع بين وظائف أنظمة الطاقة الشمسية المرتبطة بالشبكة وخارجها، تتمتع الأنظمة الهجينة بأفضل ما في العالمين. يمكنك تخزين الطاقة الشمسية للاستخدام ليلاً أو في حالة انقطاع التيار الكهربائي.

يعد هذا مثاليًا لأصحاب المنازل في مناطق معينة والذين قد يضطرون إلى دفع معدلات ذروة أعلى لطاقة الشبكة في المساء أو في الليل.

ومع ذلك، إذا كنت في منطقة بها قياس صافي جيد وحد أدنى من حالات انقطاع التيار، فقد يكون نظام ربط الشبكة القياسي هو الخيار الأفضل لك.

يوضح الرسم البياني أدناه كيفية عمل النظام الهجين:

يتم استخدام نوع خاص من العاكس الهجين في هذا النوع من الأنظمة كما هو موضح في الرسم البياني. ومن المهم أيضًا ملاحظة أنه إذا اخترت هذا الإعداد، فيجب شراء البطاريات في وقت التثبيت. تتطور تقنية البطارية بسرعة وقد يؤدي الانتظار لفترة طويلة إلى عدم التوافق مع نظامك الهجين. قد يعني هذا أنك ستحتاج إلى إجراء الكثير من الترقيات باهظة الثمن لاحقًا.

بالنسبة للأنظمة الهجينة، تعد البطاريات المقترنة بالتيار المتردد شائعة. تحتوي هذه البطاريات على كل من التيار المستمر من المجموعة الشمسية وشبكة التيار المتردد للتيار المتردد (AC). يعد Tesla Powerwall حاليًا أحد الخيارات الأكثر شيوعًا للبطاريات المقترنة بالتيار المتردد.

في المقابل، تقوم البطاريات المقترنة بالتيار المستمر بتخزين طاقة التيار المستمر من الألواح الشمسية وتحويل طاقة التيار المتردد من الشبكة إلى طاقة تيار مستمر يتم تخزينها أيضًا في البطارية.

تعتبر الأنظمة الكهروضوئية التي تستخدم البطاريات المقترنة بالتيار المستمر أكثر كفاءة في استخدام الطاقة من البطاريات الحالية المقترنة بالتيار المتردد. ويكون هذا الاختلاف أكثر وضوحًا في المنشآت واسعة النطاق. لذلك، قد لا يؤثر ذلك على كفاءة تركيب الطاقة الشمسية في منزلك.

ما هو نوع الألواح الشمسية الأفضل لمشروع الطاقة الشمسية الخاص بك؟
يمكن استخدام ثلاثة أنواع رئيسية من الألواح الشمسية في المشاريع السكنية.

تتكون الوحدات الشمسية أحادية البلورية من 60 أو 72 خلية شمسية مصنوعة من السيليكون الأسود بشكل موحد مع إطار خارجي من الزجاج والمعدن. تحتوي كل خلية على حواف بيضاء مستديرة. تعد الألواح أحادية البلورية أغلى قليلاً من الأنواع الأخرى من الألواح ولكنها أكثر كفاءة. أنها تحول ما يصل إلى 23٪ من ضوء الشمس إلى كهرباء.

تحتوي الألواح الشمسية متعددة البلورات أيضًا على 60 أو 72 خلية شمسية، كل منها مربعة تمامًا بلون أزرق مرقش. فهي تحول حوالي 15 إلى 17 بالمائة من الطاقة الشمسية إلى كهرباء قابلة للاستخدام. الألواح متعددة البلورات أرخص قليلاً من الوحدات أحادية البلورية.

الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة عبارة عن صفائح مرنة وخفيفة الوزن من المواد الكهروضوئية التي يتم تطبيقها على الأسطح الصلبة مثل الزجاج. تعتبر الأغشية الرقيقة أقل كفاءة من الأنواع الأخرى، وعادة ما تكون بنسبة 10-13% فقط. كما أنها أرخص.

اختيار الألواح الشمسية المناسبة لهذه المهمة
إذا كان لديك مساحة محدودة لمشروع الطاقة الشمسية الخاص بك، فإن الألواح أحادية البلورات هي الخيار الأفضل لأنها تتمتع بأعلى كفاءة وتكلفة مماثلة لأبناء عمومتها من الكريستالات.

إذا لم تكن المساحة مشكلة وكنت تحاول تقليل التكاليف - حتى بطرق صغيرة - فقد تكون الألواح متعددة البلورات مناسبة.

الطبقة الرقيقة ليست مناسبة لمشاريع تركيب الطاقة الشمسية الصغيرة، كما أنها لا تستحق العناء.

DIY الطاقة الشمسية الأسئلة المتداولة
بالنسبة لمشروع معقد ومكلف مثل الطاقة الشمسية التي تصنعها بنفسك، فأنت بحاجة إلى القيام بذلك بشكل صحيح. فيما يلي بعض الأسئلة التي ربما كنت تتساءل عنها والإجابات.

1. هل أنظمة الطاقة الشمسية المرتبطة بالشبكة أو خارج الشبكة أو الهجينة هي الأفضل لمشاريع الطاقة الشمسية التي تصنعها بنفسك؟

لا توجد إجابة صحيحة على هذا السؤال. يعتمد الأمر كليًا على أهدافك ومعرفتك الفنية وخبرتك الكهربائية واحتياجاتك من الطاقة وموقعك.

على سبيل المثال، إذا كان هدفك هو توفير الطاقة لمنزل كامل مساحته 2,{1}}قدم مربع لعائلة مكونة من أربعة أفراد وكان لديك عداد صافي مع انقطاعات قليلة، فإن النظام المرتبط بالشبكة هو الأكثر اقتصادًا.

ومع ذلك، إذا كنت ترغب فقط في تنشيط ملجأ صيد منعزل في الخريف، فإن النظام الشمسي خارج الشبكة هو أفضل رهان لك.

إذا لم يكن لديك إمكانية الوصول إلى صافي القياس، أو أن شركة المرافق الخاصة بك تفرض أسعارًا عالية مقابل ذروة الاستخدام، أو كان لديك انقطاع متكرر في الطاقة أو انقطاع التيار الكهربائي، فإن النظام الشمسي الهجين هو الخيار الأفضل.

2. ما هي التكاليف الخفية لمشروع الطاقة الشمسية الذي تصنعه بنفسك؟

قبل أن يتم تشغيل مشروع الطاقة الشمسية DIY الخاص بك، سيتعين عليك دفع العديد من رسوم التصاريح والتفتيش من السلطة القضائية المحلية وشركة الطاقة الخاصة بك. تحدث معهم لتعرف ما عليك فعله ومتى. حتى فقدان أحدها يمكن أن يؤخر أو حتى يمنع اكتمال مشروعك.

ولكن قبل البدء في إجراء بحث لنظامك الشمسي، تحقق للتأكد من أن أصحاب المنازل غير المرخصين يمكنهم تركيب مجموعة شمسية مرتبطة بالشبكة. إذا لم يكن الأمر كذلك، فسيتعين عليك استئجار شركة طاقة شمسية مرخصة. قد يكون هذا أكثر بآلاف الدولارات من ميزانيتك الأولية.

قد يزيد تأمين منزلك بسبب الألواح الموجودة على سطح منزلك أو ممتلكاتك. اتصل بوكيلك قبل البدء في تحديد ما إذا كانت الزيادة السنوية في حدود ميزانيتك.

إذا لم تكن متأكدًا تمامًا مما إذا كنت قد اشتريت جميع المكونات الصحيحة، فتأكد من أنها قابلة للإرجاع قبل إخراجها من الصندوق. إذا كنت مخطئًا وتحتاج إلى استبدال المواد، فسوف تشعر بخيبة أمل بسبب التكلفة الإضافية إذا لم تتمكن من استرداد أموال هذا العنصر.

3. باعتباري مالك منزل مستقل لدي تركيب للطاقة الشمسية، هل أنا مؤهل للحصول على أي إعفاءات ضريبية؟

في الولايات المتحدة، يسمح لك الائتمان الضريبي الفيدرالي للطاقة الشمسية، والمعروف أيضًا باسم الائتمان الضريبي للاستثمار (ITC)، بخصم 26% (تنخفض إلى 22% في عام 2021) من تكلفة تركيب الطاقة الشمسية لديك، دون أي حد أقصى. يمكنك القيام بذلك كمثبت أو استئجار شركة للقيام بهذا العمل.

في هذه المرحلة، لا يوجد مصنع لتمديد هذا الائتمان الضريبي بعد عام 2021 لأصحاب المنازل في ظل الإدارة الحالية. على الرغم من أن الفرع التنفيذي الجديد والكونغرس يمكن أن يفعلوا ذلك.

تعد شهادات الطاقة الشمسية المتجددة (SRECs) حافزًا آخر لأصحاب المنازل. من خلال هذا البرنامج، يمكنك بيع شهادات الطاقة إلى الشركة واسترداد النقود. يعمل النظام مثل البورصة. تختلف قيم SREC حسب الولاية والشهر.

يجب عليك مراجعة سلطات الولاية والسلطات المحلية لمعرفة أي حوافز أو خصومات أخرى. قد يعتمد ذلك على الاستعانة بشركة طاقة شمسية معتمدة لإجراء التثبيت.

تلخيص الطاقة الشمسية DIY
أهم أجزاء مشروع الطاقة الشمسية DIY هي التخطيط والتصميم. بالنسبة لهذه الخطوات، سيكون عليك إجراء الكثير من الأبحاث.

الرقم الرئيسي المطلوب لجميع الحسابات هو الطاقة بالواط/ساعة التي تريد أن توفرها المجموعة الشمسية لجميع المعدات المستهلكة في يوم واحد. إذا كنت تقوم بتضمين تخزين البطارية، فمن المهم أيضًا معرفة عدد أيام الطاقة التي تريد الاحتفاظ بها.

بعد معرفة ذلك، فإن الخطوة التالية هي شراء المكونات الضرورية لنظامك المرتبط بالشبكة أو خارج الشبكة أو المختلط. بعد الحصول على جميع التصاريح اللازمة وإجراء الفحص، يمكنك تركيب الألواح. قبل أن يتم تشغيلها والبدء في توليد الكهرباء، يجب فحصها مرة أو مرتين إضافيتين.

عندما يتم تنفيذه بشكل صحيح، يمكن أن يوفر لك مشروع الطاقة الشمسية الذي تصنعه بنفسك عقودًا من الطاقة النظيفة. إنه مربح للجانبين لك وللكوكب.