الإجابة المختصرة
تلزم البطارية إذا كنت بحاجة إلى استخدام الكهرباء في الساعات التي لا توجد فيها شمس: في الأماكن التي لا تصلها الشبكة، وفي المباني التي تتكرر فيها الانقطاعات، أو عندما تريد تغطية استهلاكك الليلي من الطاقة الشمسية. أما في مبنى متصل بالشبكة لا يشكّل فيه الانقطاع مشكلة، أو في نظام ري يضخ الماء إلى خزان، فلا تلزم في الغالب. وتُحسب السعة بناءً على قائمة الأجهزة التي ستعمل ليلًا أو أثناء الانقطاع.
أين تقع البطارية في النظام؟
ينتج اللوح الشمسي الكهرباء فقط عند وجود الشمس. وتتيح لك البطارية تخزين الطاقة الفائضة المنتجة نهارًا لاستخدامها مساءً أو ليلًا أو أثناء الانقطاع. والجهاز الذي يدير البطارية هو منظّم الشحن أو الإنفرتر الهجين؛ وهو الذي يقرر متى تُشحن البطارية وإلى أي حد تُفرَّغ ومتى يتم التحويل إلى الشبكة.
عند إضافة بطارية، يأتي معها إنفرترمناسب، وعناصر حماية، ومكان مناسب للبطارية، وفحوص على فترات منتظمة. لذلك فالسؤال الأول هو: هل هي ضرورية فعلًا؟
متى تلزم البطارية؟
إذا كانت إحدى الحالات التالية تنطبق عليك، فإن البطارية تستحق النقاش:
- الشبكة لا تصل إلى موقع التركيب: بيت في كرم، بيت في المصيف الجبلي، حظيرة، رأس بئر بعيد
- انقطاعات الكهرباء متكررة وتؤثر بشكل كبير في العمل أو الحياة اليومية
- توجد أجهزة يجب أن تعمل أثناء الانقطاع: تسجيل الكاميرات، الإنذار، المودم، الثلاجة، جهاز طبي
- استهلاكك الليلي مرتفع وتريد تغطيته أيضًا من الطاقة الشمسية
- الري بالتنقيط يجب أن يتم ليلًا أو بضغط ثابت ولا يمكن تركيب خزان
متى تكون البطارية غير ضرورية؟
في مكان عمل متصل بالشبكة تندر فيه الانقطاعات ويتم معظم استهلاكه نهارًا، تكون البطارية عادةً تكلفة غير ضرورية. فالنظام ينتج نهارًا، والمنشأة تستهلك في الوقت نفسه، والشبكة متاحة ليلًا. وتركيب ألواح أكثر بالميزانية نفسها يحقق في الغالب مساهمة أكبر.
والوضع مشابه في الري الزراعي. فإذا كانت المضخة تضخ الماء نهارًا إلى بركة أو خزان، فأنت بذلك تخزّن الطاقة على شكل ماء في الخزان. يبقى خزان الماء سنوات دون صيانة، أما البطارية فتُستبدل بعد عمر معيّن.
إذا كان المطلوب فقط أن تعمل الكاميرا والمودم أثناء الانقطاعات القصيرة، فبدلًا من جعل النظام كله يعمل بالبطاريات، قد يكفي جهاز UPS (مزوّد طاقة غير منقطعة) صغير لهذه الأجهزة.
ملاحظة الخبير: قبل اتخاذ قرار البطارية، اكتب ما الذي يجب أن يعمل أثناء الانقطاع. فإبقاء القائمة قصيرة يقلّل سعة البطارية وتكلفتها بشكل مباشر.
الفرق بين بطاريات الرصاص الحمضية وبطاريات الليثيوم
تُستخدم في أنظمة الطاقة الشمسية عائلتان رئيسيتان من البطاريات. تضم عائلة الرصاص الحمضية بطاريات الجل وAGM. وهي تقنية مستخدمة منذ زمن طويل واستثمارها الأولي أقل؛ لكنها حساسة للتفريغ العميق وثقيلة وتتأثر سلبًا بالحرارة.
تُستخدم بطاريات الليثيوم في أنظمة الطاقة الشمسية غالبًا بكيمياء فوسفات حديد الليثيوم (LiFePO4). وهي أخف وزنًا، ويمكن استخدام جزء أكبر من سعتها بأمان، وتتحمل عددًا أكبر من دورات الشحن والتفريغ. واستثمارها الأولي أعلى، وتأتي مع نظام إدارة البطارية (BMS). ويحمي هذا النظام الخلايا من الشحن الزائد والتفريغ الزائد وارتفاع الحرارة المفرط.
أيهما أكثر اقتصادًا يعتمد على مدى تكرار استخدام البطارية. فحساب بطارية تُشحن وتُفرَّغ كل يوم يختلف عن حساب بطارية لا تعمل إلا عند الانقطاع. وتُجرى هذه المقارنة بحسب كل مشروع.
كيف تُحسب السعة؟
تُحسب سعة البطارية بناءً على قدرات الأجهزة التي ستعمل ليلًا أو أثناء الانقطاع ومدد تشغيلها. تُضرب قدرة كل جهاز في عدد الساعات التي سيعملها يوميًا، فيُعرف إجمالي الحاجة إلى الطاقة. ويُضاف إلى ذلك نسبة السعة التي يمكن استخدامها من البطارية بأمان، وفاقد الإنفرتر، وهامش احتياطي للأيام الغائمة.
في الأنظمة المستقلة (off-grid)، إذا لم تُحسب الأيام الغائمة وأيام الشتاء القصيرة، يعمل النظام دون مشاكل صيفًا لكنه لا يكفي شتاءً. أما في الأنظمة الهجينة فالسؤال الأساسي هو كم تدوم الانقطاعات. ومعرفة المدة التي تستغرقها الانقطاعات عادةً في منطقتك تمنعك من شراء بطارية أكبر أو أصغر من اللازم.
قدرة الألواح لا تقل أهمية عن سعة البطارية. فالطاقة التي تشحن البطارية تأتي من الألواح؛ وإذا كانت قدرة الألواح غير كافية فلن تمتلئ البطارية الكبيرة أبدًا.
عمر البطارية في حرّ شانلي أورفا
الحرارة من أكبر أعداء البطاريات. فالبطارية المحفوظة في حرارة مرتفعة تشيخ أسرع وتنخفض سعتها قبل المتوقع. لذلك فإن البطارية الموضوعة في سقف تحت أشعة الشمس أو في مخزن من الصفيح أو في خزانة بلا تهوية خلال صيف شانلي أورفا يكون عمرها قصيرًا.
في بطاريات الليثيوم، يمكن لنظام إدارة البطارية أن يبطّئ الشحن أو يوقفه عندما تتجاوز الحرارة حدًا معيّنًا. هذه الحماية تنقذ البطارية، لكنها قد تعني أيضًا أن البطارية لا تمتلئ في ظهيرة الصيف. أما في بطاريات الرصاص الحمضية فالحرارة تسرّع التآكل الكيميائي داخل البطارية. والحل في الحالتين واحد: إبقاء البطارية باردة. وعند الحاجة تُضاف مروحة تهوية أو مظلة لغرفة البطاريات، ويُحرص على عدم حشر أجهزة تُصدر حرارة مثل الإنفرتر بجانب البطارية.
يجب أن توضع البطاريات في مكان بارد وجاف وجيد التهوية لا تصله الشمس مباشرة. والغرفة في الجهة الشمالية من المبنى أو القبو أو مساحة تقنية مهوّاة خيارات جيدة. وفي بطاريات الرصاص الحمضية تكون التهوية مهمة بشكل خاص لأن غازات قد تنبعث أثناء الشحن.
التركيب الآمن والصيانة
تحتفظ البطارية بكمية كبيرة من الطاقة في حجم صغير. والمقطع الخاطئ للكابل أو الوصلة المرتخية أو المصهر غير المناسب قد يؤدي إلى ارتفاع الحرارة وخطر الحريق. يجب أن يكون الكابل بين البطارية والإنفرتر قصيرًا وبمقطع صحيح ووصلات محكمة؛ وأن يوجد في جهة البطارية مصهر أو قاطع DC مناسب.
توضع البطاريات في مكان لا يصل إليه الأطفال والحيوانات، بعيدًا عن المواد القابلة للاشتعال. وفي الصيانة يُفحص ما إذا كانت أطراف التوصيل قد تأكسدت، وما إذا كان في الغلاف انتفاخ أو تسرّب، وتُراجَع معلومات صحة البطارية في تطبيق الإنفرتر.
تجنّب توصيل بطاريات مختلفة العمر أو العلامة التجارية في المجموعة نفسها. فالبطارية الجديدة لا تستطيع استخدام سعتها بسبب ضعف البطارية القديمة، وتتآكل الاثنتان معًا بشكل أسرع. وإذا أُريد زيادة السعة فيتم ذلك بالطريقة التي تسمح بها الشركة المصنّعة وبوحدات من النوع نفسه.
بعد التركيب، من الممارسات الجيدة تعليق ملصق معلومات بسيط بجانب مجموعة البطاريات: نوع البطارية، وتاريخ التركيب، والإنفرتر المتصلة به، وموقع القاطع الذي يجب فصله في حالات الطوارئ. ففي حالة العطل أو الحريق تسهّل هذه المعلومات عمل الشخص الذي سيتدخل.
الأسئلة الشائعة
هل البطارية ضرورية في نظام الطاقة الشمسية؟
لا. في الأنظمة المتصلة بالشبكة التي لا يشكّل فيها الانقطاع مشكلة لا تلزم البطارية. وتلزم البطارية في الأماكن التي لا توجد فيها شبكة، أو عند تكرر الانقطاعات، أو عندما تريد تغطية استهلاكك الليلي من الطاقة الشمسية.
هل يمكن إضافة بطارية لاحقًا إلى نظامي الشمسي الحالي؟
يمكن ذلك، لكنه يعتمد على الإنفرتر لديك. فالإنفرتر القياسي المتصل بالشبكة (on-grid) لا يدير البطاريات؛ ويلزم إما استبداله بإنفرتر هجين أو إضافة إنفرتر منفصل للبطارية. كما يُتحقَّق مما إذا كانت قدرة الألواح كافية لشحن البطارية.
كم يدوم عمر بطاريات الطاقة الشمسية؟
يختلف ذلك بحسب نوع البطارية وتكرار استخدامها وعمق التفريغ وحرارة المكان الموجودة فيه. ففي مكان بارد وجيد التهوية وضمن نظام مضبوط بشكل صحيح، تدوم البطارية مدة أطول. ويجب الرجوع إلى شروط الدورات والاستخدام لدى الشركة المصنّعة.
لنرَ معًا هل البطارية ضرورية فعلًا
اكتب قائمة بالأجهزة التي يجب أن تعمل أثناء الانقطاع، ودع Desa Bilişim تقيّم حاجتك إلى البطارية والسعة المناسبة في الموقع.
