أنظمة تخزين الطاقة المترابطة تيار متردد مقابل تيار مباشر

عند تركيب نظام للطاقة الشمسية، فإن اختيار نظام تخزين الطاقة مهم بقدر أهمية اختيار الألواح. ويُعد اتخاذ قرار استخدام بطارية مزودة بتيار متناوب (AC-coupled) أو بتيار مستمر (DC-coupled) خيارًا مهمًا. وعلى الرغم من أن كلا النوعين يقوم بتخزين الطاقة لاستخدامها لاحقًا، إلا أن أحدهما يتصل بنظامك بطريقة مختلفة، مما قد يؤثر على الأداء والتكلفة وقابلية التكيف. إذا بدت المصطلحات المذكورة أعلاه مربكة، فلا داعي للقلق؛ فالموجز المقدم سيشرح الأساسيات بأبسط طريقة ممكنة وسيعرض لك أمثلة من حالات واقعية لتساعدك في تحديد الأنسب لوضعك.

لمحة عامة: ما هي الأنظمة المُترابطة مع التيار المتردد والتيار المستمر؟

تتميز الأنظمة المزودة بالربط التوافقي (AC-coupled) والأنظمة المزودة بالربط المستمر (DC-coupled) بوجود مجموعة متنوعة من طرق توصيل الألواح الشمسية بالبطاريات، وخصوصاً من حيث طريقة تحويل الطاقة. فتُنتج الألواح الشمسية طاقة تياراً مستمراً (DC) يتم تحويلها إلى تيار متردد (AC) تُستخدم في المنازل. في النظام المزود بالربط المستمر، تُزوّد الألواح الطاقة المستمرة مباشرةً بالبطارية عبر جهاز التحكم في الشحن، ثم تُحوّل إلى تيار متردد فقط عند استخدام الطاقة، مما يلغي الحاجة لتحويل الطاقة من مصدر تيار مستمر. أما في النظام المزود بالربط التوافقي، فيتم تحويل التيّار المستمر مباشرةً إلى تيّار متردد، ثم يُعاد تحويله إلى تيّار مستمر للتخزين، ثم يُعاد استخدامه مرة أخرى كتيّار متردد.  إنه أقل كفاءة ولكن أكثر مرونة. على سبيل المثال، عندما يرغب شخص يمتلك بالفعل كوخاً في تركيب بطاريات في المستقبل، يكون من الأسهل تطبيق الربط التوافقي. ومع ذلك، في حالة شخص يقوم ببناء منزل جديد خارج الشبكة، فإن الربط المستمر يكون عادة الخيار الأكثر تفضيلاً لأنه أسهل ويستهلك طاقة أقل.

الاختلافات الرئيسية في التركيب وتصميم النظام

تختلف أنظمة الطاقة الشمسية المرتبطة بتيار متردد والتيار المستمر ليس فقط في طريقة التعامل مع الطاقة، بل أيضًا في التركيب والتصميم. كما يمكن أن تكون الأنظمة المرتبطة بتيار مستمر أسهل عند بناء جميع المكونات في نفس الوقت، مثل تجميع الألواح ووحدة التحكم في الشحن والبطارية والعاكس، حيث تتضمن مراحل تحويل أقل واستخدام عدد أقل من الأسلاك. مما يجعلها مثالية للمنازل خارج الشبكة أو المباني المبتكرة التي تكون فيها المساحة والكفاءة من الاعتبارات الأساسية. من ناحية أخرى، تعمل الأنظمة المرتبطة بتيار متردد بشكل أفضل في حالات التحديثات. وعلى الرغم من أن تحديث عاكس موجود لإدخال بطارية لا يتطلب إعادة تهيئة كاملة للنظام، إلا أنه عادةً ما يحتاج إلى أجهزة إضافية، وعاكسين متصلين على التوالي، وتمديدات كهربائية إضافية، وربما زيادة في الحرارة والصيانة.

متى يجب اختيار التخزين المرتبط بتيار مستمر لتحقيق أقصى أداء

تُعدّ الأنظمة المرتبطة بتيار مستمر (DC-coupled) عادةً الأكثر كفاءة. وبما أن الطاقة تبقى على شكل تيار مستمر حتى يتم استهلاكها، فإن هدر الطاقة يكون أقل، وشحن البطاريات يكون أكثر كفاءة. وتُستخدم هذه الأنظمة في المباني والمنازل المنفصلة عن الشبكة، وفي الحالات التي يكون فيها كل واط مهمًا، كما أنها تتطلب صيانة أقل. كما توفر تحكمًا محسنًا في الشحن يساعد على إطالة عمر البطارية. ويسمح النظام المستخدم في منزل بيئي نائي للألواح الشمسية بشحن البطاريات مباشرةً وبأقل قدر من الهدر، مما يمكنه من استخدام أكبر قدر ممكن من الطاقة المتراكمة، حتى خلال الأيام الغائمة أو الممطرة.