تخزين البطارية المقترنة بالتيار المتردد والتيار المستمر: ما الذي يجب أن تختاره؟

يعد تخزين البطاريات المقترنة بالتيار المستمر أكثر كفاءة بشكل عام بالنسبة للمنشآت الشمسية الجديدة لأن الطاقة تنتقل مباشرة من الألواح الشمسية إلى البطارية دون خطوات تحويل إضافية. ومع ذلك، توفر الأنظمة المقترنة بالتيار المتردد سهولة التعديل التحديثي للمنازل التي تم بالفعل تركيب الألواح الشمسية فيها، حيث أن البطارية تتصل بأسلاك التيار المتردد الموجودة في المنزل. يعتمد الاختيار الصحيح على ما إذا كنت تقوم ببناء نظام جديد لتخزين الطاقة المنزلية أو إضافة نظام إلى إعداد موجود.

إن اختيار نظام تخزين طاقة البطارية المنزلية المناسب لا يقتصر فقط على اختيار حزمة البطارية. يتعلق الأمر بفهم كيفية تواصل هذه البطارية مع الألواح الشمسية والعاكس واللوحة الكهربائية في منزلك. يهيمن تكوينان على السوق: الأنظمة المقترنة بالتيار المتردد والأنظمة المرتبطة بالتيار المستمر. ولكل منها مسار توصيل مميز، وملف تعريف التكلفة، ونتائج الكفاءة، ويمكن أن يؤثر اتخاذ هذا القرار بشكل صحيح على مقدار القيمة التي تحصل عليها من بطارية تخزين الطاقة الخاصة بك لسنوات قادمة.

غالبًا ما يتفاجأ أصحاب المنازل الذين يستكشفون خيارات البطاريات الشمسية عندما يعلمون أن طريقة "الاقتران" مهمة بقدر أهمية سعة البطارية أو كيمياءها. يمكن أن يؤدي عدم التطابق بين إعداد الطاقة الشمسية الموجود لديك والبطارية التي اخترتها لتخزين الطاقة المنزلية إلى فقدان الطاقة غير الضروري، أو ارتفاع تكاليف التركيب، أو مشكلات التوافق مع الشركة المصنعة للعاكس. يقوم هذا الدليل بتحليل كلا التكوينين بعبارات واضحة، ويقارن نقاط القوة والضعف الخاصة بهما، ويساعدك على معرفة الإعداد الذي يناسب موقفك.

سواء كنت تقوم بتركيب نظام جديد تمامًا لتخزين الطاقة الشمسية أو إضافة حزمة بطارية إلى نظام تخزين الطاقة المنزلي الذي يحتوي بالفعل على ألواح شمسية، سيساعدك هذا الدليل على اتخاذ قرار مستنير يحمي استثمارك ويزيد من استقلاليتك في مجال الطاقة.

ما هو تخزين البطارية المقترنة بالتيار المستمر؟

في النظام المقترن بالتيار المستمر، يتم توصيل الألواح الشمسية والبطارية والعاكس معًا على جانب التيار المباشر (DC) من النظام. تتدفق الطاقة الشمسية من الألواح إلى عاكس هجين واحد، والذي يدير كلاً من شحن البطارية وتحويل طاقة التيار المستمر إلى طاقة تيار متردد قابلة للاستخدام لمنزلك.

نظرًا لأن الطاقة الشمسية لا تحتاج إلى تحويلها عدة مرات قبل الوصول إلى البطارية، فإن الأنظمة المقترنة بالتيار المستمر عادةً ما تفقد طاقة أقل في هذه العملية. وهذا يجعلها خيارًا شائعًا بين موردي تخزين الطاقة المنزلية الذين يقومون ببناء منشآت جديدة من الصفر، حيث يمكن تخطيط البطارية والعاكس ومجموعة الطاقة الشمسية وتركيبها معًا.

الخصائص الرئيسية للأنظمة المقترنة بالتيار المستمر

• يقوم عاكس هجين واحد بإدارة الشحن بالطاقة الشمسية وتخزين البطارية وتحويل التيار المتردد.

• يتم تقليل خسائر تحويل الطاقة إلى الحد الأدنى نظرًا لأن الطاقة تنتقل عبر مراحل أقل.

• الأنسب لتركيبات الطاقة الشمسية الجديدة حيث يتم تركيب البطارية والألواح في نفس الوقت.

• في كثير من الأحيان تكون التكلفة مقدمًا ميسورة التكلفة نظرًا لأنه يلزم وجود عاكس واحد فقط.

تم تصميم منتجات مثل بطارية الليثيوم لتخزين الطاقة الشمسية المثبتة على الحائط AJP16A 48V 300Ah 15kWh لتتكامل مباشرة مع العاكسات الهجينة المتوافقة، مما يجعلها مناسبة تمامًا لأصحاب المنازل الذين يخططون لإعداد مقترن بالتيار المستمر من الألف إلى الياء.

ما هو تخزين البطارية المقترنة بالتيار المتردد؟

تتخذ الأنظمة المقترنة بالتيار المتردد نهجًا مختلفًا. هنا، تتصل الألواح الشمسية بمحول الطاقة الشمسية الخاص بها، مما يحول طاقة التيار المستمر إلى طاقة تيار متردد للاستخدام المنزلي الفوري. تتصل البطارية بعد ذلك بشكل منفصل بلوحة التيار المتردد بالمنزل من خلال عاكس البطارية الخاص بها، والذي يحول طاقة التيار المتردد مرة أخرى إلى تيار مستمر للتخزين، ويعود إلى التيار المتردد مرة أخرى عندما يحين وقت استخدام تلك الطاقة المخزنة.

تعني خطوة التحويل الإضافية هذه أن الأنظمة المقترنة بالتيار المتردد تفقد قدرًا أكبر من الطاقة بشكل عام. لكن المقايضة هي المرونة. نظرًا لأن البطارية تتصل بشكل مستقل عن المجموعة الشمسية، فمن الأسهل بكثير تعديل الأنظمة المقترنة بالتيار المتردد في المنازل التي تحتوي بالفعل على ألواح شمسية ومحولات.

الخصائص الرئيسية للأنظمة المقترنة بالتيار المتردد

• تحتوي كل من البطارية والألواح الشمسية على عاكس منفصل خاص بها.

• من الأسهل إضافتها إلى نظام الطاقة الشمسية الحالي دون استبدال العاكس الشمسي.

• أقل كفاءة قليلاً بسبب التحويلات المتعددة من DC إلى AC إلى DC.

• غالبًا ما يستخدم لتطبيقات الطاقة الاحتياطية، حيث يمكن شحن البطارية من الشبكة وكذلك من الطاقة الشمسية.

تعد بطارية تخزين الطاقة المنزلية AJP5C 51.2V 100AH ​​مثالًا جيدًا لحزمة البطاريات المرنة لتخزين الطاقة المنزلية التي يمكنها دعم حالات استخدام الطاقة خارج الشبكة والنسخ الاحتياطي حيث يكون اقتران التيار المتردد أو التكوينات المستقلة منطقيًا عمليًا.

AC-Coupled مقابل DC-Coupled: مقارنة جنبًا إلى جنب

ما الذي يجب عليك اختياره: مقترن بالتيار المتردد أم بالتيار المستمر؟

تعتمد الإجابة الصحيحة بشكل كبير على إعدادك وأهدافك الحالية.

اختر وحدة تخزين مقترنة بالتيار المستمر إذا كنت تقوم بتركيب ألواح شمسية وبطارية لتخزين الطاقة المنزلية في نفس الوقت، وتكون الكفاءة أولوية قصوى. وبما أن النظام بأكمله مصمم معًا، فسوف تقلل من فقدان الطاقة وغالبًا ما تقلل من تكاليف التركيب عن طريق تجنب العاكس الثاني.

اختر وحدة تخزين مقترنة بالتيار المتردد إذا كان لديك بالفعل ألواح شمسية مثبتة وترغب في إضافة حزمة بطارية لتخزين الطاقة المنزلية دون استبدال العاكس الشمسي الموجود لديك. يعد هذا التكوين منطقيًا أيضًا إذا كنت تريد بطارية يمكن شحنها من الشبكة خارج ساعات الذروة، وليس فقط من إنتاج الطاقة الشمسية.

اختر وحدة تخزين مقترنة بالتيار المتردد إذا كنت تعيش في منطقة معرضة لانقطاع الشبكة بشكل متكرر وتريد طاقة احتياطية لا تعتمد فقط على ضوء الشمس. وبما أن البطاريات المقترنة بالتيار المتردد يمكن شحنها من الشبكة، فإنها توفر مرونة أكبر للاستعداد لحالات الطوارئ.

اختر وحدة تخزين مقترنة بالتيار المستمر إذا كنت تعمل مع مورد لتخزين الطاقة المنزلية لتصميم نظام جديد وتريد أبسط تكوين ممكن للأسلاك مع عدد أقل من نقاط الفشل المحتملة.

ما الذي تبحث عنه في نظام تخزين طاقة البطارية المنزلية

بغض النظر عن طريقة الاقتران التي تختارها، هناك بعض العوامل المهمة في جميع المجالات عند تقييم خيارات بطارية الطاقة الشمسية:

كيمياء البطارية. بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد (LiFePO4)، مثل تلك المستخدمة في طرازي AJP16A وAJP5C، مفضلة على نطاق واسع لتخزين الطاقة المنزلية نظرًا لاستقرارها الحراري ودورة حياتها الطويلة مقارنة بكيمياء أيونات الليثيوم الأقدم.

دورة الحياة والضمان. يخبرك العمر المصمم للبطارية، والذي يتم قياسه بدورات الشحن والتفريغ، بالمدة التي يجب أن تعمل فيها بشكل موثوق. على سبيل المثال، تم تصنيف AJP16A لأكثر من 8000 دورة بعمق تفريغ يصل إلى 80%، مدعومًا بضمان لمدة 15 عامًا.

عمق التفريغ (DOD). يقيس هذا مقدار السعة الإجمالية للبطارية التي يمكن استخدامها دون الإضرار بعمرها. تعني تقييمات DOD الأعلى، مثل 100% DOD في AJP5C، أنك تحصل على المزيد من الطاقة القابلة للاستخدام من نفس حجم البطارية.

التوافق العاكس. قبل شراء بطارية، تأكد من أنها تعمل مع معدات الشركة المصنعة للعاكس، أو خطط لشراء عاكس هجين متوافق بجانبها إذا كنت تسير في المسار المقترن بالتيار المستمر.

قابلية التوسع. إذا كنت تتوقع أن تنمو احتياجاتك من الطاقة، فابحث عن الأنظمة التي تدعم توصيلات البطارية المتوازية. يدعم كل من AJP16A وAJP5C ما يصل إلى 16 وحدة بالتوازي، مما يسمح لأصحاب المنازل بتوسيع السعة بمرور الوقت.

اتخاذ القرار المناسب لمنزلك

إن الاختيار بين تخزين البطارية المقترنة بالتيار المتردد والمزدوج بالتيار المستمر يعتمد على التوقيت والأهداف. تستفيد التركيبات الجديدة عمومًا من الكفاءة المبسطة لاقتران التيار المستمر، في حين أن إعدادات الطاقة الشمسية الحالية غالبًا ما تكون أفضل من خلال مرونة اقتران التيار المتردد. لا يعد أي من الخيارين "أفضل" عالميًا - فالاختيار الصحيح هو الخيار الذي يناسب البنية التحتية الكهربائية الحالية لمنزلك وأهداف الطاقة طويلة المدى.

قبل اتخاذ القرار النهائي، استشر فني تركيب مؤهل أو مورد تخزين الطاقة المنزلي الذي يمكنه تقييم إعداد الطاقة الشمسية الحالي لديك، واستهلاك الطاقة المنزلية لديك، وأولويات الطاقة الاحتياطية لديك. يمكن للبطارية المتوافقة جيدًا لتخزين الطاقة المنزلية، سواء كانت مقترنة بالتيار المتردد أو التيار المستمر، أن تقلل فواتير الكهرباء بشكل كبير، وتزيد من مرونتك أثناء انقطاع التيار، وتقرب منزلك من استقلال الطاقة.

الأسئلة المتداولة

هل التخزين المقترن بالتيار المستمر أغلى من التخزين المقترن بالتيار المتردد؟
ليس بالضرورة. غالبًا ما تكلف الأنظمة المقترنة بالتيار المستمر تكلفة أقل للتركيبات الجديدة لأنها تتطلب عاكسًا هجينًا واحدًا فقط. يمكن أن تكلف الأنظمة المقترنة بالتيار المتردد مبلغًا أكبر مقدمًا عند التعديل التحديثي، نظرًا للحاجة إلى عاكس منفصل للبطارية، ولكنها تتجنب تكلفة استبدال العاكس الشمسي الموجود.

هل يمكنني التبديل من وحدة تخزين مقترنة بالتيار المتردد إلى وحدة تخزين مقترنة بالتيار المستمر لاحقًا؟
يتطلب تبديل التكوينات عادةً استبدال إعداد العاكس، مما يزيد التكلفة والتعقيد. من الأفضل اختيار التكوين الذي يناسب خططك طويلة المدى منذ البداية، بدلاً من التبديل لاحقًا.

ما المدة التي تدوم فيها أنظمة تخزين طاقة البطاريات المنزلية عادةً؟
تم تصنيف معظم بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد المنزلية، مثل AJP16A، لما يزيد عن 6000 إلى 8000 دورة شحن، والتي يمكن أن تترجم إلى 15 عامًا أو أكثر من الاستخدام المنتظم اعتمادًا على كيفية تدوير البطارية.

هل تؤثر طريقة الاقتران على مدة بقاء البطارية أثناء انقطاعها؟
لا تؤثر طريقة الاقتران بشكل مباشر على عمر البطارية، ولكنها يمكن أن تؤثر على كيفية شحن البطارية أثناء انقطاع التيار. يمكن للأنظمة المقترنة بالتيار المتردد أن تشحن في كثير من الأحيان من الشبكة عندما تكون متاحة، في حين تعتمد الأنظمة المقترنة بالتيار المستمر عادةً على إنتاج الطاقة الشمسية لإعادة الشحن أثناء فترات الانقطاع الممتدة.

هل يمكن للبطاريات المقترنة بالتيار المتردد والتيار المستمر أن تعمل خارج الشبكة؟
نعم، يمكن أن يدعم كلا التكوينين الاستخدام خارج الشبكة، على الرغم من أن الأنظمة المقترنة بالتيار المستمر غالبًا ما تكون مفضلة للإعدادات المخصصة خارج الشبكة نظرًا لكفاءتها العالية، نظرًا لأن كل جزء من الطاقة الشمسية يتم احتسابه عندما لا يكون هناك اتصال بالشبكة كنسخة احتياطية.