من الألواح إلى البطّاريات: أدوات تحوّل أشعة الشمس إلى طاقة كهربائية وكيفية تخزينها

تسعى المملكة العربية السعودية في رؤيتها لعام 2030 أن تتحوّل نحو الطاقة النظيفة المتجدّدة لتقليل الاعتماد على النفط، والطاقة الشمسية من أهمّ الطاقات المتجدّدة المتوفّرة في السعودية طوال اليوم وطوال العام تقريبًا. ورغم توفّر أدوات تحوّل أشعة الشمس إلى طاقة كهربائية وانطلاق مشاريع ضخمة لاستغلال الطاقة الشمسية لإنتاج الكهرباء، إلّا أنّ الاستهلاك المباشر وحده لا يكفي، وهنا يأتي دور البطّاريات لتخزين الطاقة الشمسية.

في هذا المقال، سنتحدّث عن آلية تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية وعن أهمّية تخزين هذه الطاقة وكيف يتمّ هذا التخزين، إضافة إلى نظرة على محطّات الطاقة المحمولة الّتي تقوم بتخزين الطاقة الشمسية وتتيح لنا استخدام الكهرباء في أيّ وقت وأيّ مكان.

ما هي أدوات تحويل أشعة الشمس إلى طاقة كهربائية؟

في نظام تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية المستخدم سواء في المنزل أو في الشركات، هناك أدوات تحوّل أشعّة الشمس إلى طاقة كهربائية، وهي أدوات ضرورية في هذا النظام لضمان عمل الأجهزة الكهربائية. هذه الأدوات تتمثّل في الألواح الشمسية والعاكسات، يُضاف لها أجهزة التحكّم بالشحن في حال وجود بطّارية لتخزين الطاقة الشمسية.

الألواح الشمسية (Solar Panels)

هي عبارة عن ألواح مكوّنة من خلايا شمسية يتمّ تثبيتها على الأسطح أو في مكان مناسب لاستقبال الشمس، تقوم بالتقاط أشعّة الشمس وتحويلها إلى تيّار كهربائي مستمر (DC). عادة ما يتمّ صنع الخلايا الشمسية من السيليكون، ويعتمد أداؤها على قوّة الضوء.

العاكسات (Inverters)

التيّار الكهربائي المستمرّ الّذي تقوم الألواح الشمسية بإنتاجه لا يمكن استخدامه مباشرة في الأجهزة الّتي تعمل بالكهرباء، لذلك يأتي دور العاكسات. فهذه الأداة تقوم بتحويل التيّار الكهربائي المستمرّ إلى تيّار متناوب (AC)، وهو ما يمكن استخدامه لتشغيل مختلف الأجهزة الكهربائية.

أجهزة التحكم بالشحن (MPPT)

لهذه الأجهزة دوران، فدورها الأوّل هو تنظيم شحن البطارية، حيث تقوم بمنع الشحن الزائد الّذي قد يتلف البطّارية والتفريغ الزائد الّذي يقلّل من عمرها. أمّا دورها الثاني، فيتمثّل في زيادة كفاءة استغلال الطاقة الشمسية من الألواح الشمسية، حيث تقوم أجهزة التحكّم بالشحن بمراقبة مقدار الطاقة الّتي تنتجها الألواح والحصول على أقصى قدر منها.

البطّاريات

البطّارية هي أهمّ جزء من نظام الطاقة الشمسية الّذي يقوم بتخزينها لاستخدامها لاحقا. تقوم البطارية بتخزين التيّار الكهربائي المستمرّ الّذي تنتجه الألواح الشمسية، وذلك من خلال منظّم الشحن. وعند الحاجة لاستخدامها، تقوم العاكسات بتحويل ذلك التيّار المستمرّ القادم من البطّارية إلى تيّار متناوب، والّذي يمكن استخدامه مباشرة لتشغيل الأجهزة الكهربائية.

أهمّية أنظمة تخزين الطاقة

ظهرت الحاجة إلى تخزين الطاقة الشمسية منذ وقت مبكّر في التاريخ، فلأنّ الشمس لا تكون مشرقة دائمًا، فقد كانت هناك حاجة لتخزين طاقتها لاستخدامها في اللّيل أو في الأوقات الّتي لا تتواجد فيها الشمس. ومنذ ظهور بطاريات الليثيوم، أصبح تخزين الطاقة الشمسية أسهل وأكثر كفاءة، ولم يعد استخدام نظام التخزين ضروريًا فقط في المناطق البعيدة عن شبكات الكهرباء، بل أصبح مستخدمًا حتّى في المنازل الّتي تسعى للتقليل من الاعتماد على الكهرباء والحصول على مخزون لاستخدامه في حالة الطوارئ.

وفي السعودية، تشرق الشمس بقوّة طوال العام تقريبًا، وهي طاقة ثمينة لا يجب تضييعها، خاصّة مع غيابها في اللّيل، وهو ما يُظهر الحاجة أكثر إلى استخدام أنظمة التخزين بدل استهلاكها مباشرة. إذ يمكن من خلال تخزينها تشغيل الأجهزة الكهربائية في المنزل أو خلال السفر أو التخييم أو في المناطق المعزولة في اللّيل والنهار دون الحاجة إلى الاتّصال بشبكة الكهرباء.

 كيف يعمل التخزين مع أدوات الطاقة الشمسية؟

كما شرحنا سابقًا، أهمّ جزء من أدوات تخزين الطاقة الشمسية هو البطّارية، ولهذا كلّما كانت البطّارية ذات كفاءة عالية، كلّما حصلنا على أفضل تخزين للطاقة الشمسية. هناك العديد من الشركات الّتي تقوم بصنع بطّاريات لتخزين الطاقة الشمسية واستخدامها لتشغيل الأجهزة الكهربائية، ومن ضمن البطّاريات الواعدة نذكر محطّة الطاقة المحمولة BLUETTI AC70. ولفهم طريقة عمل هذه المحطّة باستخدام الألواح الشمسية، إليك هذه النقاط:

• تقوم الألواح الشمسية باستقبال الضوء وتحويله إلى تيّار كهربائي مستمرّ.

• تقوم بطّارية الليثيوم الموجودة في محطّة BLUETTI AC70 بتخزين ذلك التيّار الكهربائي بمساعدة منظّم الشحن MPPT.

• حينما تمتلئ البطّارية، تصبح جاهزة للاستخدام وتشغيل الأجهزة الكهربائية.

• عند توصيل جهاز كهربائي بأحد منافذ محطّة الطاقة المحمولة، يقوم العاكس الموجود فيها بتحويل التيّار المستمرّ إلى تيّار متناوب، والّذي يقوم بتشغيل الجهاز فورًا.

• تواصل المحطّة عملها إلى أن تنفذ البطارية، ويتمّ شحنها ثانية عن طريق الألواح الشمسية لاستخدامها مجدّدا.

لماذا يُنصح باستخدام محطّة BLUETTI AC70؟

تأتي محطّة الطاقة المحمولة BLUETTI AC70 بالعديد من المزايا الّتي تجعلها مناسبة للاستخدام المنزلي والسفر ورحلات التخييم، إضافة إلى تشغيل الاستراحات والمساجد الصغيرة والمنازل في المناطق النائية. ولتفهم أكثر عمّا تقدّمه هذه المحطّة ولماذا هي مفيدة لك في السعودية لمساعدتك على تقليل الاعتماد على شبكة الكهرباء، إليك أهمّ مزاياها:

• تأتي بسعة 1000 واط و786 واط ساعي، ما يجعلها مناسبة للأجهزة الكبيرة ذات الاستهلاك العالي من الكهرباء.

• يمكن شحن المحطّة من الكهرباء مباشرة، حيث تُشحن إلى 80% خلال 45 دقيقة فقط، وهي مدّة شحن سريعة.

• يمكن شحن المحطّة عن طريق الألواح الشمسية دون الحاجة للكهرباء، حيث تصل سعة الشحن إلى 500 واط خلال حوالي ساعتين فقط، ما يعني إمكانية مواصلة تشغيل أجهزتك الكهربائية أينما كنت طالما هناك شمس مشرقة.

• تملك المحطّة 7 منافذ متنوّعة بين منافذ AC ومنافذ DC ومنافذ USB، ما يجعلها قادرة على تشغيل مختلف أنواع الأجهزة الكهربائية.

• تأتي المحطّة بوزن حوالي 10 كغ وأبعاد 31.5 × 20.8 × 25.6 سنتيمتر، ما يجعلها سهلة الحمل ويمكن أن تحملها معك أينما كنت دون القلق بشأن المساحة.

• يمكن التحكّم بالمحطّة عن طريق تطبيق هاتفي بسهولة.

• يمكن استخدام المحطّة لمنع انفصال أجهزتك في حال انقطاع الكهرباء المفاجئ.

• يتوفّر اختيار شراء المحطّة مع الألواح الشمسية، ما يجعلك قادرًا على شحنها بالطاقة الشمسية مباشرة بمجرّد شرائها.

الخاتمة – مستقبل الطاقة بين يديك

مع ظهور أدوات تحوّل أشعة الشمس إلى طاقة كهربائية مثل محطّات الطاقة المحمولة BLUETTI AC70، فقد أصبح التحوّل نحو الطاقة النظيفة والتقليل من الاعتماد على شبكة الكهرباء أمرًا ممكنًا وقابلًا للتطبيق. فمن خلال شراء محطّة طاقة محمولة مع الألواح الشمسية، يمكنك بسهولة استغلال الشمس المشرقة في السعودية لشحن المحطّة واستخدامها لتشغيل أجهزتك الكهربائية دون دفع أيّ تكلفة مقابل الكهرباء. 

ولأنّ محطّات الطاقة المحمولة تعتمد على الألواح الشمسية أو على الشحن المباشر عن طريق القابس، فهي آمنة للاستخدام المنزلي لأنّها لا تحتاج إلى وقود قد يشكّل خطر الانفجار أو اشتعال النار.

تأتي هذه المحطّات بأحجام مناسبة للحمل وبمزايا عالية لتشغيل مختلف الأجهزة الكهربائية مثل الهواتف والحواسيب والأضواء والثلّاجات وآلات الطبخ وغيرها، ما يجعلها مناسبة للمنزل والسفر ومختلف الاستعمالات. فطالما هناك شمس مشرقة، يمكنك الاعتماد على محطّة الطاقة المحمولة أينما كنت. 

الأسئلة الشائعة

كيف يتمّ تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية؟

يتمّ تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية من خلال الخلايا الشمسية في الألواح الشمسية، والّتي تقوم بامتصاص الضوء وتحويله إلى تيّار مستمرّ عن طريق إطلاق إلكترونات داخل الخلايا. يقوم العاكس بعد ذلك بتحويل هذا التيّار المستمرّ إلى تيّار متناوب، وهو ما يذهب مباشرة إلى الأجهزة الكهربائية لتبدأ العمل.

كم يستغرق شحن محطّة BLUETTI AC70 من الشمس؟

يمكن شحن المحطّة إلى 500 واط خلال ساعتين فقط عن طريق الألواح الشمسية، ويعتمد الوقت عادة على شدّة الشمس ونوعية الألواح الشمسية وزاوية وضعها مقابل الشمس.

هل يمكن استخدام محطّة BLUETTI AC70 أثناء الشحن؟

نعم، تدعم محطّة BLUETTI AC70 تشغيل الأجهزة الكهربائية خلال شحنها، سواء كان الشحن يتمّ عن طريق القابس أو عن طريق الألواح الشمسية، وهذا يعني بأنّك لا تحتاج انتظار امتلاء البطّارية للبدء باستخدام المحطّة.