האם אחסון האנרגיה המבוזר של PV מחובר בהכרח לרשת?

כיום, בעולם האנרגיה המודרני, מערכות אחסון האנרגיה של פוטו-וולטאים מבוזרים תופסות את מרכז הבמה. אבל, רובם תוהים אם אחסון אנרגיה PV מבוזר חייב להיות מחובר לרשת. ובכן, הבה נבחן יותר את השאלה, ונבין מצבים שונים של מערכות החשמל המבוזרות של PV יחד עם נקודות תכנון חשמליות קשורות.

מלכתחילה, מערכת הפקת חשמל PV מבוזרת יכולה להיות מחוץ לרשת.
מערכות ייצור חשמל פוטו-וולטאיות מבוזרות אינן בהכרח מחוברות לרשת; הם יכולים גם להיות מחוץ לרשת. מערכות ייצור חשמל פוטו-וולטאיות מבוזרות מחוץ לרשת מיושמות בעיקר באזורים שבהם אי אפשר או קשה להתחבר לרשת החשמל, או שבהם רשת החשמל אינה יציבה. מערכות כאלה כוללות בדרך כלל פאנלים סולאריים, סוללות, בקרים וממירים. הפאנלים הסולאריים ממירים אנרגיית שמש לחשמל, הסוללה נטענת דרך הבקר, וכאשר יש צורך בחשמל, החשמל שבסוללה מומר ל-AC דרך המהפך לשימוש העומס.
היתרון של המערכת מחוץ לרשת הוא העצמאות והאמינות שלה. באזורים מרוחקים מסוימים, כגון אזורים הרריים ואיים, מערכות ייצור חשמל PV מחוץ לרשת יכולות לספק לתושבים המקומיים אספקת חשמל יציבה מבלי להיות מושפעת מתקלות ברשת. חוץ מזה, בכמה אירועים מיוחדים, כמו פעולות שטח, חילוץ חירום וכו', ניתן להשתמש גם במערכת מחוץ לרשת.
למערכות מחוץ לרשת יש גם מספר חסרונות. ראשית, העלות של מערכות כאלה גבוהה יחסית מכיוון שצריך לצייד סוללות אחסון. שנית, לסוללות חיי שירות מוגבלים ויש להחליפו מדי פעם, מה שמגדיל את עלות התחזוקה. בנוסף, הקיבולת של מערכות מחוץ לרשת היא בדרך כלל קטנה ואינה יכולה לעמוד בדרישת חשמל בקנה מידה גדול.
לעומת זאת, מערכת PV מבוזרת המחוברת לרשת מחברת את החשמל הנוצר מפאנלים סולאריים לרשת לאחר המרתו ל-AC באמצעות מהפך. במהלך תהליך זה, כאשר ייצור החשמל הסולארי גדול מצריכת החשמל, ניתן לספק את עודפי החשמל לרשת, בעוד כאשר האנרגיה הסולארית המופקת אינה מספיקה למשתמשים, הם יכולים להרוויח אותו מהרשת.
היתרון של מערכת המחוברת לרשת הוא בכך שהיא יכולה להשתמש במלוא היציבות והאמינות של הרשת, ובמקביל היא גם יכולה למכור את הכוח העודף לרשת תמורת תמורה כלכלית כלשהי. חוץ מזה, מערכת המחוברת לרשת היא פשוטה יחסית ולא יקרה להתקנה ולתחזוקה.
עם זאת, למערכת המחוברת לרשת יש גם כמה בעיות: למשל, עליה לעמוד בדרישות הגישה לרשת במונחים של מתח, תדר, גורם הספק ועוד. בנוסף לכך, הדור שלו יושפע מתנאי מזג האוויר, כמו גשם או שלג, ויש חוסר יציבות בדורו. שנית, מה צריך לכלול התכנון החשמלי?
בין אם מערכת ייצור חשמל פוטו-וולטאית מבוזרת או מחוברת לרשת, התכנון החשמלי שלה צריך לקחת בחשבון את ההיבטים הבאים: בחירה ופריסה של פאנל סולארי. פאנל סולארי הוא מרכיב הליבה של מערכת ייצור חשמל פוטו-וולטאית מבוזרת, והבחירה והפריסה שלו משפיעים ישירות על ייצור החשמל והביצועים של המערכת. בעת בחירת הפנל הסולארי, יש לקחת בחשבון גורמים כגון כוח, יעילות, אמינות ותוחלת חיים. בינתיים, לאור מצב האור של מקום ההתקנה, שטח הגג, הכיוון וגורמים נוספים, יש צורך גם לבצע פריסה סבירה כדי למקסם את השימוש באנרגיה סולארית.
עבור מערכת מחוץ לרשת, יש גם צורך לשקול התאמת תנאים בין פאנלים סולאריים וסוללות לטעינה מלאה של הסוללות בתנאי אור שונים.
בחירת סוללה וחישוב קיבולת
הסוללה היא החלק ההכרחי במערכת ייצור חשמל PV מבוזר מחוץ לרשת, תפקידה לאגור את החשמל שנוצר מהפאנל הסולארי לשימוש בלילה או בימים מעוננים וגשומים. בבחירת הסוג יש לקחת בחשבון גורמים כמו סוג, קיבולת, אורך חיים, יעילות הטעינה והפריקה של המצבר.
עבור מערכות המחוברות לרשת, אמנם אין צורך בהצטיידות של סוללות אחסון, אך במצבים מסוימים, כמו כשל ברשת, היא גם יכולה לשקול לצייד קיבולת מסוימת של סוללות אחסון כמקור כוח גיבוי. לאחר מכן יש לחשב את קיבולת הסוללה עבור יכולתה לספק את צורכי המשתמשים בשעת חירום. בחירת בקר ומהפך
הבקר הוא אחד המרכיבים החשובים ביותר במערכת ייצור החשמל הפוטו-וולטאית המבוזרת; הוא שולט על הפלט של הפאנל הסולארי כדי למנוע טעינת יתר או פריקת יתר של הסוללה. בעת בחירת בקר, יש לקחת בחשבון את תפקוד הבקר, ביצועים, אמינות וגורמים נוספים.
המהפך הוא מכשיר הממיר את הספק ה-DC שנוצר על ידי הפאנלים הסולאריים לכוח AC, ובחירתו צריך לקחת בחשבון גורמים כמו הספק המהפך, יעילותו, צורת הגל והאמינות של המהפך. עבור מערכות מחוץ לרשת, יש גם לשקול האם מתח המוצא והתדר של המהפך תואמים את העומס.

חיווט חשמלי והתקני הגנה
חיווט חשמלי הוא מרכיב הכרחי של מערכת ייצור החשמל המבוזרת של PV, והתכנון שלו חייב לקחת בחשבון היבטים כמו הבטיחות, האמינות והאסתטיקה של המערכת. בחיווט, יש לשים לב להקפדה על הקודים והתקנים החשמליים הרלוונטיים כך שהדרישות לגבי שטחי החתך של החוטים, ביצועי הבידוד, בין היתר, יתקיימו.
התקן הגנה הוא ערובה הבטיחותית החשובה במערכת הפקת חשמל PV מבוזרת. כאשר המערכת נכשלת, היא תנתק את אספקת החשמל בזמן כדי למנוע את התרחבות התאונה. התקני המיגון כוללים מפסקי זרם, נתיכים, מגני נזילה וכו', אשר צריכים להיות מוגדרים באופן סביר בהתאם לקיבולת ולדרישות המערכת במהלך הבחירה וההתקנה. תכנון מערכת ניטור
מערכת הניטור היא חלק חשוב ממערכת הפקת החשמל המבוזרת של PV, שיכולה לנטר את מצב הפעולה של המערכת בזמן אמת, לרבות ייצור החשמל של פאנלים סולאריים, הספק הסוללה, הספק המוצא של המהפך וכדומה. באמצעות מערכת הניטור, המשתמשים יכולים להבין את פעולת המערכת בזמן, לאתר בעיות ולטפל בהן בזמן.
היא צריכה להתחשב בקנה המידה והדרישה של המערכת, לבחור ציוד ניטור ותוכנה מתאימים ולבצע התקנה והפעלה סבירים. שלישית, הסיכום אחסון אנרגיה PV מבוזרת אינו בהכרח מחובר לרשת, אלא יכול להיות גם מחוץ לרשת. מערכות מחוץ לרשת ישימות לאותם אזורים שאינם ניתנים לחיבור לרשת או שהרשת אינה יציבה עבורם, עם יתרונות של עצמאות ואמינות, אך העלות גבוהה יחסית. מערכת המחוברת לרשת יכולה לנצל את כל היציבות והאמינות מהרשת תוך מכירת עודפי חשמל לרשת עבור רווח כלכלי מסוים.

במהלך יישום התכנון החשמלי במערכת ייצור חשמל פוטו-וולטאית מבוזרת, יילקחו בחשבון: בחירה ופריסה של הפאנל הסולארי, בחירה וחישוב קיבולת הסוללה, בחירת הבקר והמהפך, תכנון חיווט והגנה חשמלי, תכנון מערכת ניטור ועוד. רק תכנון חשמלי רציונלי מסוגל להבטיח שמערכות ייצור חשמל PV מבוזרות פועלות בצורה בטוחה, מהימנה וביעילות גבוהה.
לצד התקדמות טכנולוגית מתמשכת והפחתת עלויות, בעתיד, תפקידים משמעותיים יותר ימלאו מערכות אחסון אנרגיה פוטו-וולטאיות מבוזרות. המערכות להפקת חשמל פוטו-וולטאי מבוזר יספקו לנו מקור אנרגיה נקי ואמין יותר.