ما هو تخزين الطاقة الكهروضوئية؟

تتكون أنظمة تخزين الطاقة الكهروضوئية بشكل أساسي من جزأين: أجهزة توليد الطاقة الكهروضوئية وأجهزة تخزين الطاقة. تستخدم أجهزة توليد الطاقة الكهروضوئية التأثير الكهروضوئي لمواد أشباه الموصلات لتحويل الطاقة الشمسية مباشرة إلى طاقة كهربائية. تشمل الخلايا الكهروضوئية الشائعة السيليكون أحادي البلورة ، والسيليكون متعدد الكريستالات وبطاريات الأغشية الرقيقة. تحت أشعة الشمس ، تكتسب الإلكترونات الموجودة في الخلايا الكهروضوئية الطاقة وتتحرك بطريقة اتجاهية إلى التيار. يمكن توفير جزء من هذه الكهرباء مباشرة إلى الحمل ، مثل تشغيل الأجهزة الكهربائية المنزلية أو تشغيل بعض المعدات في الإنتاج الصناعي.

ومع ذلك ، نظرًا للخصائص المتقطعة وغير المستقرة للطاقة الشمسية ، من الصعب تلبية الطلب على إمدادات الطاقة المستمرة والمستقرة من خلال الاعتماد فقط على توليد الطاقة الكهروضوئية. في هذا الوقت ، هناك حاجة إلى أجهزة تخزين الطاقة. أجهزة تخزين الطاقة تشبه "مستودع الطاقة". عندما يكون توليد الطاقة الكهروضوئية كافية ، يتم تخزين الكهرباء الزائدة ؛ عندما لا يكون هناك ضوء كافي ، مثل في الليل أو في الأيام الغائمة ، يتم إصدار الكهرباء المخزنة للمستخدمين لاستخدامها. تشمل تقنيات تخزين الطاقة الشائعة الاستخدام حاليًا تخزين طاقة بطارية الليثيوم أيون ، وتخزين طاقة بطارية الرصاص ، والتخزين الضخ ، وتخزين طاقة دولاب الموازنة الناشئة. تتمتع بطاريات الليثيوم أيون بمزايا كثافة الطاقة العالية ، وكفاءة الشحن والتفريغ العالية ، وعمر الخدمة الطويل. يتم استخدامها على نطاق واسع في أنظمة تخزين الطاقة الكهروضوئية الموزعة وبعض أجهزة تخزين الطاقة الصغيرة. على الرغم من أن بطاريات حمض الرصاص لها كثافة طاقة منخفضة نسبيًا ، إلا أنها رخيصة نسبيًا ولا تزال تستخدم في بعض مناسبات كثافة الطاقة المنخفضة للتكلفة. يستخدم التخزين المضخن الكهرباء الزائدة أثناء حمل الطاقة المنخفضة لضخ المياه إلى الخزانات العالية للتخزين ، وإطلاق المياه لتوليد الكهرباء أثناء استهلاك الطاقة الذروة. تحتوي هذه الطريقة على سعة تخزين كبيرة للطاقة ، ولكن من الواضح أنها مقيدة بالظروف الجغرافية. تخزن تخزين الطاقة دولاب دولاب الموازنة الطاقة الحركية من خلال عوامل الطيران الدوارة عالية السرعة. لديها خصائص الشحن السريع وسرعة التفريغ والحياة الطويلة ، ولكن لا تزال تقنيتها يتم تطويرها وتحسينها.

أنظمة تخزين الطاقة الكهروضوئية لديها العديد من المعاني المهمة. بالنسبة للمستخدمين المنزليين ، يمكن أن يؤدي تثبيت أنظمة تخزين الطاقة الكهروضوئية إلى زيادة معدل الاكتفاء الذاتي لاستهلاك الكهرباء المنزلية ، وتقليل الاعتماد على شبكة الطاقة ، وتقليل فواتير الكهرباء ، وحتى في بعض الحالات ، تبيع الكهرباء الزائدة إلى شبكة الطاقة من أجل الربح. في المجال الصناعي ، يمكن أن يوفر تخزين الطاقة الكهروضوئية للمؤسسات قوة احتياطية مستقرة وموثوقة ، وتجنب انقطاع الإنتاج والخسائر الاقتصادية الناجمة عن انقطاع التيار الكهربائي ، ومساعدة المؤسسات على تقليل انبعاثات الكربون وتعزيز صورة الشركات والقدرة التنافسية. من منظور ماكرو ، يساعد التطبيق الواسع النطاق لتكنولوجيا تخزين الطاقة الكهروضوئية على تحسين هيكل الطاقة ، وزيادة نسبة الطاقة المتجددة في استهلاك الطاقة ، وتقليل الاعتماد على الطاقة الأحفورية التقليدية ، وتقليل انبعاثات غازات الدفيئة ، والتي تلعب دورًا مهمًا للغاية في التخفيف تغير المناخ العالمي.

كتقنية تجمع بين تحويل الطاقة الشمسية وتخزينها ، فإن تخزين الطاقة الكهروضوئية يغير تدريجياً الطريقة التي نستخدم بها الطاقة ووضع أساس متين لتحقيق مستقبل طاقة مستدام.