هل يمكن تخزين الطاقة الشمسية واستخدامها في الليل؟

يتم جمع الطاقة الشمسية بشكل أساسي بواسطة الألواح الكهروضوئية. تتكون الألواح الكهروضوئية من العديد من الخلايا الكهروضوئية ، والتي تستخدم التأثير الكهروضوئي لمواد أشباه الموصلات لتحويل الطاقة في أشعة الشمس إلى طاقة كهربائية. عندما تضيء أشعة الشمس على الألواح الكهروضوئية ، تتفاعل الفوتونات مع الإلكترونات في مواد أشباه الموصلات ، مما يسمح للإلكترونات باكتساب ما يكفي من الطاقة وجعل التحولات ، وبالتالي تشكيل تيار كهربائي. عندما يكون هناك ضوء الشمس الكافي خلال اليوم ، يمكن أن تولد الألواح الكهروضوئية الكثير من الكهرباء.

ومع ذلك ، بسبب دوران الأرض ، لا يوجد ضوء الشمس في الليل ، وتتوقف توليد الطاقة الكهروضوئية. من أجل إدراك استخدام الطاقة الشمسية في الليل ، هناك حاجة إلى تكنولوجيا تخزين الطاقة. في الوقت الحاضر ، هناك العديد من طرق تخزين الطاقة للاختيار من بينها.

من بينها ، يستخدم تخزين طاقة البطارية على نطاق واسع. تعتبر بطاريات الليثيوم أيون خيارًا شائعًا ، والتي تتمتع بمزايا كثافة الطاقة العالية ، وكفاءة الشحن والتفريغ العالية ، وعمر الخدمة الطويل. عندما يكون توليد الطاقة الكهروضوئية وفيرة خلال اليوم ، يتم إدخال الكهرباء الزائدة في بطاريات ليثيوم أيون للتخزين. عندما تسقط الليل ، تبدأ البطارية في التصريف ، وإطلاق الطاقة الكهربائية المخزنة لاستخدامها من قبل المعدات الكهربائية المختلفة مثل المنازل والشركات. على سبيل المثال ، في بعض أنظمة توليد الطاقة الشمسية الموزعة ، يتم استخدام الكهرباء الناتجة عن الألواح الكهروضوئية المثبتة في المنزل مباشرة خلال اليوم ، ويتم تخزين الكهرباء المتبقية في حزمة بطارية الليثيوم أيون. في الليل ، يمكن استخدام الكهرباء المخزنة مثل كهرباء الشبكة العادية ، مما يحقق درجة معينة من الاكتفاء الذاتي للطاقة ، مما يقلل من الاعتماد على الشبكات التقليدية ، وكذلك الحد من فواتير الكهرباء.

بالإضافة إلى بطاريات الليثيوم أيون ، تعد بطاريات حمض الرصاص أيضًا طريقة لتخزين الطاقة شائعة الاستخدام. تقنية بطارية الحموضة الرصاص ناضجة نسبيا ومنخفضة التكلفة. على الرغم من أن كثافة الطاقة ليست جيدة مثل بطاريات الليثيوم أيون ، إلا أنها تستخدم على نطاق واسع في بعض قدرة تخزين الطاقة وتخزين الطاقة-ولا سيما المتطلبات العالية ، مثل بعض أنظمة ضوء الشوارع الشمسية الصغيرة. خلال اليوم ، تقوم الطاقة الشمسية بشحن بطارية الحمض الرصاص ، وفي الليل تعمل البطارية على تشغيل أضواء الشوارع لضمان إضاءة الطرق.

بالإضافة إلى ذلك ، هناك أيضًا طريقة تخزين طاقة واسعة النطاق مثل التخزين الضخ. يستخدم الكهرباء الزائدة أثناء حمل الطاقة المنخفضة لضخ المياه إلى خزان مرتفع للتخزين ، ويطلق الماء لتوليد الكهرباء أثناء استهلاك الطاقة الذروة ، خاصة في الليل عندما لا تستطيع الطاقة الشمسية توليد الكهرباء. ومع ذلك ، يتطلب التخزين الضخ ظروفًا جغرافية محددة ، ويجب أن تكون هناك تضاريس مناسبة مع اختلافات عالية ومنخفضة في الارتفاع لبناء الخزانات ومحطات الطاقة الكهرومائية.

بالإضافة إلى ذلك ، يتم تطوير تقنيات تخزين الطاقة الناشئة مثل تخزين الطاقة دولاب الموازنة. يتم تخزين الطاقة دولاب الموازنة لتخزين الطاقة الحركية من خلال دولاب الموازنة الدوارة عالية السرعة. عندما تكون الطاقة الشمسية كافية ، تدفع الطاقة الكهربائية دولاب الموازنة إلى التدوير لتخزين الطاقة ، وفي الليل ، يتم تحويل الطاقة الحركية لحلالة الموازنة إلى طاقة كهربائية وتحريرها. يتمتع تخزين الطاقة دولاب الموازنة بخصائص الشحن السريع وسرعة التفريغ والحياة الطويلة. على الرغم من أن نطاق التطبيق الخاص به محدود نسبيًا في الوقت الحالي ، إلا أنه يتمتع بإمكانات تطوير كبيرة في مجال تخزين الطاقة الشمسية في المستقبل.

من خلال تقنيات تخزين الطاقة هذه ، يمكن للطاقة الشمسية أن تتجاوز قيود النهار والليل وتحقيق إمدادات طاقة أكثر استقرارًا ومستمرًا. هذا لا يفضي فقط إلى تحسين معدل استخدام الطاقة النظيفة مثل الطاقة الشمسية ، مما يقلل من الاعتماد على الطاقة الأحفورية التقليدية ، وتقليل انبعاثات الكربون ، ولكن أيضًا تزويد الأشخاص بضرائب طاقة موثوقة في العديد من المجالات مثل المنازل والصناعات والتجارة ، ولعب دور مهم في بناء نظام طاقة مستدامة. مع التقدم المستمر لتكنولوجيا تخزين الطاقة والحد من التكاليف ، سيصبح موضع الطاقة الشمسية في مشهد الطاقة المستقبلي أهمية متزايدة ، وسنستخدم أيضًا طاقة الشمس بشكل أكثر كفاءة ، سواء كان ذلك ليلا أو نهارا.