توليد الطاقة الهجينة الشمسية له فوائد كبيرة في مجال الطاقة والبيئة والاقتصاد ، وهو واحد من أعلى مصادر الطاقة الخضراء الجودة.

تحت متوسط ظروف أشعة الشمس في الصين ، تثبيت 1 كيلوواط موزعةأولار الهجينة يمكن للنظام توليد 1200 كيلوواط ساعة من الكهرباء سنويا، وتقليل استخدام الفحم (الفحم القياسي) بنحو 400 كيلوغرام، وتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بنحو طن واحد.

ووفقا لنتائج البحوث التي أجراها الصندوق العالمي للحياة البرية (WWF)، من حيث تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، يتم تركيب متر مربع واحد منالهجينة الشمسية نظام توليد الطاقة يعادل زراعة 100 متر مربع من الغابات.

في الوقت الحاضر، تطوير الطاقة المتجددة مثلالهجينة الشمسية وسيكون توليد الطاقة أحد الوسائل الفعالة لحل المشاكل البيئية بشكل أساسي مثل الضباب والمطر الحمضي.

تشير توليد الطاقة الهجينة الشمسية إلى استخدام الخلايا الهجينة الشمسية الشمسية لتحويل الإشعاع الشمسي مباشرة إلى طاقة كهربائية. توليد الطاقة الهجينة الشمسية هو التيار الرئيسي لتوليد الطاقة الشمسية اليوم.

يشير النظام الهجين الشمسي الموزع إلى مرافق توليد الطاقة الهجينة الشمسية المبنية بالقرب من مواقع المستخدمين ، والتي تتصل عموما بشبكات الطاقة ذات مستويات الجهد أقل من 35 كيلو فولت. وتستهلك الكهرباء المولدة بشكل رئيسي محليا وتتميز بتنظيم متوازن في نظام التوزيع. وتشمل طريقة تشغيل الأنظمة الهجينة الشمسية الموزعة الاستخدام الذاتي والاتصال بشبكة الكهرباء الفائضة والاتصال بالشبكة الكاملة. يشير الاستخدام الذاتي العفوي والاتصال بالشبكة الكهربائية الفائضة إلى الاستخدام الأولوي للكهرباء التي تولدها أنظمة توليد الطاقة الهجينة الشمسية الموزعة من قبل مستخدمي الطاقة ، وترتبط الكهرباء الفائضة بالشبكة ؛ يشير الاتصال بالشبكة الكاملة إلى دمج جميع الكهرباء التي تولدها أنظمة توليد الطاقة الهجينة الشمسية الموزعة في شبكة الطاقة.

يتبع توليد الطاقة الموزعة مبادئ التكيف مع الظروف المحلية، والتخطيط النظيف والكفاءة واللامركزية، والاستخدام القريب، والاستفادة الكاملة من موارد الطاقة الشمسية المحلية لاستبدال وتقليل استهلاك الطاقة الأحفورية.

الأنظمة الهجينة الشمسية الموزعة المتكاملة مع المباني هي حاليا شكل تطبيق مهم للأنظمة الهجينة الشمسية الموزعة ، مع تقدم تكنولوجي سريع ، يتجلى أساسا في طرق التثبيت المتكاملة مع المباني والتصميم الكهربائي للمبنى الهجينة الشمسية. وفقا لأساليب التثبيت المختلفة جنبا إلى جنب مع المباني ، يمكن تقسيمها إلى Building Integrated PV (BIPV) و Building Attached PV (BAPV). وفيما يلي التعريف:

BIPV: نظام هجين شمسي يستخدم وحدات هجينة شمسية متخصصة مصممة خصيصا لاستبدال مواد البناء أو المكونات القائمة أثناء التركيب والتكامل مع المبنى. إن تفكيك الوحدات الهجينة الشمسية سيجعل المبنى غير قابل للاستخدام. وحدات الهجينة الشمسية لا تحتاج فقط لتلبية المتطلبات الوظيفية لتوليد الطاقة الهجينة الشمسية ، ولكن يجب أن تلبي أولا المتطلبات الوظيفية الأساسية للمباني ، مثل المتانة والعزل الحراري والمقاومة للماء والرطوبة والقوة والصلابة المناسبة. وتشمل الأنواع الشائعة البلاطات الهجينة الشمسية ، وجدران الستائر الهجينة الشمسية ، والسقوف الهجينة الشمسية ، والنوافذ الهجينة الشمسية ، ومظلات الشمس الهجينة الشمسية أو الحواجز الشمسية.

BAPV: نظام هجين شمسي يستخدم وحدات هجينة شمسية عادية ويتم تركيبها على المبنى الأصلي ، دون استبدال مواد البناء أو المكونات. يتم تثبيته مباشرة على السطح أو مرتبطة بالجدار. لن يؤثر هدم الوحدات الهجينة الشمسية في هذا المبنى على الوظائف الأساسية للمبنى الأصلي.

يشير نظام الهجين الشمسي الموزع المنزلي إلى نظام الهجين الشمسي الموزع الذي تم بناؤه باستخدام المباني ضمن نطاق منزل الشخص الطبيعي ، مثل المنازل المملوكة ذاتيا والمرافق المساعدة.

الأنظمة الهجينة الشمسية الموزعة المنزلية عادة ما تكون لها خصائص مثل قدرة تركيب صغيرة ، واتصال شبكة منخفضة الجهد ، وعمليات التسجيل المبسطة واتصال الشبكة.

يتكون نظام توليد الطاقة الهجينة الشمسية الموزعة المنزلية من المصفوفات الهجينة الشمسية (تتكون المصفوفات الهجينة الشمسية من وحدات الهجينة الشمسية في سلسلة وموازية) ، والمحولات الهجينة الشمسية ، وقواسين الهجينة الشمسية ، وقفصات الشبكة الهجينة الشمسية ، وحدات التحكم (اختيارية) ، وحزم البطارية (اختيارية) ، وكابلات AC / DC ، وأجزاء أخرى.

المكون الأساسي لنظام توليد الطاقة الهجينة الشمسية هو وحدة الهجينة الشمسية ، والتي تتكون من الخلايا الهجينة الشمسية المتصلة في سلسلة وموازية ومغلفة. يحول الطاقة الشمسية مباشرة إلى طاقة كهربائية.

الكهرباء التي تولدها الوحدات الهجينة الشمسية هي التيار المستمر ، والذي يمكن تحويله إلى تيار متناوب باستخدام محول أو نقله بالكامل إلى الشبكة العامة. من منظور آخر ، يمكن توليد الكهرباء التي تولدها أنظمة توليد الطاقة الهجينة الشمسية واستخدامها على الفور ، أو تخزينها في أجهزة تخزين الطاقة مثل البطاريات وإطلاقها للاستخدام حسب الحاجة.

يتم تحديد زاوية تركيب المصفوفات الضوئية بشكل رئيسي بواسطة خط الطول والعرض والجرعة المثلى من الإشعاع لمنطقة التثبيت.

بسبب ظروف التثبيت ، إذا لم تتمكن زاوية تركيب المكونات من الوصول إلى المستوى المثالي ، فيمكن ضبط الزاوية بشكل مناسب. سيتأثر توليد الطاقة من الأسطح غير الجنوبية بشكل كبير.

بسبب أن العامل الرئيسي الذي يؤثر على توليد الطاقة الهجينة الشمسية هو كمية ضوء الشمس ، يجب تركيب المكونات في الاتجاه الأكثر وفرة من ضوء الشمس.

كما أن زوايا التثبيت المختلفة لها تأثير على كفاءة توليد الطاقة للوحدات الهجينة الشمسية.

يتم اختيار المحولات الهجينة الشمسية بشكل عام كنوع في الهواء الطلق ، باستخدام طريقة التبريد الطبيعية ، مع مستوى حماية عال من القشرة (عادة ما يصل إلى IP65) ، مما يتطلب الحد الأدنى من التعديل البيئي للتركيب ، وانخفاض التكلفة ؛ في الوقت نفسه ، مع تثبيت المحول في الهواء الطلق ، فإن الضوضاء الناتجة عن تشغيله ستقلل إلى حد كبير من تأثيرها على المستخدمين ، ولكن هناك حاجة إلى حماية جيدة للمعدات.

عموما، يتم تكوين المحولات لمجموعة الطاقة المقابلة وفقا لمتطلبات النظام، ويجب أن تتطابق طاقة المحول المحددة مع أقصى قدرة لمجموعة الخلايا الهجينة الشمسية. يتم اختيار الطاقة المخرجة الاسمية للمحول الهجين الشمسي بشكل عام لتكون قريبة من إجمالي الطاقة المدخلة (عادة ما تتحكم في حدود 1.3 للحمل الزائد) ، والتي يمكن أن توفر التكاليف.

من ناحية أخرى ، يمكن تحسين اختيار قدرة المحول بناء على ظروف التثبيت. إذا لم يكن موقع التثبيت واضحاً في المرحلة المبكرة من التصميم ، ولم يتم النظر في موقع التثبيت بالكامل ، يجب اختيار محولات الطاقة الشمسية الهجينة المنخفضة الطاقة قدر الإمكان لتحقيق تتبع الطاقة المستقل متعدد القنوات. إذا لزم الأمر ، يجب اختيار المحولات الصغيرة لتحقيق أقصى قدر من تتبع الطاقة للوحدات الأصغر ، وذلك لضمان مشكلة عدم مطابقة السلسلة الموازية الناجمة عن الموقع غير الكافي أو غير المنتظم في المرحلة اللاحقة.

وفقا للوضع المحدد لموقع التثبيت ، يمكن اختيار أنواع ومواصفات مختلفة من الوحدات الهجينة الشمسية. تحدد منطقة الاستخدام الفعالة لموقع التثبيت حجم الوحدات. إذا كنت تريد تثبيت قدرة أكبر لكل وحدة مساحة، يمكن اختيار وحدات عالية الكفاءة. يمكن أيضًا اختيار المكونات ذات الألوان الحدودية المختلفة بناءً على مظهر المبنى القائم ، ويمكن تحديد طول موصلات المكونات وفقًا لطريقة الاتصال المتوازي في الموقع.

يتطلب اختيار المكونات الاعتبار الشامل لعوامل مثل مساحة التثبيت والقدرة المثبتة والتكلفة. بشكل عام ، يجب اختيار منتجات المكونات ذات السمعة الجيدة والجودة الجيدة والشهادة (بما في ذلك تصنيف الحريق) ، وضمان الجودة الجيدة وخدمة ما بعد البيع.

كمكون أساسي للأنظمة الهجينة الشمسية ، تؤثر المحولات بشكل مباشر على توليد الطاقة في النظام. وتجدر الإشارة إلى النقاط التالية:

(1) بسبب الاتصال بين المحول وشبكة الطاقة التي تغير خصائص المقاومة للمحول ، من السهل تسبب صدى المحول نفسه ، والذي غالبا ما يحدث عندما يتم توصيل عدة محولات بالتوازي ؛

(2) بعد تركيب المحول ، يجب على شخص مخصص إجراء فحص جديد ووضع علامة عليه وتسجيله ؛

(3) يجب أن يكون الاتصال بين قناة التهوية العاكس والقناة الخارجية مع اتصال ناعم لمنع الضوضاء الميكانيكية الناجمة عن الاهتزاز الميكانيكي؛

(4) عندما تزيد ضوضاء ورائحة المحول ، يجب إيلاء الاهتمام ، وينبغي التحقق من الأخطاء الداخلية للمحول لتحديد السبب والتعامل معه وفقًا لذلك ؛

(5) إيلاء الاهتمام للكشف عن تسرب المحول، التأريض، تسلسل المراحل، إلخ أثناء التثبيت وإصلاح الأخطاء؛

(6) يجب أن يكون هناك شخصان على الأقل في نفس الوقت أثناء تصحيح العكس ، وينبغي إيلاء الاهتمام لحماية سلامة المشغلين.

لتقدير توليد الطاقة لنظام توليد الطاقة الهجينة الشمسية ، من الضروري معرفة ساعات ذروة أشعة الشمس (إجمالي الإشعاع الشمسي المستلم على سطح وحدة الهجينة الشمسية ، يتم تحويله إلى ساعات تحت إشعاع 1000W / m2) ، وكفاءة النظام ، وقدرة تركيب النظام في المنطقة المحلية حيث يتم تثبيت النظام.

على سبيل المثال ، تم تثبيت نظام متصل بشبكة شمسية هجينة 10 كيلوواط في بكين مع ساعات ذروة أشعة الشمس لمدة 4 ساعات. كفاءة النظام المتصل بالشبكة الهجينة الشمسية حوالي 80٪. لذلك ، فإن الصيغة لحساب توليد الطاقة اليومي للنظام هي: قدرة تركيب المكونات × ساعات ذروة أشعة الشمس × كفاءة النظام = 10 × 4 × 0.8 = 32 كيلوواط ساعة ، أي حوالي 32 كيلوواط ساعة من الكهرباء.