شرح وأفضل الممارسات لنظام الطاقة الشمسية لتقليل الذروة

لـ موازنة إمدادات الطاقة والطلب وتخفيف الضغط على الشبكة، تقوم شركات المرافق باستمرار بتقديم هياكل أسعار مبتكرة لتلبية احتياجات مستهلكي الطاقة السكنية. الهدف المشترك من هذه الجهود هو تحفيز استهلاك الطاقة عندما تكون تكاليف الإنتاج منخفضة وكبح استخدام الطاقة عندما تكون التكاليف مرتفعة.

أسعار الاستخدام حسب الوقت، والمعروفة أيضًا باسم تعريفات الاستخدام حسب الوقت، هي نظام تعريفي مستخدم على نطاق واسع. وفقًا لـ الوكالة الأوروبية للتعاون بين هيئات تنظيم الطاقة، 21 دولة أوروبية (أي 75%) تتبنى تعريفة الاستخدام حسب الوقت، بينما لا تستخدم 7 دول (BG، CY، DE، HU، IT، LU، RO) هذه التعريفات.

تعمل تسعيرة الوقت حسب الاستخدام من خلال تغيير أسعار الكهرباء على مدار اليوم، مع أسعار أقل خلال ساعات الذروة المنخفضة وأسعار أعلى خلال ساعات الذروة. يشجع هذا المستهلكين على تحويل استخدامهم للطاقة إلى الفترات غير الذروة، مما يقلل من الطلب في أوقات الذروة وضغط الشبكة، وهو مفهوم يعرف بـ "تخفيض الذروة".

في هذه التدوينة، سنتناول أهمية تقليل الذروة في أنظمة الطاقة الشمسية وسنستكشف أفضل الممارسات للاستفادة القصوى من هذا النهج المبتكر.

 

 

ما هو تقليل الذروة وكيف يعمل

تخفيض الذروة هو استراتيجية تُستخدم في مجال إدارة الطاقة الشمسية لتعظيم استخدام الطاقة المولدة من الألواح الشمسية خلال فترات زمنية محددة.

تتضمن عملية تقليل الذروة تقليل استهلاك الكهرباء من الشبكة خلال فترات الطلب العالي، عادةً خلال ساعات الذروة، لتقليل تكاليف الطاقة وتقليل الضغط على الشبكة الكهربائية. وغالبًا ما يتم تحقيق ذلك من خلال تقليص العمليات غير الأساسية مؤقتًا أو التحول إلى مصادر الطاقة البديلة.

"ملء الوادي" يُستخدم جنبًا إلى جنب مع "تخفيض الذروة" لتحقيق الإمكانات الكاملة لأنظمة الطاقة الشمسية. ويتضمن إعادة وضع ذروة الطلب العالي على الشبكة لاستهلاك الطاقة إلى فترات الأسعار المنخفضة، مثل أواخر الليل. تستفيد هذه الاستراتيجية من انخفاض أسعار الكهرباء خلال ساعات الذروة المنخفضة وتعمل على تحسين استخدام الطاقة الزائدة التي قد تذهب سدى.

من خلال دمج تقنيات تقليل الذروة وملء الوادي، يمكن للمستهلكين تسوية طلبهم على الكهرباء على مدار 24 ساعة، مما يعود بالنفع عليهم وعلى الشبكة. لا تقلل هذه الطريقة من تكاليف الطاقة فحسب، بل تعزز أيضًا استقرار الشبكة، وتقلل من الأثر البيئي، وتعزز الاستقلالية الطاقية.

 

أفضل الممارسات لتصميم وتشغيل نظام تقليل الذروة

أحد الجوانب الأكثر أهمية في تقليل ذروة الاستهلاك هو دمج تخزين البطاريات. تعتبر البطاريات حيوية في تخزين الطاقة الزائدة التي يتم توليدها خلال ساعات انخفاض الطلب لاستخدامها خلال فترات الذروة. إنها تعمل كوسادة، مما يسمح لك بتحويل استهلاك الطاقة الخاص بك وتقليل اعتمادك على الشبكة عندما تكون تكاليف الكهرباء أعلى.

لتنفيذ استراتيجية فعالة لتقليل ذروة الحمل ضمن نظام الطاقة الشمسية، يُنصح بدمج أفضل الممارسات التالية:

 

تقييم ملف الحمل ومعدل استخدام الوقت

يتطلب تحقيق تقليل الذروة اعتبارات دقيقة لعاملين حاسمين: ملف الحمل و جداول أسعار الكهرباء.

 

تحميل الملف الشخصي

للبدء، من الضروري إجراء تحليل شامل لـ منحنى استهلاك الكهرباء. سيساعدك هذا التحليل على فهم كيفية تقلب استخدام الطاقة في أوقات مختلفة من اليوم.

من خلال فحص هذه البيانات، يمكنك تحديد متى يحدث الحمل الأقصى وتحديد الكمية الدقيقة للطاقة المطلوبة خلال هذه الفترات القصوى.

 

جداول أسعار الكهرباء

بالإضافة إلى ذلك، من المهم أن يكون لديك فهم واضح لهيكل أسعار الاستخدام الزمني (TOU) لشركتك المرفقية. تتضمن أسعار TOU أسعار كهرباء متغيرة على مدار اليوم، عادةً مع أسعار أعلى خلال ساعات الذروة وأسعار أقل خلال ساعات غير الذروة. هذه المعرفة لا تقدر بثمن في تحسين استراتيجيتك لإدارة الطاقة.

من خلال فهم هذه التغيرات في الأسعار، يمكنك اتخاذ قرارات مستنيرة حول متى تستخدم أو تخزن الطاقة.

 

إعداد نظام تقليل الذروة

مع فهم شامل لملف الحمولة الخاص بك وهيكل أسعار وقت الاستخدام، يمكنك الآن إعداد نظام تقليل الذروة الخاص بك.

تشغيل نظام الطاقة الشمسية يمكن أن يتم تصميمه وفقًا لأهداف ومجموعات مستخدمين مختلفة اعتمادًا على احتياجاتهم وتفضيلاتهم المحددة. إليك بعض السيناريوهات ومجموعات المستخدمين التي قد تميل نحو "الاستهلاك الذاتي مع عدم التصدير" أو "فائض الاستهلاك الذاتي".

 

الخيار 1 - تقليل الذروة للاستهلاك الذاتي مع عدم التصدير

تخفيض الذروة للاستهلاك الذاتي مع عدم التصدير هو استراتيجية تركز على تعظيم استخدام الطاقة المولدة من الشمس داخل ممتلكاتك دون تصدير الطاقة الزائدة إلى الشبكة. الهدف هو استهلاك أكبر قدر ممكن من الطاقة التي تنتجها، خاصة خلال ساعات الذروة، لتقليل تكاليف الكهرباء وتقليل الضغط على الشبكة.

تُعتبر المحولات الحالية مكونًا رئيسيًا لمراقبة تدفق الطاقة. من خلال تركيب المحولات الحالية، يمكنك قياس استهلاك الكهرباء وتوليدها، مما يسمح بالتحكم الدقيق في تدفقات الطاقة.

PowMr محول تقليل الذروة، المزود بجهاز CT، يمكن أن يكون له دور فعال في هذه الاستراتيجية. يساعد في مراقبة استهلاكك للكهرباء في الوقت الفعلي ويضمن أنك لا تصدر طاقة زائدة إلى الشبكة.

خذ، على سبيل المثال، نموذج SunSmart 10K. مع وظيفة إعداد الشحن والتفريغ حسب الفترات الزمنية، يمكنك تحديد الفترة الزمنية لقطع الشحن من الشبكة وتبديل الفترة الزمنية بين وضع تفريغ البطارية ووضع إمداد الطاقة من الشبكة.

لديها ثلاث فترات شحن محددة وثلاث فترات تفريغ، وهو ما يعد مثالياً لتحسين استخدام الطاقة وفقًا لتعرفة الاستخدام حسب الوقت في مناطق مختلفة.

مع هذه الميزة، يمكنك إعداد نظام طاقة شمسية لتقليل ذروة تخزين البطارية لا يمد الشبكة بالطاقة:

تخفيض الذروة - تحديد فترة تفريغ البطارية

• وفقًا لجدول استخدام الوقت المحلي، اكتشف ساعات الذروة وحددها كـ "فترة تفريغ البطارية".
• خلال هذه الفترة، تكون المهمة الأساسية للمحول هي سحب الطاقة من البطارية لتلبية طلب الحمل، مع كون الطاقة من الشبكة هي الملاذ الأخير.

ملء الوادي - التحكم في فترة شحن المرافق

• استنادًا إلى جدول استخدام الوقت المحلي، حدد الفترة الزمنية التي تحتوي على أقل فاتورة كهرباء وقم بتعيينها كـ "فترة شحن المرافق".
• خلال هذه الفترات، يعطي العاكس الأولوية لاستخدام الطاقة الشمسية لتلبية طلب الحمل وشحن البطارية.
• فقط عندما تكون الطاقة الشمسية غير كافية، يقوم العاكس بسحب الطاقة من الشبكة، مما يضمن الحصول على الكهرباء بأقل تكلفة ممكنة ويسعى لتقليل الكهرباء المستمدة من الشبكة.

من خلال هذه الاستراتيجية لإدارة الطاقة، يمكن للمحول الذكي تقليل تكاليف الكهرباء، وتأمين الطاقة خلال فترات الذروة المنخفضة، وزيادة استخدام الطاقة الشمسية وأنظمة تخزين الطاقة، مما يقلل الاعتماد على الشبكة.

 

 

دليل إعداد الفيديو لعكس الطاقة الشمسية مع تخزين البطارية - تقليل الذروة

 

الخيار 2 - فائض الاستهلاك الذاتي

تعتبر الفوائض الناتجة عن الاستهلاك الذاتي استراتيجية شاملة للطاقة الشمسية. بمجرد إعداد نظام تقليل الذروة وتحسينه للاستهلاك الذاتي، يمكن دمج الطاقة الفائضة المولدة بسلاسة في الشبكة. تتضمن هذه الاستراتيجية عادةً بعض العمليات المعقدة:

• تقييم فرص تغذية الشبكة
  ابدأ بتقييم التشريعات المحلية و سياسات المرافق الخاصة بتغذية الشبكة. تأكد من أن نظام الطاقة الشمسية الخاص بك معتمد ومفوض للتفاعل مع الشبكة. الامتثال لمعايير السلامة والتقنية أمر ضروري.
• تحسين سعة النظام
  لتحقيق التوازن الفعال بين تقليل الذروة والتغذية في الشبكة، تحتاج إلى تحسين سعة نظام الطاقة الشمسية الخاص بك. تأكد من أنه يتماشى مع احتياجاتك الطاقية و متطلبات الشبكة المحلية.
• اختيار العاكس
  اختر العاكسات المزودة بميزات التغذية الشبكية. يجب أن تدعم هذه العاكسات تصدير الطاقة بسلاسة إلى الشبكة مع الحفاظ على التحكم في تقليل الذروة. يمكن أن يكون عاكس PowMr المتصل بالشبكة، الذي تم ذكره سابقًا، خيارًا ممتازًا.
• العملية المتزامنة
  مماثل للخيار 1، قم بتنسيق تشغيل نظام الطاقة الشمسية الخاص بك مع أسعار الاستخدام حسب الوقت.
• الامتثال والتقارير
  تأكد من الالتزام بجميع اللوائح المحلية، بما في ذلك معايير السلامة والبيئة. احتفظ بسجلات دقيقة لإنتاج الطاقة واستهلاكها وتغذية الشبكة لأغراض التقرير.

تعتبر هذه الاستراتيجية أكثر تعقيدًا مقارنةً بالاستراتيجية السابقة، حيث تتطلب استثمارًا أوليًا، والحاجة إلى خبرة فنية في إعداد النظام وصيانته، وقيود محتملة بسبب سعة الشبكة وزحام الشبكة.