تستمر الحياة الحضرية في التغير بسرعة. فالمزيد من الناس يختارون العيش في شقق في أماكن مثل برلين ونيويورك ولندن. ومع ذلك، هناك حاجة متزايدة لحلول طاقة أكثر ذكاءً واستقلالية. ولكن إليك الأمر - يمكن أن تكون شرفتك، التي يغفل عنها الكثير من الناس، مصدراً صغيراً وقوياً للطاقة. عندما تقرن ألواح الطاقة الشمسية في الشرفة مع بطارية ذكية، يمكنك تحويل تلك البقعة الصغيرة في الهواء الطلق إلى محطة طاقة صغيرة خاصة بك.
في هذا المقال، سأطلعك في هذا المقال على كيفية عمل الطاقة الشمسية والتخزين في الشرفات، ولماذا أصبحت ذات أهمية كبيرة، وكيف يمكنك جعلها تناسب مساحتك الصغيرة. سواءً كنت مستأجراً وتهتم بالتحول إلى الطاقة الخضراء، أو كنت من محبي الطاقة الذاتية، أو تحاول فقط خفض فاتورة الكهرباء، فهناك شيء مفيد لك هنا.
بطارية أيونات الصوديوم 12 فولت 100 أمبير
لماذا تحتاج الحياة الحضرية إلى حلول طاقة أكثر ذكاءً
يجلب العيش في المدينة بعض التحديات الصعبة عندما يتعلق الأمر بالطاقة. فهناك عدد أكبر من الناس، ومساحات أضيق، وفواتير أعلى، وشبكات لا تستطيع مواكبة ذلك أحياناً.
ارتفاع مستوى المعيشة في الشقق السكنية وانعدام أمن الطاقة
إذا نظرت حولك في أوروبا أو الولايات المتحدة أو المملكة المتحدة، ستجد أن الملايين يعيشون في شقق. وعلى عكس المنازل، لا تتمتع معظم الشقق بإمكانية الوصول إلى الطاقة الشمسية على الأسطح بسهولة أو تجهيزات كبيرة للطاقة. لذا يعتمد السكان في الغالب على الشبكة المركزية - وهذا يعني خيارات أقل.
تستمر أسعار الكهرباء في الارتفاع بسبب زيادة الطلب وتقادم الشبكة. بالإضافة إلى ذلك، تحدث الانقطاعات في كثير من الأحيان. بصراحة، أعتقد أن صناعة الطاقة لا تريد حقاً الاعتراف بمدى خطورة ذلك على سكان المدن.
إليك بعض الحقائق: إذا كانت شقتك محاطة بالمباني العالية، فقد لا توفر لك الألواح الشمسية على شرفتك الكثير. يقول بعض الخبراء أن الطاقة الشمسية في الشرفة هي شيء جيد أكثر من كونها حلاً حقيقياً في مراكز المدن المزدحمة.
لماذا تعتبر الشرفات من أصول الطاقة التي يتم تجاهلها
قد تندهش، ولكن العديد من الشرفات تلتقط كمية جيدة من ضوء الشمس خلال النهار. وهذا مكان رائع للحصول على الطاقة الشمسية دون الحاجة إلى مساحة على السطح. وهذا هو السبب في أن الطاقة الشمسية في الشرفات آخذة في الازدهار بالفعل، خاصة في ألمانيا - وبدأت في الانتشار في الولايات المتحدة.
لقد حصلت ألمانيا على السبق بفضل السياسات والحوافز الذكية التي تجعل من الطاقة الشمسية في الشرفة أمراً ممكناً وبأسعار معقولة. تستمر أسعار البطاريات في الانخفاض، وتصل الأنظمة الأسهل في الاستخدام إلى السوق. ولكن تحذير عادل - لقد رأيت ملاك العقارات يضعون حواجز على الطرق، وقد يكون التركيب صعباً في بعض الأحيان. لذا، ليس كل شيء يسير بسلاسة.
إليك فكرة سريعة - كانت الشرفات في السابق مجرد مساحة إضافية للنباتات أو الكراسي. أما الآن، فقد أصبحت مفتاح الاستقلال في الطاقة. إنها مثل المثل القائل: "المفصلات الصغيرة تؤرجح الأبواب الكبيرة". في المدن، قد تفتح المساحات الصغيرة مثل الشرفات تغييرات كبيرة في مجال الطاقة.
ما هو النظام الشمسي للشرفة (وكيف يعمل)؟
إذا كنت جديدًا في هذا المجال، فإن أنظمة الطاقة الشمسية للشرفات هي في الأساس عبارة عن تجهيزات شمسية صغيرة مصممة لأماكن مثل الشرفات أو التراسات. فهي تحول ضوء الشمس إلى كهرباء يمكنك استخدامها على الفور أو تخزينها لوقت لاحق.
مكونات أنظمة الطاقة الشمسية للشرفات وأنواع تركيبها
تتضمن معظم الأنظمة:
- ألواح شمسية مصممة للشرفات - أصغر حجماً وأخف وزناً من ألواح السقف العادية
- محولات صغيرة تقلب الطاقة من تيار مستمر إلى تيار متردد، بحيث تعمل في منزلك
- أجهزة قياس الطاقة أو تطبيقات لتتبع كمية الطاقة التي تنتجها وتستخدمها
- أجهزة للتوصيل بأمان بأسلاك منزلك
هناك طريقتان أساسيتان لتركيبها: أطقم التوصيل والتشغيل والإعدادات الثابتة. أطقم التوصيل والتشغيل سهلة للغاية - ما عليك سوى تركيب الألواح وتوصيلها بمأخذ التيار الكهربائي. تحتاج التركيبات الثابتة إلى تصاريح ومحترفين لتوصيلها بالأسلاك، ولكنها عادةً ما تكون أكثر قوة وكفاءة.
بصراحة، يعد التوصيل والتشغيل أمرًا رائعًا إذا كنت مستأجرًا أو تريد شيئًا بسيطًا. ولكن إذا كنت ترغب في الحصول على أكبر قدر من الفائدة مقابل المال، فإن الإعدادات الثابتة تؤتي ثمارها بشكل أفضل على المدى الطويل - على الرغم من أنها تتطلب المزيد من الجهد مقدمًا.
الأطر القانونية وتفاعل الشبكة
قبل أن تبدأ، تأكد من مراجعة القواعد المحلية الخاصة بك. ألمانيا تجعل الأمر بسيطاً جداً مع حدود واضحة للحجم. في الولايات المتحدة، تتغير القواعد كثيراً حسب ولايتك أو مدينتك - فبعض الأماكن تريد تصاريح أو تحد من كمية الطاقة التي يمكنك إرسالها إلى الشبكة.
أصحاب العقارات، وقوانين مكافحة الحرائق، ومفتشو الكهرباء جميعهم لهم رأيهم. لقد رأيت مستأجرين يركبون أشياء بدون موافقة وينتهي بهم الأمر في الماء الساخن - لذا لا تتخطى هذا الجزء.
يمكنك إما أن ترسل طاقة إضافية إلى الشبكة إذا كان نظامك يسمح بذلك، أو أن تستخدم ما تصنعه بنفسك. إذا كنت متصلاً بالشبكة، فيمكن للقياس الصافي أن يمنحك رصيداً، ولكن بصراحة، تأتي أكبر الوفورات من استخدام طاقتك الخاصة، خاصة إذا كانت لديك بطاريات.
إضافة التخزين: لماذا يعد تكامل البطارية أمرًا مهمًا
الطاقة الشمسية رائعة أثناء النهار، ولكن ماذا عن الليل؟ هنا يأتي دور البطاريات.
إهدار الطاقة عندما لا تكون الشمس مشرقة
وبدون البطاريات، يقوم نظامك ببيع الطاقة الزائدة إلى الشبكة - عادةً بمعدلات منخفضة - أو يضيعها. وهذا يعني وفورات أقل وستظل تعتمد على الشبكة عندما يحل الظلام.
فائدة محدودة بدون تخزين
إن الاعتماد على طاقة الشبكة ليلاً يعني دفع أسعار أعلى والمخاطرة بانقطاع التيار الكهربائي، مما قد يقضي على فوائد الطاقة الشمسية.
الرغبة في الاستقلالية في الطاقة ليلاً
تحتفظ البطاريات بطاقتك الشمسية الإضافية حتى تتمكن من استخدامها عندما تريد - في الليل أو أثناء انقطاع التيار الكهربائي. فكّر في البطاريات كأنها ذاكرة نظامك، فهي تحافظ على طاقتك آمنة حتى تحتاج إليها.
أنواع البطاريات المستخدمة في إعدادات الشرفة
يختار معظم الناس بطاريات الليثيوم أيون أو LiFePO4. فهي توفر الكثير من الطاقة، وتدوم طويلاً، وهي أكثر أماناً من أنواع حمض الرصاص القديمة. لا تزال بطاريات AGM أو البطاريات الهلامية موجودة ولكنها عادة ما تكون أثقل وأقل كفاءة.
الإفصاح الكامل: كنت أعتقد أن حمض الرصاص هو الخيار الأفضل في الميزانية، ولكن انخفض سعر LiFePO4 كثيرًا وأصبح الآن حمض الرصاص هو الخيار الأفضل في الميزانية.
كيف يزيد التخزين من الاستخدام الذاتي للطاقة الشمسية
تتيح لك البطاريات الحصول على الطاقة الشمسية في أي وقت، مما يقلل من استخدام الشبكة وفاتورتك.
بطاريات LiFePO4 المدمجة للمساحات الضيقة
إنها خفيفة وصغيرة الحجم وأكثر أماناً - مثالية للشرفات الضيقة.
تحليل التكلفة مقابل الفائدة من إضافة البطاريات
بالتأكيد، البطاريات تكلف أكثر مقدماً. ولكن إذا كنت تهتم بالتوفير والطاقة الاحتياطية، فهي تستحق ذلك تماماً.
سيناريوهات حالة استخدام الطاقة الشمسية + التخزين في الشرفة
إليك بعض القصص الحقيقية التي رأيتها:
- قام أحد المستأجرين في برلين بتخفيض ما يقرب من 301 تيرابايت و3 تيرابايت من فاتورة الطاقة من خلال توقيت استخدام الطاقة باستخدام الطاقة الشمسية في الشرفة.
- زوجان متقاعدان يعتمدان على البطاريات الاحتياطية للحفاظ على تشغيل الأضواء والمعدات الطبية أثناء انقطاع التيار الكهربائي، وهو ما ينقذ حياتهما فعلياً.
- كبائن عطلة نهاية الأسبوع خارج الشبكة تعمل بالثلاجات وخدمة الواي فاي باستخدام الطاقة الشمسية المحمولة + البطاريات، ولا حاجة إلى مولد كهربائي مزعج.
- نجت إحدى العائلات من انقطاع التيار الكهربائي ليلاً بفضل طاقة البطارية التي أبقت الأضواء والأجهزة تعمل حتى عودة الشبكة.
هذه الأمثلة ليست مجرد أمثلة نظرية - فقد شهدت بنفسي الارتياح والإثارة.
الاعتبارات التقنية لتخزين الطاقة الشمسية في الأماكن الصغيرة
عادةً ما تعطي ألواح الشرفة 200-400 واط في الذروة، ولكن التظليل والمواسم تغير ذلك. حجم البطارية مهم - 500 واط ساعة يغطي الأساسيات، و1 كيلو واط ساعة أو 2 كيلو واط ساعة تشغل المزيد من الأشياء.
السلامة أمر لا بد منه: اختر البطاريات ذات تصنيفات IP جيدة، وأنظمة إدارة البطارية المدمجة (BMS)، وشهادات الحريق. (فكّر في نظام إدارة البطارية (BMS) كجهاز مناعة البطارية - فهو يكتشف المشاكل مبكراً).
قد تزعجك الضوضاء والحرارة في الشرفات الصغيرة. بعض البطاريات تصدر أزيزاً أو تصبح دافئة - ليس سيئاً للغاية، ولكن هذا شيء يجب مراقبته. يساعد تدفق الهواء الجيد والمراقبة الجيدة في الحفاظ على سلامة الأشياء وراحتها.
اختيار البطارية المناسبة لإعدادات الشرفة الخاصة بك
أنواع البطاريات وسعاتها
| الميزة | ليثيوم أيون | LiFePO4 | اجتماع الجمعية العمومية |
|---|
| كثافة الطاقة | عالية | متوسط | منخفضة |
| دورة الحياة | 1000-2000 دورة | 2000-5000 دورة | 300-500 دورة |
| السلامة | متوسط (يحتاج إلى تهوية) | ممتاز (مستقر للغاية) | متوسط (خطر التسرب) |
| الصيانة | منخفضة | منخفضة جداً | معتدل (يحتاج إلى سقي) |
| التكلفة | معتدل | أعلى مقدمًا | أقل مقدمًا |
بالنسبة إلى الاستوديوهات، عادةً ما تغطي البطاريات بقدرة 500 واط - 1 كيلو واط في الساعة الضروريات مثل الإضاءة وشحن الهاتف.
تتيح لك البطاريات المحمولة نقلها إلى الداخل بسهولة. تدوم البطاريات المثبتة على الحائط لفترة أطول وتتمتع بسعة أكبر. كما أن الشحن الأسرع ودورات الحياة الأطول تجعل المتاعب أقل بشكل عام.
التكلفة والعائد على الاستثمار والحوافز
تتراوح أسعار أطقم الشرفة الشاملة للبطاريات من حوالي \$800 إلى \$2500، حسب الحجم والعلامة التجارية. تتضمن الأطقم عادةً الألواح والعاكس والبطارية.
يتفاوت الاسترداد - عادةً ما يكون من 5 إلى 10 سنوات - ولكن يمكن للحوافز أن تسرّع من ذلك.
تقدم ألمانيا والمملكة المتحدة وبعض الولايات الأمريكية خصومات وإعفاءات ضريبية تخفف من التكاليف الأولية. يحب المستأجرون مجموعات التوصيل والتشغيل لأنها لا تتطلب تغييرات في المبنى، ولكن عادةً ما يكون لأصحاب العقارات رأي في ذلك.
الخاتمة
تُعد الطاقة الشمسية في الشرفة مع تخزين البطاريات طريقة ذكية وعملية للعيش بشكل أكثر اخضراراً ومرونة في المدينة. يمكنك التحكم في طاقتك وخفض بصمتك الكربونية - خارج باب منزلك مباشرةً.
إذا كنت تفكر في ذلك، تحدث إلى أحد المحترفين الذي يمكنه تصميم إعدادات تناسب مساحتك واحتياجاتك. تذكر أن الطاقة الذكية تبدأ صغيرة، وشرفتك هي المكان المثالي للبدء.
الأسئلة الشائعة
هل يمكنني تركيب لوح شمسي على شرفة منزلي المستأجر؟
عادةً ما تكون الإجابة بنعم، خاصةً مع أطقم التوصيل والتشغيل. ولكن تحقق دائماً من قواعد المالك والقوانين المحلية. غالباً ما تحتاج التركيبات الثابتة إلى إذن وتصاريح.
ما هي الأجهزة التي يمكنني تشغيلها ببطارية 1 كيلوواط ساعة؟
الأساسيات مثل الأضواء وشحن الهاتف والكمبيوتر المحمول والمراوح الصغيرة وغيرها من المعدات منخفضة الطاقة. تحتاج الأجهزة الأكبر حجماً إلى بطاريات أكبر.
ما مدى أمان تشغيل بطارية على الشرفة؟
تحتوي بطاريات الليثيوم الحديثة على ميزات أمان قوية. التركيب والتهوية المناسبين هما المفتاح. اتبع دائماً الشركة المصنعة والقوانين المحلية.