المحطات الهجين Hybrid
تعرف المحطات الهجين عموماً بأنها مشاركة مصدرين مختلفين أو أكثر من مصادر توليد (أو تخزين) الطاقة الكهربائية لتأمين التغذية الكهربائية للحمل. ويمكن أن تكون خليط من المصادر التقليدية و المتجددة معآ أو متجددة فقط.
- العديد من الصناعات تضطر إلى الاعتماد على الطاقة من مولدات الديزل أثناء انقطاع التيار الكهربائي. لذا نجد أن ارتفاع أسعار الوقود الأحفوري ورفع الدعم عن الديزل في العديد من الدول مصدر قلق متزايد للصناعات في البلاد.
- المحطات الهجين Hybrid تتميز بقدرتها على توفير الكهرباء من خلال الالواح مباشرة بالأضافة الي التيار الخاص بالشبكة القومية او من مولد احتياطي يعمل على الديزل او طاقة الرياح
- أنظمة الديزل الهجينية تسمح بإجراء تخفيضات كبيرة في تكاليف الوقود وإمدادات الطاقة
- أفضل الحالات لأستخدام النظام الهجيني يمكن العثور عليها في المواقع النائية مثل قطاع التعدين و البترول, حيث نقل وقود الديزل لمسافات طويلة مكلف, و لكن في نفس الوقت محاولة الأستغناء التام عن الديزل و الأكتفاء بالطاقة الشمسية فقط يعتبر خيار غير عملي و مكلف جدأ في هذه الأستخدامات الكثيفة, حيث بينت دراستنا المتعددة أهمية إضافة مولد تقليدي إلى تشكيلة النظام الهجين وعدم الاكتفاء بخيار تأمين التغذية عن طريق الطاقة المتجددة فقط.
- يتم استخدام هذا النظام بدل من المحطة المستقلة عن الشبكة عند وجود مصدر اضافي للطاقة , و هو خيار أفضل من الاستثمار في بنك بطاريات متضخم نادرا ما يعمل بكامل طاقته .
- يعتبر مشروع الطاقة الشمسية والحرارية الهجينة بالكريمات من اكبر المشاريع الهجينيى التي تم تنفيذها في الدول العربية بتمويل من البنك الدولي
برنامج تصميم المحطة الشمسسة الهجين
لتصميم المحطة الشمسية الهجين الرجاء ادخال بيانات الأجهرة الكهربائية والتي سوف تستخدمها و ترك خانة العدد فارغة لأي جهاز ليس عندك يمكنك اختيار اي مكان في العالم من الخريطة حيث ان تصميم النظام و حجمه يعتمد علي الموقع الجغرافي. عند استكمال جميع البيانات الرجاء الضغط علي زر “أرسال” اسفل الصفحة للحصول فورا علي تصميم النظام الشمسيخصائص المحطات الهجين
- يتم التصميم علي اساس توفير جزء من الاحتياح للكهرباء بواسطة الطاقة الشمسية و ليس كل الأستهلاك
- إذا كانت الطاقة المولدة من الألواح غير كافية لتزويد الأحمال و البطاريات في أوقات الذروة، يقوم النظام بإعادة شحن البطاريات من الشبكة أو المولد بصورة تلقائية
- فيتم استخدام كل الطاقة المولدة من الخلايا اولأ ثم اضافة اي عجز من كهرباء الشبكة القومية, اما اذا حدث انقطاع للتيار الكهربائى فانه يوفر طاقة بديلة من خلال بطاريات متصلة به ذات سعات تخزينية مختلفة يتم تحديدها بناء على رغبة العميل.
- علي عكس النظام المنفصل تماما عن الشبكة, لا يشنرط هنا تخزين كميات كبيرة من الطاقة
- المحطات الهجين لها محول من نوع Hybrid inverter بالمخارج الأتية:
- مصدر الطاقة الشمسية: مدخل DC قادم من الالواح
- مصدر الطاقة البديل: مدخل 220 فولت AC او 380 فولت (3 فاز) قادم من شبكة الكهرباء
- مصدر بديل اَضافي: بعض الموديلات لها مدخل 60Hz قادم من المولد الديذل
- مخرج يذهب الي بنك البطاريات
- مخرج 220 فولت AC او 380 فولت (3 فاز) يذهب الي الاستخدام المنزلي.
مميزات المحطات الهجين
- توفير مصدر بديل للطاقة في جالة انقطاع التيار الكهربائي
- في التطبيقات المتصلة بالشبكة يقوم هذا النظام بتوفير جزء كبير من الكهرباء , و بالتالي يدخل المستهلك في شرائح المحاسبة المدعومة لفواتير الكهرباء
- يمكن بيع فائض الكهرباء المولدة من الألواح الي شركات توزيع الكهرباء , و ذلك بشرط استخدام نوع خاص من الأنفرتر المتصل بالشبكة يسمح بخاصية تخزين الطاقة في بطاريات – On-Grid Solar Inverter with battery backup
- أقل تكلفة من ألانظمة المنفصلة تماما عن الشبكة Off-Grid لاننا نحتاج الي بطاريات و الواح اقل
عيوب النظم الهجينية
- المحطات الهجين اكثر تكلفة من النظام المتصل بالشبكة نتيجة وجود البطاريات, فلا يتم استخدام هذا النظام في حالة وجود شبكة كهرباء مستقرة و قوية.
و يفضل في هذه الحالة تركيب نظام On-Grid بسيط لأ يحتوي علي اي بطاريات. - هذا النظام جيد في الحالات التي يكون فيها النسبة الأكبر لأستهلاك الكهرباء تتم خلال النهار. اما في الحالأت ذات الأستخدام الكثيف للكهرباء خلال الليل فانه يجب الأعتماد علي مصدر الكهرباء البديل عن الطاقة الشمسية بنسبة مرتفعة لأ تحقق فائدة كبيرة.
- هذا النظام يحتاج الي متابعة مستمرة لتحديد اوقات تشغيل المصدر البديل مثل المولد الديزل, و ذلك علي عكس باقي انواع المحطات الشمسية التي لأ تحتاج لهذا المجهود المستمر
أسئلة شائعة عن المحطات الهجين Hybrid
- هل يمكن توفير تيار ثلأثي الأطوار (3 فاز) في المحطة الهجين؟
قدرات الانفرترات المتوفرة تجاريا الأقل من 7 كيلو وات ساعة تعطي مخرج تيار متردد 220 فولت احادي الطور
اما الانفرترات ذات القدرات الأكبر كم 8كيلو وات غالبا ما تعطي تيار متردد ثلاثي الأطوار 380 فولت - ما هي مصادر الطاقة المساعدة للطاقة الشمسية في المحطة الهجين؟
يمكن استكمال احتياج الكهرباء من اي مصدر متوفر مثل كهرباء الشبكة, وقود الديزل أو البنزين, طاقة الرياح و الطاقة الكهرومائية حيث ينهدر الماء من أعلي ليدير توربينا.
- ما هي نسبة الأعتماد علي الطاقة الشمسية؟
هذه النسبة متغيرة علي حسب نوع المشروع و اقتصاديات استخدام الطاقة الشمسية
فيتم دراسة اوقات استهلاك الكهرباء خلال اليوم و علي مدار فصول السنة المختلفة بحيث يتم الأستفادة الفصوي من الطاقة الشمسية التي يتم توليدها مباشرة, مع التقليل بقدر الأمكان في حجم بطاريات التخزين حيث يتم استخدام المصدر البديل للطاقة في أوقات غياب اشعة الشمس. - هل يمكن الأستغناء عن البطاريات؟
اي انفرتر هجين لأ يعمل الأ في وجود بطاريات وظيفتها عمل توازن للنظام Balance of System , و هناك حد ادني للقدرة التخزينية لهذه البطاريات يساوي 30% من استهلاك الكهرباء اليومي
- كيف يمكن تشغيل مولد ديزل مع الطاقة الشمسية في نفس الوقت و ما هي قدرة المولد المطلوبة؟
عادة لأ يتم استخدام المولد اثناء سطوع الشمس في النهار, و لكن الفكرة تعتمد علي تشغيل المولد لمدة محددة خلال الليل او المغرب لشحن البطاريات, ثم استخدام الكهرباء التي تم تخزينها اثناء غياب الشمس.
قدرة المولد ليس لها علأقة بالأحمال الكهربائية, و لكن تعتمد علي الزمن المطلوب للأتمام شحن البطاريات. فمثلأ لو كان مطلوب شحن 60 كيلو اوت طاقة في البطاريات خلال 3 ساعات يجب استخدام مولد قدرته = 60/3 = 20 كيلو وات أو 30 حصان. كما يجب مراعاة ان يتحمل منظم الشحن هذه القدرة. ففي المثال السابق لو كان تيار المولد احادي الطور (1 فاز) 220 فولت, يجب ان لأ يقل امبير مبظم الشحن عن: 20000/220 = 90 امبير - متي يتم تنفيذ محطة هجين من الطاقة الشمسية و الرياح؟
عند وجود موقع يتوافر فيه المصدر الريحي في الأوقات الليلية التي لا يتوافر فيها المصدر الشمسي، ومن ثم ففي حالة الحاجة لتغذية أحمال كهربائية في أثناء الليل والنهار
فإنه يفضل استخدام نظام هجين لأن القدرة و التكلفة الإجمالية للتوربينات الريحية و الألواح الشمسية تكون أصغر من تكلفة نظام مكون من مصدر واحد فقط سواء شمسي أو ريحي، وكذلك بالنسبة إلى السعات التخزينية للبطاريات تكون أقل