نظام الطاقة الشمسية + التخزين التجاري 100kW + 200kWh - تقليل الذروة واستقلال الطاقة

نظام SOLARTODO للطاقة الشمسية والتخزين التجاري بقدرة 100 كيلووات + 200 كيلووات ساعة يمثل قمة تكنولوجيا توليد وإدارة الطاقة اللامركزية، مصمم خصيصًا للشركات التي تسعى لتحقيق الاستقلالية في الطاقة، والمرونة التشغيلية، وتوفير تكاليف كبيرة على المدى الطويل. يجمع هذا الحل المتكامل بين مجموعة الطاقة الشمسية الفوتوفولطية (PV) بقدرة 100 كيلووات (kWp) ونظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) بقدرة 200 كيلووات ساعة (kWh). تم تصميمه خصيصًا للتطبيقات التجارية والصناعية (C&I)، بما في ذلك مرافق التصنيع، والمستودعات، ومباني المكاتب، ومراكز البيع بالتجزئة، مما يوفر بديلاً موثوقًا ونظيفًا واقتصاديًا مقارنة بالاعتماد على الشبكة التقليدية.

في جوهره، يعتمد النظام على تكنولوجيا وحدات الطاقة الشمسية من نوع N-TYPE Tunnel Oxide Passivated Contact (TOPCon)، التي أصبحت بسرعة معيار الصناعة، ومن المتوقع أن تستحوذ على أكثر من 60% من حصة السوق العالمية للطاقة الشمسية بحلول عام 2026. هذه الوحدات، التي غالبًا ما تكون في فئة الطاقة 700 واط أو أكثر، تقدم كفاءات إنتاج جماعي تتراوح بين 22.5% و24.5%، وهو تقدم كبير مقارنة بتقنيات PERC القديمة. مجموعة 100 كيلووات (kWp)، التي تتكون من حوالي 140 وحدة عالية الأداء بقدرة 720 واط، يمكن أن تولد حوالي 145 ميغاوات ساعة (MWh) من الطاقة النظيفة سنويًا، بافتراض متوسط إشعاع شمسي يبلغ 4.5 كيلووات ساعة/م²/يوم. هذه الكمية كافية لتعويض استهلاك الكهرباء لعملية تجارية متوسطة الحجم، مما يترجم مباشرة إلى تقليل فواتير المرافق ووضع محمي ضد تقلبات أسعار الطاقة.

تعمل دمج نظام بطاريات ليثيوم الحديد الفوسفات (LFP) بقدرة 200 كيلووات ساعة على تحويل الطبيعة المتقطعة للطاقة الشمسية إلى أصل ثابت وقابل للتوزيع. تشتهر كيمياء LFP بملفها الأمني المتفوق، وعمرها الطويل (عادة ما يتجاوز 6000 دورة عند عمق تفريغ 80%)، وثباتها الحراري، مما يجعلها الخيار المفضل لتخزين الطاقة الثابتة وفقًا لمعايير مثل UL 9540A. يمكّن نظام BESS استراتيجيات إدارة الطاقة المتطورة، بما في ذلك تقليل الذروة لتقليل رسوم الطلب، وتحويل الحمل للاستفادة من فرق أسعار الاستخدام الزمني (TOU)، وتوفير الطاقة الاحتياطية الحيوية أثناء انقطاع الشبكة، مما يضمن استمرارية الأعمال. يقوم العاكس الذكي ونظام إدارة الطاقة (EMS) بتنظيم تدفق الطاقة، مع تحسينه إما لأقصى استهلاك ذاتي أو إيرادات خدمات الشبكة، بما يتماشى مع معايير الربط الشبكي مثل IEEE 1547.

تستند مكونات توليد الطاقة الشمسية في النظام إلى أحدث التطورات في تكنولوجيا الطاقة الشمسية الكريستالية. تتميز الوحدات بألواح سيليكون N-type كبيرة الحجم بسمك 210 مم، والتي تقدم تدهورًا أقل بشكل طبيعي وإمكانات كفاءة أعلى مقارنة بالألواح التقليدية من نوع P. تتضمن بنية TOPCon إنشاء طبقة أكسيد نفق رقيقة للغاية وطبقة من بولي سيليكون عالي التركيب على السطح الخلفي للخلايا. تقلل هذه البنية الموصلة السلبية بشكل كبير من خسائر إعادة التركيب السطحية، وهي عامل رئيسي يحد من كفاءة خلايا الطاقة الشمسية. وهذا يؤدي إلى زيادة في جهد الدائرة المفتوحة (Voc) وعامل التعبئة، مما يعزز الإنتاج الكلي للطاقة للوحدة.

علاوة على ذلك، فإن هذه الوحدات ثنائية الوجه، قادرة على التقاط الضوء المنعكس (الألbedo) من الجانب الخلفي، مما يمكن أن يزيد من إنتاج الطاقة بنسبة إضافية تتراوح بين 10-20% اعتمادًا على سطح التركيب (مثل سقف TPO الأبيض أو الأرضية ذات اللون الفاتح). تتمتع الوحدات بضمان أداء خطي استثنائي لمدة 30 عامًا، يضمن عدم تقلص إنتاج الطاقة عن 87.4% من قدرتها الاسمية بعد ثلاثة عقود من التشغيل. يتم ضمان أن يكون تدهور السنة الأولى أقل من 1%، مع تحديد تدهور سنوي لاحق عند 0.4% فقط. تعتبر هذه الضمانات طويلة الأجل حاسمة لنمذجة المشاريع الشمسية التجارية، مما يضمن عائدًا متوقعًا وقابلًا للتمويل. تم اعتماد التجميع بالكامل وفقًا لمعايير دولية صارمة، بما في ذلك IEC 61215 لمؤهلات التصميم والموافقة على النوع، وIEC 61730 للسلامة.

تُركب مجموعة 100 كيلووات (kWp) على هيكل ثابت قوي بزاوية ميل، مصمم من الصلب المجلفن والألمنيوم عالي الجودة لتحمل ظروف بيئية متنوعة لأكثر من 25 عامًا. بينما يمكن أن تزيد أنظمة التتبع من العائد، فإن التصميم الثابت يوفر أقل تكلفة أولية، وأعلى موثوقية، وصيانة قليلة، مما يجعله الخيار الأكثر فعالية من حيث التكلفة للعديد من التطبيقات التجارية على الأسطح والأرض. يتم تحويل الطاقة من تيار مستمر إلى تيار متناوب بواسطة عواكس تجارية عالية الكفاءة (عادةً >98.5% كفاءة قصوى)، والتي تتوافق مع معايير مثل IEC 62116 لحماية ضد الانفصال، مما يضمن سلامة عمال المرافق أثناء صيانة الشبكة.

يعتبر نظام BESS بقدرة 200 كيلووات ساعة القلب الاستراتيجي لحل SOLARTODO التجاري، حيث يوفر تحكمًا لا مثيل له في استهلاك الطاقة والإمداد. يتم وضعه في وحدة محكمة التحكم في المناخ، ويستخدم خلايا ليثيوم الحديد الفوسفات (LFP)، التي تخلو من الكوبالت وتقدم خطرًا أقل بكثير من الانفجار الحراري مقارنة بكيمياء الليثيوم أيون الأخرى مثل النيكل والمنغنيز والكوبالت (NMC). تعتبر هذه السلامة الجوهرية اعتبارًا أساسيًا للتثبيتات التجارية. تم تصميم نظام BESS لتوفير حوالي ساعتين من الطاقة الاحتياطية عند الإنتاج الكامل لمجموعة الطاقة الشمسية (100 كيلووات)، أو يمكنه دعم حمل حرج أقل لفترة أطول بكثير. وظيفته الاقتصادية الرئيسية في سيناريو متصل بالشبكة هي إدارة رسوم الطلب. غالبًا ما تتضمن تعريفة الكهرباء التجارية رسومًا مرتفعة بناءً على أعلى قدرة ذروة تم سحبها من الشبكة خلال دورة الفوترة. يمكن أن يقوم نظام BESS بالتفريغ بسرعة لتقليل هذه الذروات، مما يبقي السحب من الشبكة تحت عتبة محددة مسبقًا ويقلل رسوم الطلب الشهرية بنسبة 30-50% أو أكثر.

بعيدًا عن تقليل الذروة، يمكّن نظام EMS في النظام من تحويل الحمل المتطور. يمكن شحن البطارية خلال ساعات الذروة المنخفضة عندما تكون الكهرباء من الشبكة أرخص (أو من الطاقة الشمسية المجانية خلال منتصف النهار) وتفريغها خلال ساعات الذروة عندما تكون الكهرباء أغلى. يخلق هذا الفارق تدفقًا مباشرًا للإيرادات أو آلية لتوفير التكاليف. توفر سعة 200 كيلووات ساعة تخزينًا كافيًا لتحويل جزء كبير من استخدام الطاقة في المنشأة. يمكن أيضًا تكوين النظام للمشاركة في برامج خدمات الشبكة، مثل تنظيم التردد أو الاستجابة للطلب، مما يوفر فرص إيرادات إضافية حيثما كان ذلك متاحًا. يتم إدارة الحل التخزيني بالكامل بواسطة نظام إدارة البطارية المتطور (BMS) الذي يراقب جهد الخلايا، ودرجة الحرارة، وحالة الشحن، مما يضمن الأداء الأمثل وعمرًا يزيد عن عقد من الزمن.

يعتبر الاستثمار في نظام SOLARTODO بقدرة 100 كيلووات + 200 كيلووات ساعة قرارًا ماليًا استراتيجيًا مع عوائد جذابة. مع نطاق سعري يتراوح بين 180,000 دولار إلى 240,000 دولار، تستند اقتصاديات النظام إلى تكلفة الطاقة المستوية المنخفضة (LCOE)، التي غالبًا ما تقل عن 0.05 دولار/كيلووات ساعة على مدار عمره، وهو ما يعد أقل بكثير من كهرباء الشبكة في معظم الأسواق. يمكن أن تقلل مجموعة من الحوافز الضريبية الفيدرالية (مثل ائتمان ضريبة الاستثمار في الولايات المتحدة)، والاستهلاك المتسارع (MACRS)، والخصومات المحلية من صافي النفقات الرأسمالية بنسبة 30-50%. تتراوح فترة الاسترداد النموذجية لمثل هذا النظام من 4 إلى 7 سنوات، بعد ذلك تكون الكهرباء المولدة مجانية تقريبًا. يوفر النظام حماية قوية ضد تضخم أسعار الكهرباء، الذي بلغ متوسطه تاريخيًا 2-3% سنويًا. من خلال توليد وتخزين طاقتها الخاصة، يمكن للشركة تأمين تكاليف الطاقة الخاصة بها على مدى 25-30 عامًا القادمة. تقدر كمية 145 ميغاوات ساعة من الإنتاج السنوي بأنها تعادل تقريبًا 103 أطنان متريّة من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون (CO₂) سنويًا، مما يساهم بشكل كبير في أهداف الاستدامة المؤسسية ويعزز صورة العلامة التجارية.