The Solarest موقع عربي مختص في الطاقة الشمسية من اخبار وفيديوهات تعليمية
مقالات مشابهة
ما هي أنظمة التصدير الصفري (Zero Export)؟
أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية ذات التصدير الصفري (Zero-Export PV systems) هي أنظمة طاقة شمسية كهروضوئية مربوطة مع الشبكة الكهربائية (Grid Connected PV systems)، ولكن يتم تصميمها بحيث تمنع تصدير الكهرباء للشبكة الكهربائية العامة.
لماذا يتم استخدام نظام التصدير الصفري (Zero Export)؟
قد يتساءل البعض لماذا يتم استخدام هذا النوع من الأنظمة ومنع تصدير الكهرباء للشبكة الكهربائية؟ كون ذلك يسبب خسائر مادية لمالكي الأنظمة في حال وجود طاقة فائضة عن حاجتهم، والتي يمكن تصديرها للشبكة الكهربائية واستخدامها في وقت لاحق كما في أنظمة عدادات صافي القياس (Net-Metering Systems) أو ترصيد مبلغ مالي في حساب مالك النظام كما في أنظمة عدادات صافي الفوترة (Net Billing).
يلجأ الناس في بعض الدول لاستخدام نظام التصدير الصفري لعدة أسباب، نذكر منها:
- عدم وجود تشريعات للربط مع الشبكة الكهربائية، مثل أنظمة صافي القياس (Net-Metering)، أو صافي الفوترة (Net-Billing)، مع رغبة المشتركين بتركيب أنظمة طاقة شمسية كهروضوئية لتغطية جزء من استهلاكهم الكهربائي بدون استخدام البطاريات ورفع النفقات الرأسمالية (CAPEX).
- ضعف البنية التحتية للشبكات الكهربائية العامة، بحيث يتوقع مشغلي الشبكات الكهربائية حدوث مشاكل فنية في حال السماح بضخ الكهرباء من أنظمة الطاقة الشمسية إلى شبكاتهم.
- ربط عدد كبير من محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية ضمن منطقة جغرافية معينة، ويتطلب ربط أنظمة طاقة شمسية كهروضوئية إضافية كلف عالية لتحديث ورفع البنية التحتية للشبكة الكهربائية (مثل رفع قدرة المحولات).
مبدأ عمل نظام التصدير الصفري (Zero Export)
كما ذكرنا في بداية المقال فإن أنظمة التصدير الصفري هي عبارة عن أنظمة طاقة شمسية مربوطة مع الشبكة الكهربائية، ولكنها تمنع تصدير الكهرباء للشبكة الكهربائية العامة، وذلك من خلال قياس القدرة الكهربائية المستهلكة من الأحمال في المنشأة، وضبط القدرة القصوى للعواكس الكهربائية تلقائياً بحيث لا تتجاوز القدرة المستهلكة من الأحمال، وبذلك لا يتم تصدير أي كهرباء للشبكة الكهربائية العامة.
صورة (1): رسم بياني للمعلومات الأساسية من نظام طاقة شمسية بتصدير صفري. (مصدر الصورة: شركة Meteocontrol).
في الرسم البياني أعلاه توضيح لنظام طاقة شمسية بتصدير صفري (Zero Export PV System). في الرسم البياني:
* المنطقة باللون السكني تمثل الاستهلاك الكهربائي.
* الخط الأحمر: الطاقة المصدرة للشبكة.
* الخط الأخضر: الطاقة المستجرة من الشبكة.
* الخط الأصفر: الإشعاع الشمسي.
* الخط الأزرق: إنتاج نظام الطاقة الشمسية الفعلي.
ونلاحظ أنه في الصباح وقبل بدء عمل نظام الطاقة الشمسية يتم تلبية الأحمال الكهربائية من خلال الطاقة الكهربائية المستجرة من الشبكة الكهربائية. وعند بدء سقوط الإشعاع الشمسي على الألواح وبدء انتاج الطاقة الكهربائية من نظام الطاقة الشمسية تنخفض الطاقة الكهربائية المستجرة من الشبكة الكهربائية والممثلة باللون الأخضر.
وعندما تتجاوز القدرة التي يمكن إنتاجها من نظام الطاقة الشمسية الاستهلاك الكهربائي في المنشأة، يتم خفض قدرة العاكس تلقائياً وذلك لتفادي تصدير الطاقة الكهربائية للشبكة.
كيف يتم تطبيق مبدأ التصدير الصفري (Zero Export) عملياً؟
يتم تطبيق نظام التصدير الصفري من خلال استخدام عواكس تحتوي على هذه الخاصية ضمنياً (Integrated Export Limitation function) مثل عواكس موديل (PVS-20/30/33-TL) من شركة فيمر (Fimer) الإيطالية. أو استخدام عواكس مربوطة مع الشبكة الكهربائية مع استخدام متحكم خارجي (External Controller).
صورة (2): مخطط توضيحي لنظام تصدير صفري من شركة فيمر (FIMER) الإيطالية.
بالإضافة للمتحكم سواء كان داخل العواكس نفسها أو متحكم خارجي، يجب إضافة عداد كهربائي متوافق مع هذه العواكس عند نقطة الربط مع الشبكة الكهربائية أو بعد الأحمال مباشرة وربطه مع العواكس باستخدام كوابل الاتصال (Communication Cables)، وكما توضح المخططات التالية من شركة فرونيوس (Fronius) النمساوية:
صورة (3): مخطط توضيحي لنظام تصدير صفري من شركة فرونيوس النمساوية، ومن خلال إضافة عداد كهربائي متوافق مع العواكس بعد الأحمال مباشرة.
صورة (4): مخطط توضيحي لنظام تصدير صفري من شركة فرونيوس النمساوية، ومن خلال إضافة عداد كهربائي متوافق مع العواكس عند نقطة الربط مع الشبكة الكهربائية.
ما مدى دقة تسمية النظام بنظام التصدير الصفري (Zero Export)؟
قد يعتقد البعض من خلال الاسم الشائع أن نظام التصدير الصفري لا يقوم بتصدير الكهرباء بتاتاً إلى شبكة الكهرباء، ولكن هذا الاعتقاد خاطئ. حيث يتم تصدير كميات محدودة من الكهرباء للشبكة الكهربائية، وذلك بسبب تغير قيمة الأحمال (انخفاض قيمة الأحمال تحديداً) وسرعة استجابة العواكس بخفض القدرة الكهربائية المنتجة.
على سبيل المثال في حال كان استهلاك الأحمال 100 كيلو واط وكان توليد نظام الطاقة الشمسية يلبي الاستهلاك بشكل كامل، وفجأة انخفض الاستهلاك إلى 50 كيلو واط، في هذه الحالة يكون هناك تأخير لعدة ثواني لحين استجابة العواكس وخفض القدرة المنتجة، وبذلك يتم تصدير كميات محدودة من الكهرباء للشبكة. وتعتمد مدة التأخير وكمية الكهرباء المصدرة في هذه الحالة على موقع العداد، طرق الاتصال ما بين العواكس والعداد، وكذلك على عدد العواكس الموجود في المشروع. ويمكنكم التحقق من هذه المعلومات من الشركات المصنعة العواكس.
