تحليل تأثير نظام التثبيت الكهروضوئية الشرفة على انبعاثات الكربون المنزلية

المبادئ الأساسية لنظام الشرفة الكهروضوئية

ال نظام تثبيت الشرفة الكهروضوئية يتكون عادة من الألواح الشمسية ، والمقاطع الدقيقة ، وأنظمة الأقواس ، والكابلات وأجهزة المراقبة اللازمة. تتمثل وظيفتها الأساسية في تحويل الطاقة الشمسية إلى تيار مباشر من خلال الوحدات النمطية الكهروضوئية تحت أشعة الشمس ، ثم تحويلها إلى تيار متناوب من خلال المحولات للاستخدام المنزلي. يمكن دمج النظام في الدائرة المنزلية لدفع الأجهزة المنزلية ، أو يمكن توصيله بشبكة الطاقة لتحقيق وضع تشغيل ذاتي الاستخدام ذاتيًا مع فائض الطاقة المتصلة بالشبكة. لا تعتمد هذه العملية على توليد الفحم التقليدي أو الغاز الطبيعي أو توليد طاقة الزيت ، بحيث يمكن أن تقلل بشكل فعال من انبعاثات الكربون الناتجة عن استخدام الكهرباء.

تأثير استخدام الكهرباء التقليدية على انبعاثات الكربون

في الوقت الحالي ، تأتي الكهرباء التي تستخدمها معظم الأسر الحضرية بشكل أساسي من نظام طاقة قائم على الطاقة ، بما في ذلك الطاقة التي تعمل بالفحم ، والطاقة التي تعمل بالغاز وبعض الطاقة الكهرومائية. تنبعث الطاقة الأحفورية الكثير من ثاني أكسيد الكربون أثناء عملية توليد الطاقة. مع توليد الطاقة التي تعمل بالفحم كمثال ، يتم تنبعث حوالي 0.9 كجم من ثاني أكسيد الكربون لكل كيلووات ساعة من الكهرباء الناتجة. إذا كانت الأسرة تستخدم 10 كيلو واط ساعة من الكهرباء يوميًا ، فسيتم إنشاء أكثر من 3 أطنان من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بشكل غير مباشر كل عام من الكهرباء وحدها. لذلك ، فإن التغييرات في بنية استخدام الطاقة المنزلية لها أهمية عملية في الحد الكلي لانبعاثات الكربون.

التأثير البديل لتوليد الطاقة الكهروضوئية الشرفة

بمجرد تشغيل نظام التثبيت الكهروضوئي للشرفة ، يمكنه استبدال الكهرباء بالطاقة الأحفورية جزئيًا في استهلاك الكهرباء المنزلية. مع أخذ وحدة شرفة ضوئية صغيرة شائعة 300 واط على سبيل المثال ، وفقًا لمتوسط توليد الطاقة اليومي السنوي البالغ 1.2 كيلو واط في المناطق ذات أشعة الشمس الكافية ، فإنه يمكن أن يولد حوالي 438 كيلو واط ساعة من الكهرباء سنويًا. إذا تم استخدام كل هذه الكهرباء لاستهلاك الكهرباء المنزلية اليومية ، فهذا يعادل تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بحوالي 393 كجم سنويًا (محسوبة عند 0.9 كجم من ثاني أكسيد الكربون لكل كيلو واط). إذا تم تثبيت وحدات متعددة على الشرفة ، فسيزيد توليد الطاقة بشكل أكبر ، وسيكون تأثيره البديل أكثر وضوحًا.

تأثير نسبة التأثير الذاتي والاستخدام الذاتي على تأثير الحد من الانبعاثات

في الوضع المتصاعد بالشبكة ، يمكن لنظام الشرفة الكهروضوئية أن يولد الكهرباء للاستخدام المنزلي أولاً ، وسيتم تغذية الكهرباء الزائدة مرة أخرى إلى الشبكة. للحد من انبعاثات الكربون ، كلما ارتفعت نسبة التهوية الذاتي والاستخدام الذاتي ، كلما زاد تأثير استبدال الكهرباء التقليدية. خاصة خلال فترة ذروة استهلاك الكهرباء خلال اليوم ، يمكن لنظام الشرفة الكهروضوئية تشغيل الثلاجات وأجهزة التلفزيون وأجهزة الكمبيوتر وغيرها من المعدات ، مما يقلل من الاعتماد على الكهرباء الخارجية. على النقيض من ذلك ، إذا تم تغذية جميع الكهرباء مرة أخرى إلى الشبكة ، على الرغم من أنه لا يزال بإمكانها توليد فوائد لخفض الانبعاثات ، فإنها أكثر غير مباشرة وتعتمد على بنية الطاقة الإجمالية للشبكة.

قابلية تطبيق الشرفة الكهروضوئية في الأسر الحضرية

مساحة شرفة المساكن الحضرية ، وخاصة الشقق الشاهقة ، محدودة ، ومنطقة التثبيت مقيدة ، وبالتالي فإن طاقة النظام منخفضة بشكل عام. ولكن على الرغم من ذلك ، لا يزال بإمكان الأنظمة الضوئية الصغيرة توفير بعض إمدادات الطاقة الخضراء إلى حد ما. على سبيل المثال ، يتم إنشاء الكهرباء خلال النهار لأجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة الإضاءة ، ويتم توفير الطاقة بواسطة شبكة الطاقة في الليل ، والتي يمكن أن تشكل وضع المعيشة "التخزين الكهروضوئي". إذا تم دمجها مع تدابير لتوفير الطاقة المنزلية ، مثل استخدام مصابيح توفير الطاقة والأجهزة الكهربائية عالية الكفاءة ، سيتم تعزيز تأثير الحد من الانبعاثات لنظام الشرفة الكهروضوئية.

تأثير موارد الطاقة الشمسية على قدرة الحد من الانبعاثات

ترتبط سعة الحد من انبعاثات الكربون في نظام الشرفة الكهروضوئية ارتباطًا وثيقًا بظروف موارد الطاقة الشمسية المحلية. في المناطق التي لديها موارد أشعة الشمس الوفيرة (مثل بعض المدن في الجنوب الغربي وشمال الصين) ، يتمتع النظام بتوليد الطاقة السنوي أعلى وكفاءة أعلى للانبعاثات لكل وحدة وحدة ؛ أثناء وجوده في المناطق الممطرة والضباب ، يكون متوسط توليد الطاقة السنوي محدودًا ، وسيتم تقليل تأثير تخفيض الانبعاثات. ولكن حتى في المدن ذات الظروف المتوسطة للموارد ، لا يزال بإمكان نظام الشرفة الكهروضوئية توفير إنتاج طاقة مستقر في الطقس الواضح ، ويدرك استبدال بعض طاقة الطاقة التقليدية ، وبالتالي تحقيق تأثير تقليل الكربون المستمر.

التأثير الشامل للحد من بصمة الكربون

لا يقتصر تأثير الحد من انبعاثات الكربون لنظام الشرفة الكهروضوئية على استبدال الكهرباء. بصفته شركة ترقية لمعدات الطاقة الخضراء ، يمكن أن تعزز الوعي وممارسة مفاهيم المعيشة المنخفضة الكربون في العائلات. على سبيل المثال ، بعد تثبيت نظام الكهروضوئي ، ستقوم بعض العائلات بضبط وقت استهلاك الكهرباء بنشاط وتركز على تشغيل المعدات عالية الطاقة المستهلكة خلال اليوم لتحسين معدل استخدام الطاقة الكهروضوئية. هذا التغيير السلوكي لا يحسن هيكل الطاقة فحسب ، بل يساعد المجتمع بأكمله أيضًا على تشكيل دورة فاضلة من الاستهلاك الأخضر والتحكم في انبعاثات الكربون.

اعتبارات انبعاثات الكربون أثناء التثبيت والاستخدام

على الرغم من أن نظام الشرفة الكهروضوئية نفسه هو منشأة للطاقة النظيفة ، فإن عمليات التصنيع والنقل والتركيب ستولد أيضًا بعض انبعاثات الكربون. على سبيل المثال ، تتطلب الألواح الكهروضوئية كمية معينة من الطاقة أثناء عملية الإنتاج ، لذلك يجب مراعاة بصمة الكربون في دورة الحياة بأكملها عند تقييم تأثير تخفيض انبعاثات الكربون. ومع ذلك ، تشير معظم الدراسات إلى أن الأنظمة الكهروضوئية يمكنها "سداد" انبعاثات الكربون الناتجة عن التصنيع السابق في غضون 2-3 سنوات بعد استخدامها ، وأن انبعاثات الكربون من الكهرباء المتولدة بعد ذلك قريبة من الصفر ، لذلك لا تزال تعتبر أداة فعالة للحد من الكربون.

التآزر مع تدابير منخفضة الكربون الأخرى

عادةً ما تستخدم أنظمة الشرفة الكهروضوئية كجزء من تحويل الطاقة المنزلية ، وتشكيل أوجه تآزر مع مصابيح لتوفير الطاقة ، وأجهزة المنازل الذكية ، وبطاريات تخزين الطاقة ، وأنظمة إدارة الطاقة الذكية. من خلال تحسين بنية استهلاك الكهرباء الإجمالية ، يمكن تحسين مزايا الحد من الانبعاثات. على سبيل المثال ، يمكن أن يساعد استخدام الكهرباء المخزنة في الخلايا الكهروضوئية خلال النهار إلى إضاءة الإضاءة والأجهزة المحمولة في الليل في تحويل الوقت لاستهلاك الكهرباء وتقليل الضغط على شبكة الطاقة العامة خلال ساعات الذروة. توفر آلية التآزر هذه الأسر الحضرية خيارات طاقة خضراء أكثر مرونة.

أنظمة الشرفة الكهروضوئية لديها محتملة لخفض الانبعاثات

على العموم ، يمكن أن تقلل أنظمة التثبيت الكهروضوئية للشرفة من انبعاثات الكربون المنزلية إلى حد ما عن طريق استبدال جزء من الكهرباء التقليدية وتحسين كفاءة الطاقة المنزلية. على الرغم من أن قدرتها على توليد الطاقة تقتصر على منطقة التثبيت وظروف الإضاءة ، إلا أنها ذات أهمية عملية كمسار لتحول منخفضة الكربون للمساكن الحضرية. مع تقدم التكنولوجيا وتقوية دعم السياسة ، من المتوقع أن يتم توسيع قدرات نطاق التطبيق وقدرتها على انبعاثات ، مما يوفر أساسًا ممكنًا لتعزيز أنماط الحياة الخضراء.