تحليل تأثير نظام التركيب الكهروضوئي للشرفة على انبعاثات الكربون المنزلية

المبادئ الأساسية للنظام الكهروضوئي للشرفة

ال نظام تركيب PV للشرفة تتكون عادة من الألواح الشمسية والعاكسات الدقيقة وأنظمة الأقواس والكابلات وأجهزة المراقبة اللازمة. وتتمثل وظيفتها الأساسية في تحويل الطاقة الشمسية إلى تيار مباشر من خلال الوحدات الكهروضوئية تحت ضوء الشمس، ومن ثم تحويلها إلى تيار متردد من خلال العاكسون للاستخدام المنزلي. يمكن دمج النظام في الدائرة المنزلية لتشغيل الأجهزة المنزلية، أو يمكن توصيله بشبكة الطاقة لتحقيق وضع تشغيل ذاتي التوليد والاستخدام الذاتي مع طاقة فائضة متصلة بالشبكة. ولا تعتمد هذه العملية على الفحم التقليدي أو الغاز الطبيعي أو النفط لتوليد الطاقة، لذا يمكنها تقليل انبعاثات الكربون الناتجة عن استخدام الكهرباء بشكل فعال.

ال impact of traditional electricity use on carbon emissions

في الوقت الحالي، تأتي الكهرباء التي تستخدمها معظم الأسر الحضرية بشكل أساسي من نظام الطاقة المعتمد على الطاقة الأحفورية، بما في ذلك الطاقة التي تعمل بالفحم، والطاقة التي تعمل بالغاز، وبعض الطاقة الكهرومائية. تنبعث من الطاقة الأحفورية الكثير من ثاني أكسيد الكربون أثناء عملية توليد الطاقة. وبأخذ توليد الطاقة باستخدام الفحم كمثال، ينبعث حوالي 0.9 كجم من ثاني أكسيد الكربون لكل كيلووات/ساعة من الكهرباء المولدة. إذا كانت الأسرة تستخدم 10 كيلووات/ساعة من الكهرباء يوميًا، فسيتم توليد أكثر من 3 أطنان من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بشكل غير مباشر كل عام من الكهرباء وحدها. ولذلك، فإن التغييرات في هيكل استخدام الطاقة المنزلية لها أهمية عملية للحد من انبعاثات الكربون بشكل عام.

تأثير استبدال توليد الطاقة الكهروضوئية للشرفة

بمجرد تشغيل نظام التركيب الكهروضوئي للشرفة، فإنه يمكن أن يحل محل كهرباء الطاقة الأحفورية جزئيًا في استهلاك الكهرباء المنزلي. إذا أخذنا الوحدة الكهروضوئية ذات الشرفة الصغيرة بقدرة 300 واط كمثال، وفقًا لمتوسط ​​توليد الطاقة اليومي السنوي البالغ 1.2 كيلووات في الساعة في المناطق التي تتمتع بأشعة الشمس الكافية، فيمكنها توليد حوالي 438 كيلووات في الساعة من الكهرباء سنويًا. وإذا تم استخدام كل هذه الكهرباء للاستهلاك اليومي للكهرباء المنزلية، فإنها تعادل خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بنحو 393 كجم سنويا (محسوبة بـ 0.9 كجم من ثاني أكسيد الكربون لكل كيلووات/ساعة). إذا تم تركيب وحدات متعددة على الشرفة، فإن توليد الطاقة سيزيد بشكل أكبر، وسيكون تأثير الاستبدال أكثر وضوحًا.

ال impact of the proportion of self-generation and self-use on emission reduction effect

في الوضع المتصل بالشبكة، يمكن للنظام الكهروضوئي للشرفة توليد الكهرباء للاستخدام المنزلي أولاً، وسيتم تغذية الكهرباء الزائدة مرة أخرى إلى الشبكة. ومن أجل الحد من انبعاثات الكربون، كلما ارتفعت نسبة التوليد الذاتي والاستخدام الذاتي، كلما كان التأثير المباشر لاستبدال الكهرباء التقليدية أكثر. خاصة خلال فترة ذروة استهلاك الكهرباء خلال النهار، يمكن للنظام الكهروضوئي للشرفة تشغيل الثلاجات وأجهزة التلفزيون وأجهزة الكمبيوتر وغيرها من المعدات، مما يقلل الاعتماد على الكهرباء الخارجية. في المقابل، إذا تم إرجاع كل الكهرباء إلى الشبكة، على الرغم من أنها لا تزال قادرة على توليد فوائد خفض الانبعاثات، إلا أنها تكون غير مباشرة وتعتمد على هيكل الطاقة الإجمالي للشبكة.

إمكانية تطبيق الخلايا الكهروضوئية للشرفة في المنازل الحضرية

ال balcony space of urban residences, especially high-rise apartments, is limited, and the installation area is restricted, so the system power is generally low. But even so, small photovoltaic systems can still provide some green energy supply to a certain extent. For example, electricity is generated during the day for laptops and lighting equipment, and power is supplied by the power grid at night, which can form a "photovoltaic storage complementary" living mode. If combined with household energy-saving measures, such as the use of energy-saving lamps and high-efficiency electrical appliances, the emission reduction effect of the balcony photovoltaic system will be further enhanced.

ال impact of solar energy resources on emission reduction capacity

ال carbon emission reduction capacity of the balcony photovoltaic system is closely related to the local solar energy resource conditions. In areas with abundant sunshine resources (such as some cities in the southwest and north China), the system has a higher annual power generation and a higher emission reduction efficiency per unit area; while in rainy and haze-stricken areas, the annual average power generation is limited, and the emission reduction effect will be reduced. But even in cities with average resource conditions, the balcony photovoltaic system can still provide stable power output in clear weather, realize the replacement of some traditional energy power, and thus achieve the effect of continuous carbon reduction.

ال comprehensive effect of reducing carbon footprint

ال carbon emission reduction effect of the balcony photovoltaic system is not limited to electricity substitution. As a promotion carrier for green energy equipment, it can also enhance the awareness and practice of low-carbon living concepts in families. For example, after installing a photovoltaic system, some families will actively adjust the electricity consumption time and concentrate on running high-energy-consuming equipment during the day to improve the utilization rate of photovoltaic power. This behavioral change not only optimizes the energy structure, but also helps the whole society to form a virtuous cycle of green consumption and carbon emission control.

اعتبارات انبعاثات الكربون أثناء التثبيت والاستخدام

على الرغم من أن النظام الكهروضوئي للشرفة هو في حد ذاته منشأة للطاقة النظيفة، إلا أن عمليات التصنيع والنقل والتركيب الخاصة به ستولد أيضًا بعض انبعاثات الكربون. على سبيل المثال، تتطلب الألواح الكهروضوئية قدرًا معينًا من الطاقة أثناء عملية الإنتاج، لذلك يجب أخذ البصمة الكربونية لدورة الحياة بأكملها في الاعتبار عند تقييم تأثير تقليل انبعاثات الكربون. ومع ذلك، تظهر معظم الدراسات أن الأنظمة الكهروضوئية يمكنها "سداد" انبعاثات الكربون الناتجة عن التصنيع السابق في غضون 2-3 سنوات بعد وضعها موضع الاستخدام، وانبعاثات الكربون من الكهرباء المولدة بعد ذلك تقترب من الصفر، لذلك لا تزال تعتبر أداة فعالة لخفض الكربون.

التآزر مع التدابير الأخرى المنخفضة الكربون

تُستخدم الأنظمة الكهروضوئية للشرفات عادةً كجزء من تحويل الطاقة المنزلية، وتشكيل تآزرات مع المصابيح الموفرة للطاقة، والأجهزة المنزلية الذكية، وبطاريات تخزين الطاقة، وأنظمة إدارة الطاقة الذكية. ومن خلال تحسين هيكل استهلاك الكهرباء بشكل عام، يمكن تحسين فوائد تقليل الانبعاثات بشكل أكبر. على سبيل المثال، يمكن أن يساعد استخدام الكهرباء المخزنة في الخلايا الكهروضوئية أثناء النهار لتشغيل الإضاءة والأجهزة المحمولة ليلاً في تحقيق التحول الزمني لاستهلاك الكهرباء وتقليل الضغط على شبكة الكهرباء العامة خلال ساعات الذروة. توفر آلية التآزر هذه للأسر الحضرية خيارات أكثر مرونة للطاقة الخضراء.

تتمتع الأنظمة الكهروضوئية في الشرفات بقدرة معينة على تقليل الانبعاثات

على العموم، يمكن لأنظمة تركيب الخلايا الكهروضوئية في الشرفات أن تقلل بالفعل من انبعاثات الكربون المنزلية إلى حد ما عن طريق استبدال جزء من الكهرباء التقليدية وتحسين كفاءة استخدام الطاقة المنزلية. على الرغم من أن قدرتها على توليد الطاقة محدودة بمنطقة التركيب وظروف الإضاءة، إلا أنها ذات أهمية عملية كمسار للتحول المنخفض الكربون للمساكن الحضرية. ومع تقدم التكنولوجيا وتعزيز دعم السياسات، من المتوقع أن يتم توسيع نطاق التطبيق وقدرات خفض الانبعاثات بشكل أكبر، مما يوفر أساسًا عمليًا لتعزيز أنماط الحياة الخضراء.