حل مراقبة وحدوي جديد لأنظمة توليد الطاقة الكهروضوئية وتخزين الطاقة

1.مقدمة وخلفية البحث

1.1 الحالة الراهنة لصناعة الطاقة الشمسية
كونها واحدة من أكثر مصادر الطاقة المتجددة وفرة، أصبح تطوير واستخدام الطاقة الشمسية محوراً أساسياً في التحول الطاقي العالمي. في السنوات الأخيرة، وبفضل السياسات العالمية، شهدت صناعة الألواح الشمسية (PV) نمواً هائلاً. تشير الإحصائيات إلى أن صناعة الألواح الشمسية في الصين شهدت زيادة بلغت 168 ضعفاً خلال فترة "الخطة الخمسية الثانية عشرة". بحلول نهاية عام 2015، تجاوزت السعة المثبتة للألواح الشمسية 40,000 ميجاوات، حيث احتلت المرتبة الأولى عالمياً لمدة ثلاث سنوات متتالية، مع توقع استمرار النمو في المستقبل.

1.2 المشاكل والتحديات التقنية الحالية
رغم النمو السريع، لا تزال أنظمة تخزين الطاقة الشمسية التقليدية تواجه العديد من العقبات التقنية في التطبيقات العملية:

• مشكلات صفوف الألواح الشمسية: لتلبية متطلبات الجهد والقوة للحمل، يتم عادة ربط عدد كبير من خلايا الألواح الشمسية بشكل متسلسل ومتوازي. هذه الهيكلية عرضة للظل الجزئي، مما يؤدي إلى "خسائر عدم التطابق" وتاثيرات النقاط الساخنة، مما يقلل بشكل كبير من كفاءة إنتاج الطاقة وأمان النظام.
• مشكلات حزم البطاريات: تستخدم حزم البطاريات أيضاً تركيبات متسلسلة ومتوازية، مما يجعلها تواجه مشاكل في التوازن. تتفاقم عدم التجانس بين البطاريات مع زيادة الحجم، مما يزيد من تعقيد النظام ويسبب تدهور السعة وقصر العمر التشغيلي، مما يعيق التطبيق على نطاق واسع.
• قصور التقنيات الحالية: رغم أن بعض الباحثين قد اقترحوا تقنيات إدارة التوازن السلبية، فإن هذه الأساليب تنقل فقط مشكلة التوازن دون النظر بشكل كامل في تأثير الربط المتسلسل للموديلات المتعددة على الدوائر下游的内容似乎被截断了。请提供完整的内容，以便我能够继续翻译。如果内容已经完整，请确认是否需要重新开始翻译或者有其他特定的部分需要翻译。