تحليل قدرة التحميل الزائدة للعاكس الهجين

في نظام الشبكة الكهروضوئية الشمسية، يمكن أن يشكل الوحدة الشمسية، العاكس وشبكة الطاقة النظام الكهربائي. ستقوم المكونات بتحويل الطاقة الشمسية بناءً على الإشعاع الشمسي، ثم سيقوم العاكس بإخراج الطاقة ذات الصلة. وبالتالي، فإن العاكس الهجين ليس لديه متطلبات خاصة على الحمل الزائد للتيار المتردد لأن الطاقة الناتجة من العاكس لن تتجاوز بشكل أساسي طاقة المكونات. في نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية غير المتصل بالشبكة، تشكل المكونات، البطارية، العاكس والحمل النظام الكهربائي. يتم تحديد الطاقة الناتجة من العاكس بواسطة الحمل. الطاقة الابتدائية لمحرك بعض الأجهزة ذات الحمل الحثي مثل مكيف الهواء أو مضخة المياه هي 3-5 مرات من الطاقة المقدرة. وبالتالي، فإن العاكس الهجين لديه متطلبات خاصة في حالة الحمل الزائد.

يمكن أن تكون القدرة القصوى للعكس الكهربائي الهجين الذي يعتمد على تقنية العزل عالية التردد ضعف القدرة المقدرة. يمكن أن تكون القدرة القصوى للعكس الكهربائي الهجين الذي يعتمد على تقنية العزل بتردد الطاقة ثلاثة أضعاف القدرة المقدرة. يمكن لمجموعة من العكس الكهربائي الهجين عالي التردد بقدرة 3 كيلو وات تشغيل مجموعة من مكيف الهواء 1P (تكون قدرة البدء حوالي 5.5 كيلو فولت أمبير). يمكن لعكس كهربائي غير متصل بالشبكة بقدرة 12 كيلو وات تشغيل مجموعة من مكيف الهواء 6P (تكون قدرة البدء حوالي 33 كيلو فولت أمبير). بعض الطاقة التي يوفرها العاكس لتشغيل الحمل تأتي من البطارية أو وحدة الطاقة الشمسية. إذا لم تكن كافية، فإن الجزء الزائد يأتي من عناصر تخزين الطاقة (المكثفات والمحاثات) للعكس.

تحليل قدرة التحميل الزائدة للعاكس الهجين من الدائرة

المكثفات والمحاثات هما مكونان لتخزين الطاقة. الفرق هو أن المكثف يخزن الطاقة الكهربائية في شكل مجال كهربائي. كلما زادت سعة المكثف، زادت الطاقة المخزنة. المحاثة تخزن الطاقة في شكل مجال مغناطيسي. كلما زادت نفاذية قلب المحاثة، زادت الحث والطاقة المخزنة.

يمكن اكتشاف مبدأ عمل المكثف من هيكله. كما هو موضح في الرسم البياني التالي، يتم تجهيز الجانبين بلوحة معدنية لقيادة قطبين. في نفس الوقت، يتم عزل المكان الأوسط بواسطة مادة عازلة. في الحالة التي لا يتم فيها إضافة مجال كهربائي خارجي على طرفي المكثفين، تكون الشحنات الموجبة والسالبة على لوحي القطبين في حالة توازن.

كما هو موضح في الصورة أعلاه، يمكن ملاحظة أنه عند إضافة مجال كهربائي خارجي على طرفي المكثفين، تتجمع الشحنات الموجبة على لوحة القطب الواحد وتتجمع الشحنات السالبة على لوحة القطب الآخر. عندما يستمر الجهد عند طرفي المكثفين في الزيادة ويصل إلى جهد الطاقة، سيتوقف المكثف عن الشحن. في هذه الحالة، لن تختفي طاقة المكثف حتى لو تم قطع الاتصال بالدائرة الخارجية. يتأثر هذا بالقاعدة التي تنص على أن الشحنات الكهربائية المتشابهة تتنافر والشحنات المختلفة تتجاذب. الشحنات عند الطرفين تتجاذب لتخزين الطاقة.

يشير محول العزل بتردد الطاقة إلى المحول الذي يعمل بتردد 50 هرتز. يحتوي كل من المحولات الأولية والثانوية على محاثات يمكنها تخزين طاقة معينة، تمامًا مثل المحاثة الفلترية في المحول الهجين. عندما يمر التيار عبر المحاثة، يكون للتيار مجال مغناطيسي. عندما يمر المجال المغناطيسي للتيار بالقرب من النواة المغناطيسية، سيكسر المجال المغناطيسي للتيار حالة التوازن لمجال المغناطيس ويدفع المجال المغناطيسي في اتجاه المجال المغناطيسي الخارجي. وبالتالي، ستخلق النواة المغناطيسية مجالًا مغناطيسيًا خارجيًا. إن عملية توليد المجال المغناطيسي الخارجي هي في الواقع عملية كيفية تخزين المجال المغناطيسي بواسطة المحاثة.

المحث هو مكون مصنوع من سلك مينا ويضاف على الإطار العازل أو النواة المغناطيسية. عندما يمر التيار عبر الملف، سيتم توليد مجال مغناطيسي حوله. عندما يحتوي التيار المار على تيار متردد، سيتغير المجال المغناطيسي المتولد بشكل متكرر. وفقًا لمبادئ الحث الكهرومغناطيسي، ستولد خطوط المجال المغناطيسي المتغيرة قوة دافعة كهربائية حثية عند طرفي الملف. ومع ذلك، فإن اتجاه هذه القوة الدافعة الكهربائية الحثية يكون عكس اتجاه القوة الدافعة الكهربائية الحثية الأصلية، مما يمكن أن يمنع تغيير التيار.

يمكن الاستنتاج أن المحث يُستخدم بشكل رئيسي لمنع تغير التيار. عندما يزداد التيار، فإنه سيعيق زيادة التيار وسيخزن بعض الطاقة من خلال المجال المغناطيسي. عندما ينخفض التيار، فإنه سيعيق انخفاض التيار في الدائرة وسيحرر بعض الطاقة المخزنة للحفاظ على التيار. بسبب خصائص تخزين الطاقة، يمكن للمحث تحقيق وظائف التصفية والتأخير.

ملخص

في نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية غير المتصل بالشبكة، يتم تحديد القدرة الناتجة بواسطة الحمل. عند بدء تشغيل المحرك أو الأجهزة الأخرى ذات الحمل الحثي، ستحتاج إلى تيار كبير في فترة زمنية قصيرة. لا يمكن لنظام الطاقة الشمسية والبطارية توفير هذه الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، إذا خرجت بطارية الليثيوم بشكل مفرط في فترة زمنية قصيرة، فقد تنفجر. ومع ذلك، يمكن للمكثف والمحاثة والمحولات في العاكس الهجين تخزين الطاقة ولن تتعرض للتلف حتى لو زادت من الناتج لعدة مرات في فترة زمنية قصيرة. لذلك، يمكن للعاكسات الهجينة أن تتحمل الحمل الزائد عدة مرات.