ما هو العاكس الشمسي وكيف يعمل؟

محول الطاقة الشمسية، المعروف أيضًا باسم محول الطاقة الكهروضوئية، هو "قلب" نظام الطاقة الشمسية. إن موثوقيته وسلامته مرتبطتان مباشرة بـ العملية السلسة لنظام الطاقة الشمسية، وكفاءته في التحويل تؤثر مباشرة على كفاءة توليد الطاقة، وعمره الافتراضي مرتبط مباشرة بـ عمر نظام الطاقة الكهروضوئية، لذا من الضروري فهم المحول بعمق قبل شرائه والعثور على الأنسب.

 

ما الفرق بين العاكس الشمسي والعاكس العادي؟

مثل العاكسات الشمسية، تستخدم العواكس العادية دوائر تحكم ومحولات ومفاتيح لتحويل الطاقة المستمرة إلى طاقة متناوبة، ولكنها تتميز بالفرق الواضح: صمام الحجب ووحدة التحكم في الشحن.

يحتوي العاكس الشمسي على دايود حجب مدمج ووحدة تحكم في الشحن تسمح بتدفق التيار من اللوحة الشمسية إلى البطارية. ومع ذلك، فإنه يمنع تدفق التيار من البطارية إلى اللوحة الشمسية مما قد يتسبب في تلف أجزاء أخرى من النظام.

الأخير هو عكس الدايود الحاجز وهو مسؤول عن تنظيم التيار والجهد من اللوحة الشمسية إلى البطارية لضمان عدم شحن البطارية بشكل مفرط.

 

ماذا يفعل العاكس الشمسي؟

محول الطاقة الضوئية هو الإلكترونيات القوية التي تربط الألواح الشمسية بالشبكة وتحافظ على تزامنها مع الألواح الشمسية، دوائر التبديل، الصمامات العازلة، البطاريات ووحدات التحكم في الشحن. وظيفتها الرئيسية هي تحويل التيار المستمر الذي تولده الألواح الشمسية إلى تيار متردد، لكنها لا تنتج أي طاقة إضافية وبالتالي فهي ليست مولدات.

 

ما هي الأنواع المختلفة من العاكسات الشمسية؟

تصنيف حسب الوظيفة

• عاكس الطاقة:

  عادةً ما يُستخدم العاكس الكهربائي لتحويل التيار المستمر (DC) المخزن في البطارية إلى تيار متردد (AC) قياسي للاستخدام المنزلي.

 

• العاكس الصغير:

  بالإضافة إلى تحويل التيار المستمر من الألواح الشمسية إلى تيار متردد، يمكنه نقل الطاقة المترددة مرة أخرى إلى الشبكة. يمكن أن يتزامن الناتج المتردد من الميكرو إنفيرتر مع تردد وطور الشبكة.

 

• شاحن العاكس:
  شاحن العاكس هو الاسم الجماعي لـ عاكس خارج الشبكة، عاكس متصل بالشبكة، وعاكس هجين. من خلال دمج وظائف توليد الطاقة من الطاقة الشمسية وتخزين الطاقة في البطارية، يمكنه التغلب على عيوب توليد الطاقة غير المستقر بسبب تغيرات الطقس. من خلال تخزين الطاقة في الفترات المنخفضة وإخراج الطاقة في الفترات العالية، يمكن تقليل توليد الطاقة في ذروته بشكل كبير وزيادة سعة الشبكة بشكل كبير، مما يمكن أن يحسن من معدل استخدام الشبكة.
  
  يمكن أيضًا تصنيف العاكسات كـ عاكس موجة جيبية نقية وعاكس موجة جيبية معدلة وفقًا لشكل موجة التيار الناتج، والذي يمكن تفصيله في هذه المقالة.

كيف يعمل العاكس؟

بينما تنقل مجموعة الألواح الشمسية الطاقة الكهربائية المستمرة إلى العاكس، تقوم الطاقة الكهربائية المستمرة بنقل الطاقة بسرعة ذهابًا وإيابًا عبر العاكس. خلال هذه العملية، يجبر العاكس الطاقة الكهربائية المستمرة على تغيير الاتجاه باستمرار، مما ينتج عنه تيار متناوب على شكل موجة مربعة. ومع ذلك، فإن شكل موجة التيار المتناوب المربعة ليس سلسًا وتستمر الفولتية في التغير بشكل مفاجئ، مما سيؤثر بشكل خطير على عمر الجهاز.

لذلك، يقوم العاكس بتحويل الطاقة المستمرة (DC) إلى طاقة متناوبة (AC) من خلال تسريع سرعة النقل وتشكيل خرج تيار جيبي بواسطة تعديل عرض النبضة الجيبية (PWM) أو تتبع نقطة القدرة القصوى (MPPT)، مما يسمح لتيار AC المربع بأن يتحول بنجاح إلى تيار AC جيبي.

 

لماذا تحتاج إلى عاكس؟

تواجه الكهرباء المستمرة قيودًا كبيرة في التطبيقات اليومية، على سبيل المثال، لا يمكن تشغيل الأحمال المتناوبة للأجهزة المنزلية بواسطة الكهرباء المستمرة، كما أن النقل لمسافات طويلة سيفقد معظم الطاقة. لذلك، لكي يتم استخدام توليد الطاقة الشمسية بشكل واسع في حياتنا اليومية، فإن العاكس الذي يمكنه تحويل التيار المستمر الذي ينتجه إلى تيار متناوب لا غنى عنه.

يمكن للعكس أن يحول الطاقة المستمرة والطاقة المتناوبة، ولكنه يحتوي أيضًا على وظيفة تعظيم وظيفة الخلية الشمسية، بالإضافة إلى وظائف تعديل النظام والصيانة، ووظائف تتبع الطاقة القصوى والتحكم، ووظائف التشغيل المضاد المنفرد، ووظائف ضبط الجهد النشط، ووظائف كشف التيار المستمر، ووظائف كشف تأريض التيار المستمر، وما إلى ذلك.

 

ما حجم العاكس الذي تحتاجه؟

العاكس هو الجزء الذي يحتاج إلى اختيار بعناية أكبر. نحتاج إلى حساب القدرة المقدرة للأجهزة المنزلية المستخدمة في نفس الوقت والنظر في الحالة التي تكون فيها الأجهزة جميعها متداخلة، وعند استخدامها في نفس الوقت تكون الطاقة المطلوبة من الأجهزة في بداية التشغيل هي الطاقة القصوى، وهي أكبر بكثير من القدرة المقدرة. على سبيل المثال، مكيفات الهواء، والثلاجات، والغسالات، وأجهزة الطهي بالحث، وأفران الميكروويف، وما إلى ذلك.

على سبيل المثال، إذا كانت القوة الإجمالية للحمل 1600 واط، يُوصى باستخدام عاكس بقدرة 3000 واط أو أكثر. لأن، الطاقة القصوى ستؤثر على خرج العاكس وتخزين الطاقة. القدرة الفعلية التي يمكن للعاكس حملها هي أيضًا قضية كبيرة، وغالبًا ما تتطلب اختيار عاكس عالي الجودة. العديد من العواكس الرديئة لديها قدرة اسمية أقل بكثير من القدرة الفعلية التي يمكنها حملها.