شرح أنواع مختلفة من العاكسات الشمسية - PowMr

محول الطاقة الشمسية هو مكون حيوي في نظام الطاقة الشمسية يقوم بتحويل الكهرباء المستمرة (DC) التي تولدها الألواح الشمسية إلى كهرباء متناوبة (AC) يمكن استخدامها لتزويد المنازل والشركات بالطاقة. مع تقدم التكنولوجيا، تصبح تنوع المحولات أكثر تنوعًا، مما يمكّن من تحويل التيار ثنائي الاتجاه (من DC إلى AC / من AC إلى DC).

 

ما هو العاكس الشمسي

محول الطاقة الشمسية هو جهاز يقوم بتحويل التيار المستمر (DC) الذي تنتجه الألواح الشمسية إلى تيار متردد (AC) يمكن استخدامه لتزويد المنازل والشركات بالطاقة. إنه مكون حيوي في أي نظام طاقة شمسية، حيث يضمن أن الكهرباء التي تولدها الألواح الشمسية متوافقة مع الشبكة الكهربائية.

 

كيف تعمل العواكس الشمسية

عملية تحويل التيار المستمر (DC) إلى تيار متردد (AC) تُعرف بالعكس، ومن هنا جاء اسم "العاكس".

يمكن توصيل أحدث أنواع العاكس الشمسي بـ الألواح الشمسية والشبكة الكهربائية. عندما تولد الألواح الشمسية كهرباء تيار مستمر، يقوم العاكس بتحويلها إلى كهرباء تيار متردد تُرسل بعد ذلك إلى الشبكة الكهربائية. كما يقوم العاكس بمراقبة الشبكة الكهربائية لضمان أن الكهرباء التي ينتجها متزامنة مع تردد الجهد الكهربائي للشبكة.

سيختلف وضع تشغيل العاكس الشمسي في أنظمة الطاقة الشمسية المختلفة.

 

كم عدد أنواع العاكسات الشمسية الموجودة؟

لنظام الربط الشبكي

هناك نوعان من محولات الطاقة الشمسية: محولات السلسلة والمحولات الدقيقة. تُعتبر محولات السلسلة النوع الأكثر شيوعًا وتكون متصلة بسلسلة من الألواح الشمسية. بينما تُتصل المحولات الدقيقة بالألواح الشمسية الفردية، مما يسمح بإنتاج طاقة أكبر ومراقبة أفضل.

من الجدير بالذكر أن أنظمة الربط بالشبكة تتطلب دائمًا محولات موجة جيبية نقية، حيث تقدم شركة المرافق الطاقة في شكل موجات جيبية نقية.

 

عاكس السلسلة

محول السلسلة هو جهاز يُستخدم في أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية (PV) لتحويل التيار المستمر (DC) الناتج عن الألواح الشمسية إلى تيار متردد (AC) يمكن استخدامه لتزويد المنازل أو الأعمال بالطاقة. يشير مصطلح "السلسلة" إلى حقيقة أن المحول متصل بسلسلة من الألواح الشمسية الموصلة معًا في تكوين "سلسلة".

في نظام العاكس المتسلسل، يتم توصيل عدة ألواح شمسية على التوالي لإنشاء خرج DC بجهد أعلى، والذي يتم تغذيته بعد ذلك إلى العاكس. يقوم العاكس بتحويل الكهرباء DC من الألواح الشمسية إلى كهرباء AC يمكن استخدامها من قبل الشبكة الكهربائية أو من قبل الأحمال الكهربائية في الموقع.

عادةً ما تكون العواكس السلسلية أكبر وأكثر قوة من العواكس الدقيقة، وهي نوع آخر من العواكس المستخدمة بشكل شائع في أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية. كما أنها عمومًا أقل تكلفة من الأنواع الأخرى من العواكس، مما يجعلها خيارًا شائعًا لتركيبات الطاقة الشمسية على نطاق واسع. ومع ذلك، فإن لديها بعض القيود، مثل الكفاءة المنخفضة في الحالات التي تكون فيها بعض الألواح في السلسلة مظللة أو لا تعمل بشكل مثالي.

 

ميكروإنفرتر

المحول الصغير هو جهاز يقوم بتحويل الكهرباء المستمرة (DC) التي تنتجها لوحة شمسية واحدة إلى كهرباء متناوبة (AC) يمكن استخدامها من قبل الأسر أو الشركات. على عكس المحولات التقليدية التي يتم تثبيتها في نهاية سلسلة من الألواح الشمسية، يتم تثبيت المحولات الصغيرة على كل لوحة، مما يسمح بتحسين أداء كل لوحة وزيادة كفاءة النظام. كما يسهل ذلك مراقبة أداء كل لوحة في النظام.

 

مُحسِّنات الطاقة

محسّن الطاقة هو جهاز يُستخدم في أنظمة الطاقة الشمسية المتصلة بالشبكة والذي يعمل على زيادة إنتاج كل لوحة شمسية فردية من خلال تحسين الطاقة المستمرة التي تنتجها. كما يضمن أن الألواح تعمل بكفاءتها القصوى، مما يزيد من كفاءة النظام الكلية ويقلل التكاليف.

 

لنظام خارج الشبكة

تم تصميم العاكسات غير المتصلة بالشبكة لتحويل الكهرباء المستمرة (DC) التي تنتجها الألواح الشمسية غير المتصلة بالشبكة إلى كهرباء متناوبة (AC) يمكن استخدامها لتشغيل الأجهزة والأدوات التي تعمل بالتيار المتناوب. اعتمادًا على شكل الموجة للتيار الناتج، يمكن تقسيم العاكسات عمومًا إلى عاكس الموجة الجيبية المعدلة وعاكس الموجة الجيبية النقية.

 

محول موجة جيبية نقية

تنتج هذه العواكس مخرجات موجة جيبية ناعمة ومستقرة، والتي تشبه الطاقة الموردة من شبكة المرافق. إنها مثالية لتشغيل الإلكترونيات والأجهزة الحساسة، مثل أجهزة الكمبيوتر، والتلفزيونات، ومعدات الصوت.

 

محول موجة جيبية معدلة

تنتج هذه العواكس موجة متدرجة، والتي ليست سلسة مثل خرج الموجة الجيبية النقية. إنها أقل تكلفة من العواكس ذات الموجة الجيبية النقية ومناسبة لتشغيل معظم الأجهزة المنزلية، بما في ذلك المراوح، والأضواء، والإلكترونيات الأساسية.

 

ما هو العاكس الهجين

العاكس الهجين، المعروف أيضًا باسم شاحن العاكس الشمسي، قادر على العمل في كلا وضعي الشبكة المتصلة والشبكة المنفصلة، حيث يجمع بين وظائف العاكس المتصل بالشبكة، والعاكس المنفصل عن الشبكة، ووحدة التحكم في شحن الطاقة الشمسية في وحدة واحدة.

يمكنهم التبديل تلقائيًا بين الوضعين اعتمادًا على توفر الطاقة من الشبكة أو الألواح الشمسية أو البطاريات.

بالنسبة للأنظمة غير المتصلة بالشبكة، يلعب العاكس الهجين دورًا في تحويل الطاقة المستمرة من الألواح الشمسية إلى طاقة متناوبة للاستخدام في المنازل أو الأعمال. كما أنه يشحن البطاريات، مما يسمح بتخزين الطاقة الزائدة لاستخدامها خلال فترات انخفاض توليد الطاقة الشمسية.

في نظام الربط بالشبكة، يعمل العاكس الهجين بالتعاون مع مصدر طاقة متناوبة، مثل اتصال بالشبكة أو مولد احتياطي، لـ شحن البطاريات أو توفير الطاقة للمنزل أو العمل خلال أوقات الطلب العالي على الطاقة أو انخفاض إنتاج الطاقة الشمسية.

بالإضافة إلى ذلك، مع التصاريح والموافقات من الوكالات التنظيمية المعنية ومشغل الشبكة، يمكن لبعض العاكسات الهجينة حتى إعادة تغذية الطاقة الزائدة التي تولدها النظام المستقل إلى شبكة المرافق للحصول على ائتمان، إذا كانت البطاريات مشحونة بالكامل ولا تزال هناك طاقة شمسية زائدة متاحة. تُعرف هذه الميزة باسم "الاتصال بالشبكة مع دعم البطارية" وهي مفيدة جدًا للمنازل أو الأعمال التي ترغب في أن تكون مستقلة ذاتيًا أو لديها مصدر طاقة احتياطي في حالة انقطاع التيار الكهربائي.

 

كيفية اختيار النوع المناسب من العاكس الشمسي

اختيار النوع المناسب من العاكس الشمسي أمر حاسم لأداء وكفاءة نظام الطاقة الشمسية بشكل عام. إليك الخطوات لاختيار النوع المناسب من العاكس الشمسي:

• الخطوة 1. تحديد نوع نظام الطاقة الشمسية

  حدد ما إذا كان النظام سيكون متصلًا بالشبكة، أو خارج الشبكة، أو نظام طاقة شمسية هجين. تعتبر العواكس الهجينة مثالية للأنظمة التي تتطلب كل من الوظائف المتصلة بالشبكة وخارج الشبكة ونسخة احتياطية للبطارية.

 

• الخطوة 2. تقييم تكوين الألواح الشمسية

  قم بتقييم تكوين الألواح الشمسية، بما في ذلك عدد الألواح الشمسية وترتيبها. سيساعد ذلك في تحديد ما إذا كان العاكس السلسلي أو العاكس الصغير هو الخيار الأفضل.

 

• الخطوة 3. اعتبر ناتج الطاقة

  اعتبر الطاقة المطلوبة للنظام. سيساعد ذلك في تحديد حجم العاكس المناسب للنظام.

 

• الخطوة 4. تقييم الكفاءة

  قم بتقييم كفاءة العاكس. هذا مهم لتعظيم إنتاج الطاقة وتقليل تكاليف الطاقة.

 

• الخطوة 5. اعتبر نوع مخرجات الموجة

  اعتبر نوع الموجة الناتجة المطلوبة للنظام، إذا كنت تخطط لبناء نظام طاقة شمسية خارج الشبكة. تعتبر محولات الموجة الجيبية النقية مثالية للإلكترونيات الحساسة، بينما تعتبر محولات الموجة الجيبية المعدلة مناسبة للإلكترونيات الأساسية.

 

من خلال اتباع هذه الخطوات، من الممكن اختيار النوع المناسب من العاكس الشمسي لنظام الطاقة الشمسية، مما يضمن أقصى كفاءة وإنتاج للطاقة.