محول السلسلة مقابل المحول الصغير - أيهما أفضل؟

على الرغم من أن الغرض النهائي لكلا المحولات هو تحويل التيار المستمر إلى تيار متردد، أو العكس، فإن الاتصال بين الألواح الشمسية والمحولات يختلف حسب سيناريو التطبيق، كما يتغير نوع المحول الذي يجب تركيبه أيضًا. لاتخاذ القرار الصحيح، تحتاج إلى التمييز بين محولات السلسلة والمحولات الدقيقة.

 

ما هو محول السلسلة؟

بالمقارنة مع المحول الدقيق، يقوم محول السلسلة بتحويل التيار المستمر إلى تيار متردد من خلال الاتصال بعدة ألواح شمسية. بمعنى آخر، هناك علاقة واحد إلى متعدد بين محولات السلسلة والألواح الشمسية.

تُستخدم محولات السلسلة عادة في أنظمة الطاقة الشمسية الموزعة. يشير مصطلح "السلسلة" إلى مجموعة من عدة ألواح في النظام، حيث يتم توصيل كل سلسلة (1-5 كيلوواط) مباشرةً إلى محول سلسلة. مع تتبع نقطة القدرة القصوى (MPPT) على جانب التيار المستمر والاتصال المتوازي بالشبكة على جانب التيار المتردد، أصبح هذا المحول الأكثر شعبية في السوق الدولية اليوم.

ملاحظة:

يجب أن تكون على علم أيضًا أنه على الرغم من أن المحولات المركزية متصلة بالسلسلة عند مدخل الطاقة الشمسية بقدر محولات السلسلة، إلا أنها تُستخدم في أنظمة التوليد الشمسي المركزية وأنظمة التوليد الشمسي الموزعة على التوالي.

عادةً ما تكون قدرة المحولات المركزية 500 كيلوواط أو أكثر، وتجمع التيار المستمر من عدة سلاسل مع الألواح الشمسية بشكل متوازي، في حين أن محولات السلسلة مسؤولة فقط عن تحويل التيار المستمر لسلسلة واحدة.

 

• توفير التكاليف

  نظرًا لأن محولات السلسلة يمكن توصيلها بعدة ألواح شمسية، فإن عدد محولات السلسلة المطلوبة لتحويل نفس كمية الطاقة أقل بكثير من المحولات الدقيقة، والتكلفة أقل.

 

• مدة توليد طاقة طويلة

  محولات السلسلة ذات نطاق جهد MPPT واسع، عادة من 500 إلى 1500 فولت، يمكن التوافق مع الألواح الشمسية بشكل أكثر مرونة وتوليد الكهرباء لفترة طويلة في المناطق الممطرة والضبابية في البلاد.

 

• انخفاض احتمال حدوث أخطاء في التوصيل الكهربائي

  نظرًا لأن الاتصالات بين الألواح الشمسية والروابط بين مجموعات الألواح الشمسية ومحولات السلسلة تكون على التوالي، فهناك فرصة أقل لحدوث أخطاء في توصيل الأسلاك عند تركيب محولات السلسلة.

 

عيوب محول السلسلة

• عرضة للتظليل

  للاتصال على التوالي جوانب إيجابية وسلبية، إذا تعرض أي من الألواح الشمسية في النظام للتظليل بواسطة جسم آخر أو تلف، سيتم التأثير على كفاءة النظام الشمسي بأكمله لأن توصيل وحدات الطاقة الشمسية على التوالي يجعل كل سلسلة تُعتبر ككل واحد.

 

• كفاءة أقل

  بالمقارنة مع المحولات الدقيقة، يمكن لكل محول سلسلة فقط تتبع نقطة القدرة القصوى لسلسلة واحدة، وليس نقطة القدرة القصوى لكل لوحة شمسية، لذلك فهو أقل كفاءة من المحولات الدقيقة ولا يمكنه تحديد مشاكل الأعطال في الألواح الشمسية الفردية.

 

مجال تطبيق محول السلسلة

مع تطور التكنولوجيا، لم يعد محول السلسلة مسؤولًا فقط عن تحويل التيار المستمر إلى تيار متردد، بل أيضًا عن المزيد من التطبيقات الذكية مثل جمع البيانات والتفاعل اليدوي.

تُستخدم محولات السلسلة على نطاق واسع في أنظمة توليد الطاقة الكهروضوئية الموزعة، بما في ذلك مشاريع توليد الطاقة الصغيرة والمتوسطة للمنازل والأسطح الصناعية والتجارية ومشاريع مكافحة الفقر بالطاقة الشمسية.

 

ما هو المحول الدقيق؟

مختلفًا عن محولات السلسلة، للمحولات الدقيقة علاقة واحد إلى واحد مع الألواح الشمسية المتصلة بشكل متوازي. فهي متصلة مباشرة بالألواح الشمسية وتتبع نقطة القدرة القصوى لكل وحدة طاقة شمسية بشكل فردي، بقدرة فردية عادة أقل من 5 كيلوواط، وتتصل بشكل فردي بشبكة التيار المتردد بعد تحويل التيار.

 

ملاحظة:

كما هو الحال مع المحولات الدقيقة، يتم تركيب محسنات الطاقة على كل لوحة شمسية، وغالبًا ما تكون مدمجة مع وحدة الطاقة الشمسية. ومع ذلك، بدلاً من إجراء تحويل التيار المستمر إلى التيار المتردد في الوحدة، يقوم محسن الطاقة بتنظيم خرج التيار المستمر من اللوحة الشمسية ويغذيه إلى محول السلسلة. هذا الجمع أكثر كفاءة قليلاً من حيث السعة مقارنة بالنظام الذي يستخدم محولات السلسلة فقط.

عادةً ما تكون قدرة المحولات المركزية 500 كيلوواط أو أكثر، وتجمع التيار المستمر من عدة سلاسل مع الألواح الشمسية بشكل متوازي، في حين أن محولات السلسلة مسؤولة فقط عن تحويل التيار المستمر لسلسلة واحدة.

تُستخدم محولات السلسلة عادة في أنظمة الطاقة الشمسية الموزعة. يشير مصطلح "السلسلة" إلى مجموعة من عدة ألواح في النظام، حيث يتم توصيل كل سلسلة (1-5 كيلوواط) مباشرةً إلى محول سلسلة. مع تتبع نقطة القدرة القصوى (MPPT) على جانب التيار المستمر والاتصال المتوازي بالشبكة على جانب التيار المتردد، أصبح هذا المحول الأكثر شعبية في السوق الدولية اليوم.

 

مزايا المحول الدقيق

• سهولة التوسعة

  عند زيادة سعة نظام الطاقة الشمسية الحالي، يمكنك إضافة محولات دقيقة جديدة مباشرة بشكل متوازي دون الحاجة إلى النظر في تكوين نظام الطاقة الشمسية. المحولات الدقيقة لها قدرة فردية أصغر، مما يؤثر أقل على النظام الحالي، مما يجعل توسيع النظام بأكمله أكثر مرونة.

 

• كفاءة أعلى

  المحول الدقيق متصل بكل وحدة طاقة شمسية بشكل متوازي، أي لا يوجد اتصال على التوالي بين الألواح الشمسية، مما يسمح بتحقيق وظيفة تتبع نقطة القدرة القصوى لكل وحدة طاقة شمسية، بحيث تخرج كل لوحة شمسية بأقصى قدرة.
  
  

 

 

• موثوقية عالية

  المحولات الدقيقة متصلة بكل لوحة شمسية بشكل متوازي مع الشبكة، مما يجعلها أكثر استقلالية ولا تتداخل مع بعضها البعض في حالة حدوث عطل. في حالة فشل وحدة واحدة أو أكثر، يمكن للنظام الاستمرار في تزويد الشبكة بالكهرباء، مما يؤدي إلى توفرية عالية.

 

عيوب المحول الدقيق

• تكلفة مرتفعة

  لنفس حجم المحطة، ستحتاج إلى عدد أكبر من المحولات الدقيقة، وتكون تكلفة النظام الإجمالية أعلى بكثير مقارنة بحل محولات السلسلة.

 

• تكاليف صيانة عالية

  ونظرًا للعدد الكبير، فإن التكاليف الاقتصادية والوقت والجهد لصيانة المحولات الدقيقة مرتفعة نسبيًا.

 

• موثوقية عالية

  المحولات الدقيقة متصلة بكل لوحة شمسية بشكل متوازي مع الشبكة، مما يجعلها أكثر استقلالية ولا تتداخل مع بعضها البعض في حالة حدوث عطل. في حالة فشل وحدة واحدة أو أكثر، يمكن للنظام الاستمرار في تزويد الشبكة بالكهرباء، مما يؤدي إلى توفرية عالية.

 

مجال تطبيق المحول الدقيق

غالبًا ما تُستخدم المحولات الدقيقة في أنظمة توليد الطاقة الموزعة مثل التطبيقات السكنية والتجارية/الصناعية على الأسطح، لكنها أكثر فعالية من حيث التكلفة مع تطبيقات الطاقة الصغيرة إلى المتوسطة.

 

الخلاصة

مع الأخذ في الاعتبار التقنيات المختلفة للمحولات واستراتيجيات السوق، لا تزال محولات السلسلة هي الخيار السائد في السوق.

كم تقنية جديدة، لا تزال المحولات الدقيقة في مرحلة التطوير، وتواجه تحديات من حيث العتبة التقنية العالية وقلة عدد الموردين.