ما هي العواكس الهجينة الشمسية وكيف تعمل؟

المحول هو جهاز يقوم بتحويل التيار المستمر (البطاريات، المكثفات، إلخ) إلى تيار متردد. في المجال المهني، يشير المحول فقط إلى آلة يمكنها تغيير التيار المستمر إلى تيار متردد. بدلاً من ذلك، يُطلق على المحول الذي يمكنه تغيير التيار من تيار متردد إلى تيار مستمر اسم مقوم. المحول والمقوم هما كلاهما آلات يمكنها تغيير طبيعة التيار، لذا فإن كلاهما محولات.

في الوقت الحاضر، هناك العديد من الأنواع المختلفة من المحولات في صناعة الطاقة الشمسية. في كثير من الأحيان، لا تقتصر وظيفة المحول على العكس فقط، بل تشمل أيضًا التقويم، وتنظيم الجهد والتردد، وما إلى ذلك. لذلك، يتم استخدام مصطلح "محوّل" تجاريًا، وهو مختلف عن المعنى الأكاديمي للمحول.

في صناعة الطاقة الشمسية، يتم تقسيم العاكسات بشكل رئيسي إلى عاكسات الطاقة الشمسية، عاكسات خارج الشبكة، عاكسات متصلة بالشبكة/ربط الشبكة وعاكسات هجينة.

 

ما هو العاكس الهجين الشمسي؟

يمكن فهم العاكسات الهجينة على أنها دمج بين عاكس الشبكة الشمسية وعاكس خارج الشبكة، والتي تنقل الطاقة الشمسية الفوتوفولطية والطاقة الإضافية من البطاريات إلى الشبكة وتستعيد الكهرباء من الشبكة عندما تكون الطاقة المولدة من مصادر الطاقة المتجددة غير كافية. بعبارة أخرى، يمكن أن تعمل هذه العاكسات كعاكسات خارج الشبكة وكعاكسات مرتبطة بالشبكة حسب حالة الحمل.

بالإضافة إلى ذلك، يحتوي العاكس الهجين على وحدات ذكية مدمجة لإدارة الطاقة ونقل البيانات، مما يجعله جهازًا كهربائيًا بمستوى عالٍ من التعقيد التكنولوجي. العاكس الهجين هو القلب والعقل لنظام تخزين الطاقة بأكمله من خلال ربط ومراقبة وإدارة وحدات مثل الألواح الشمسية الكهروضوئية، ووحدة التحكم الشمسية، والأحمال، والشبكة.

 

كيف يعمل العاكس الهجين؟

تختلف وظيفة العاكس الهجين حسب الحمل. كقاعدة عامة، يمكن للمستخدم ضبط العاكس الهجين لإعطاء الأولوية للطاقة من الشبكة أو البطاريات أو الطاقة الشمسية، ولشحن البطارية أو تزويد الحمل بالطاقة أولاً، اعتمادًا على المتطلبات الفعلية.

لذا، هنا قمنا بتقسيم أوضاع تشغيل العاكسات الهجينة الشمسية إلى الفئات الثلاث التالية وفقًا للمعدات المتصلة بها.

 

وضع خارج الشبكة

وضع التشغيل المستقل يعني أن العاكس يزود الحمل بالطاقة الخاصة به دون أن يتأثر بالشبكة. إذا كانت الطاقة الشمسية توفر طاقة كافية للحمل، يتم تخزين الطاقة الزائدة في بطارية. خلاف ذلك، تزود البطارية واللوحة الشمسية الحمل في نفس الوقت.

وضع الشبكة/ربط الشبكة

وضع الشبكة / المتصل بالشبكة يعني أنه في النظام الكهروضوئي بالكامل، يمكن أن تعمل الألواح الشمسية والشبكة فقط، ولا يمكن للبطارية العمل، وفي هذه الحالة يعمل العاكس الهجين كعاكس كهروضوئي عادي. إذا كانت الألواح الشمسية قادرة على توليد ما يكفي من الكهرباء، فإنها توصلها إلى الشبكة، وإذا لم يكن الأمر كذلك، فإنها تأخذها من الشبكة.

الوضع الهجين

في هذا الوضع، يتم توصيل العاكس بالشبكة، والبطارية، والألواح الشمسية، والأحمال في نفس الوقت. في هذا الوضع، يحتوي العاكس على الشروط التشغيلية الثلاثة التالية:

• إذا كانت هناك مشكلة في الشبكة أو عندما تكون الطاقة الكهروضوئية كافية لتشغيل الحمل، ستتغير وظيفتها إلى وظيفة العاكس غير المتصل بالشبكة. في هذه الحالة، يقوم مفتاح التحويل بفصل العاكس عن الشبكة.

• بمجرد أن تبدأ الطاقة الكهروضوئية في توليد طاقة إضافية، يتغير وضع التشغيل من وضع غير متصل بالشبكة إلى وضع متصل بالشبكة. سيقوم العاكس بتغيير التردد والطور للتيار وبدء نقل الطاقة الإضافية إلى الشبكة.

• حتى عندما لا توجد طاقة شمسية، يمكن للعكس أن يشغل الأحمال عبر الشبكة أو البطاريات.

 

هل تستحق العاكسات الهجينة الشمسية ذلك؟

اجني المال من تغذية الشبكة

خلال فترة الوادي (عندما تكون أسعار الكهرباء منخفضة)، تقوم شركة المرافق بشحن البطارية من خلال العاكس. خلال ساعات الذروة (عندما تكون أسعار الكهرباء مرتفعة)، يكون العاكس في وضع الإخراج الكامل للطاقة، ويتم تغذية طاقة البطارية إلى الشبكة الكهربائية بشرط تلبية طلب الحمل، وذلك لتحقيق هدف بيع الكهرباء على الشبكة. وهذا لا يقلل فقط من الضغط على الشبكة، بل يستفيد أيضًا من الفوائد الاقتصادية الناتجة عن فرق أسعار الذروة والوادي للمستخدمين.

توجد حاليًا سياسات في العديد من الدول لدعم الطاقة الشمسية الكهروضوئية وتغذية الشبكة، وسيتلقى المستخدمون دعماً مالياً. ومع ذلك، الشرط المسبق هو أن يكون العاكس لديه شهادة السلامة المحلية ويجب على المستخدم التقدم إلى إدارة الشبكة الوطنية المحلية أولاً. بالنسبة للمستخدمين في الولايات المتحدة، فإن العاكس الهجين الشمسي من PowMr "SunSmart 10K" يستحق التفكير.

 

توليد الطاقة خارج الشبكة للطوارئ

عندما يفشل الشبكة، يتوقف وضع الربط بالشبكة في العاكس عن العمل ويتحول تلقائيًا إلى وضع خارج الشبكة، وتستمر الطاقة الشمسية في توفير الطاقة للحمل، مما يتيح لك الحصول على الطاقة المتاحة في حالة الطوارئ. يمكن أيضًا تخزين الطاقة الضوئية المتبقية في البطاريات.

 

زيادة استخدام الطاقة الكهروضوئية

بغض النظر عن وضع العمل، يعطي النظام الأولوية لاستخدام الطاقة الكهروضوئية. عندما لا تكون كافية، سيتم تزويد الطاقة من الشبكة أو البطارية. إذا كان هناك فائض من الكهرباء الناتجة عن الطاقة الكهروضوئية، فسيتم تخزينها في البطاريات أو تغذيتها إلى الشبكة لتحقيق أقصى استفادة من الطاقة الكهروضوئية دون إهدار الطاقة.