ما هي محولات الطاقة الشمسية الهجينة وكيف تعمل؟

العاكس هو جهاز يحول التيار المستمر (البطاريات، المكثفات، إلخ) إلى تيار متردد. في المجال المهني، يشير العاكس فقط إلى آلة يمكنها تحويل التيار المستمر إلى تيار متردد. أما المحول الذي يمكنه تغيير التيار من تيار متردد إلى تيار مستمر فيُسمى المقوم. العاكس والمقوم هما جهازان يمكنهما تغيير طبيعة التيار، لذا كلاهما محولات.

في الوقت الحالي، هناك العديد من أنواع العواكس المختلفة في صناعة الطاقة الشمسية الكهروضوئية. غالبًا ما لا تقتصر وظيفة العاكس على العكس فقط، بل تشمل أيضًا التقويم، وتنظيم الجهد والتردد، وغيرها. لذلك، يُستخدم مصطلح "العاكس" تجاريًا بشكل مختلف عن المعنى الأكاديمي للعاكس.

في صناعة الطاقة الشمسية الكهروضوئية، تُقسم العواكس بشكل رئيسي إلى عاكسات الطاقة الشمسية، العواكس خارج الشبكة، العواكس المتصلة بالشبكة/المربوطة بالشبكة والعواكس الهجينة.

 

ما هو العاكس الشمسي الهجين؟

يمكن فهم العواكس الهجينة على أنها دمج بين عاكس الشبكة الشمسية وعاكس خارج الشبكة، حيث تنقل الطاقة الكهروضوئية الشمسية والطاقة الإضافية من البطاريات إلى الشبكة وتستعيد الكهرباء من الشبكة عندما تكون الطاقة المتولدة من مصادر الطاقة المتجددة غير كافية. بعبارة أخرى، يمكن لهذه العواكس أن تعمل كعاكسات خارج الشبكة وكعاكسات مربوطة بالشبكة حسب حالة الحمل.

بالإضافة إلى ذلك، يحتوي العاكس الهجين على وحدات ذكية مدمجة لإدارة الطاقة ونقل البيانات، مما يجعله جهازًا كهربائيًا عالي التقنية. العاكس الهجين هو قلب وعقل نظام تخزين الطاقة بأكمله من خلال ربط ومراقبة وإدارة وحدات مثل الألواح الشمسية الكهروضوئية، وحدة التحكم الشمسية، الأحمال 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 تشغيل الحمل أولاً، حسب المتطلبات الفعلية.

لذلك، قمنا بتقسيم أوضاع تشغيل العواكس الشمسية الهجينة إلى الفئات الثلاث التالية حسب الأجهزة المتصلة بها.

 

وضع خارج الشبكة

وضع خارج الشبكة يعني أن العاكس يزود الحمل بالطاقة الخاصة به دون أن يتأثر بالشبكة. إذا وفرت الطاقة الشمسية طاقة كافية للحمل، يتم تخزين الطاقة الزائدة في البطارية. وإلا، فإن البطارية واللوح الشمسي يزودان الحمل في نفس الوقت.

وضع متصل بالشبكة/مربوط بالشبكة

وضع متصل بالشبكة/مربوط بالشبكة يعني أنه في نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية بأكمله، يمكن فقط للطاقة الشمسية والشبكة العمل، ولا يمكن للبطارية العمل، وفي هذه الحالة يعمل العاكس الهجين كعاكس طاقة شمسية عادي. إذا كانت الألواح الشمسية قادرة على توليد كهرباء كافية، فإنها تسلمها إلى الشبكة، وإذا لم تكن كذلك، فإنها تستقبل الكهرباء من الشبكة.

الوضع الهجين

في هذا الوضع، يكون العاكس متصلًا بالشبكة والبطارية والألواح الشمسية والأحمال في نفس الوقت. في هذا الوضع، للعاكس ثلاث حالات تشغيل:

• إذا كانت هناك مشكلة في الشبكة أو عندما تكون الطاقة الشمسية كافية لتشغيل الحمل، تتغير وظيفته إلى وظيفة عاكس خارج الشبكة. في هذه الحالة، يقوم مفتاح التبديل بفصل العاكس عن الشبكة.

• بمجرد أن تبدأ الطاقة الشمسية في توليد طاقة إضافية، يتغير وضع التشغيل من خارج الشبكة إلى وضع متصل بالشبكة. سيغير العاكس تردد التيار وطور التيار ويبدأ في نقل الطاقة الإضافية إلى الشبكة.

• حتى عندما لا تكون هناك طاقة شمسية، يمكن للعاكس تشغيل الأحمال عبر الشبكة أو البطاريات.

 

هل العواكس الشمسية الهجينة تستحق الاستثمار؟

كسب المال من تغذية الشبكة

خلال فترة الوادي (عندما يكون سعر الكهرباء منخفضًا)، تقوم شبكة المرافق بشحن البطارية عبر العاكس. خلال ساعات الذروة (عندما يكون سعر الكهرباء مرتفعًا)، يخرج العاكس الطاقة بالكامل، ويتم تغذية طاقة البطارية إلى شبكة الكهرباء بشرط تلبية طلب الحمل، لتحقيق هدف بيع الكهرباء على الشبكة. هذا لا يقلل فقط الضغط على الشبكة، بل يجلب أيضًا الفوائد الاقتصادية الناتجة عن فرق أسعار الذروة والوادي للمستخدمين.

العديد من الدول لديها حاليًا سياسات لدعم الطاقة الشمسية الكهروضوئية وتغذية الشبكة، ويتلقى المستخدمون دعمًا ماليًا. ومع ذلك، الشرط الأساسي هو أن يكون العاكس حاصلًا على شهادة السلامة المحلية ويجب على المستخدم التقديم إلى إدارة الشبكة الوطنية المحلية أولاً. بالنسبة للمستخدمين في الولايات المتحدة، فإن عاكس PowMr الشمسي الهجين “SunSmart 10K” يستحق النظر فيه بشدة.

 

توليد الطاقة خارج الشبكة للطوارئ

عندما تفشل الشبكة، يتوقف وضع الربط بالشبكة للعاكس ويقوم بالتبديل تلقائيًا إلى وضع خارج الشبكة، وتستمر الطاقة الشمسية في توفير الطاقة للحمل، مما يتيح لك توفر الطاقة في حالات الطوارئ. يمكن أيضًا تخزين الطاقة الشمسية المتبقية في البطاريات.

 

تعظيم استخدام طاقة الطاقة الشمسية الكهروضوئية

بغض النظر عن وضع التشغيل، يعطي النظام الأولوية لاستخدام طاقة الطاقة الشمسية الكهروضوئية. عندما لا تكون كافية، يتم تعويض الطاقة من الشبكة أو البطارية. إذا كان هناك فائض من الكهرباء المولدة من الطاقة الشمسية، يتم تخزينه في البطاريات أو تغذيته إلى الشبكة لتعظيم استخدام طاقة الطاقة الشمسية دون هدر للطاقة.