الحمل الكهربائي - محدد لشراء العاكس

إن عاكس تخزين الطاقة الشمسية هو جوهر نظام الطاقة الكهروضوئية. تحتاج الألواح الشمسية والبطاريات والشبكة إلى الاعتماد عليه لتحويل الطاقة المستمرة (DC) إلى طاقة متناوبة (AC) لتشغيل الأجهزة، مما يعني أن العاكس يخدم الحمل بشكل أساسي. لذا، فإن الحمل هو أحد العوامل الحاسمة في تحديد مواصفات نظام تخزين الطاقة الشمسية بالكامل، ومن الأفضل للمستهلكين أن يكون لديهم فهم أولي لخصائص الحمل قبل شراء عاكس.

 

أنواع الأحمال الكهربائية

هنا نقدم مفهوم الأنواع الثلاثة من الأحمال في نظام الطاقة أولاً.

 

ما هو الحمل الاستقرائي؟

الأحمال الحثية عادة ما تشير إلى المعدات الكهربائية التي تحتوي على مكونات بها ملفات تحتاج إلى توليد مجال مغناطيسي من أجل العمل بفعالية، ومن الأمثلة في الحياة اليومية المراوح الكهربائية، وأجهزة الطهي بالحث، ومكيفات الهواء، والخلاطات، والمضخات، والمحولات، والمحركات، إلخ. بسبب الحث الكهرومغناطيسي، يتم مقاومة تغيير التيار ويتأخر التيار عبر الدائرة عن جهد الحمل بفارق طور واحد.

ما هو الحمل المقاوم؟

بعبارات بسيطة، في الدائرة، يُطلق على المعدات الكهربائية التي يتدفق فيها التيار فقط عبر العناصر المقاومة في الدائرة اسم الحمل المقاوم، ومن الأمثلة الشائعة عليها المصابيح المتوهجة، والأفران الكهربائية، وما إلى ذلك. تعمل هذه المكونات المقاومة عندما يكون الجهد والتيار في الطور نفسه، أي أن فرق الطور هو 0.

 

ما هو الحمل السعوي؟

الحمل السعوي هو عمومًا جهاز يكون فيه تيار الحمل أكبر من الجهد بفارق طور واحد، ولكن، عادةً لا توجد المكونات السعوية بشكل مستقل في المعدات الكهربائية.

لماذا تعتبر الأحمال الاستقرائية مهمة؟

يجب حساب الطاقة المقدرة للأحمال المتصلة بالنظام والتحقق منها قبل شراء العاكس. يجب تحديد الطاقة الناتجة عن العاكس المستخدم وفقًا لإجمالي طاقة الأحمال، مع الأخذ في الاعتبار التأثير المحتمل والطلب على العاكس من طاقة الذروة والطاقة التفاعلية المطلوبة من بعض الأحمال الخاصة أثناء بدء التشغيل، وضمان أن سعة العاكس كبيرة بما يكفي.

 

ما هي القوة الحقيقية؟

في دوائر التيار المتردد، الطاقة النشطة هي الجزء من الطاقة الذي يتم استهلاكه في العناصر المقاومة ولا يمكن عكسه، مثل الحرارة أو الضوء أو الطاقة الميكانيكية.

 

ما هو القدرة التفاعلية؟

في النظام الكهربائي، مشابه للمكونات الحثية المكونة من لفات ومغناطيسات التي تحتاج إلى توليد مجال مغناطيسي من أجل العمل، يُطلق على الطاقة المستهلكة لإقامة المجال الكهربائي اسم الطاقة التفاعلية. في عملية التحويل بين الطاقة الكهربائية والمغناطيسية، ستعود بعض الطاقة المغناطيسية إلى الطاقة الكهربائية ولا يتم استهلاك أي طاقة.

 

ما هو القدرة الظاهرة؟

الطاقة الكلية التي يمكن أن تُزود بها مصدر التيار المتردد تُسمى الطاقة الظاهرة، من الناحية العددية هي ناتج الجهد والتيار، بوحدات VA، الطاقة الظاهرة هي سعة مصدر الطاقة المتردد.

في نظام الطاقة، الأنواع الثلاثة من الأحمال التي تم تقديمها في بداية المقال غالبًا ما توجد في نفس الوقت، والأحمال الحثية شائعة جدًا، ولكن نسبة هذه الأحمال تختلف في الأنظمة المتنوعة، وسيكون نظام الطاقة أيضًا حثيًا أو سعويًا وفقًا لذلك. في الظروف العادية، تحصل الأجهزة على الطاقة النشطة وأيضًا الطاقة التفاعلية من مصدر الطاقة.

على الرغم من أن الطاقة التفاعلية تُنقل ذهابًا وإيابًا بين مصدر الطاقة والحمل دون أن تُستهلك، إلا أن معظم الأحمال في نظام الطاقة هي أحمال حثية. إذا كانت الطاقة التفاعلية التي يوفرها العاكس غير كافية عندما تبدأ جميع الأحمال الحثية في نفس الوقت، فلن يكون لديها طاقة تفاعلية كافية لإنشاء مجالات كهرومغناطيسية طبيعية، ولا يمكن الحفاظ على تشغيل هذه الأجهزة الكهربائية تحت الظروف المقدرة.

 

مبدأ تعويض القدرة التفاعلية

في دائرة التيار المتردد، يكون التيار في حمل مقاوم بحت متزامنًا مع الجهد، بينما يتأخر التيار في حمل حثي بحت عن الجهد، ويكون التيار في حمل سعوي بحت متقدمًا على الجهد. بعبارة أخرى، فإن فرق الطور بين التيارات في الحث النقي والسعة النقية يمكن أن يلغي بعضه البعض.

المبدأ الأساسي لتعويض القدرة التفاعلية هو توصيل الجهاز مع الحمل السعوي والحمل الحثي بالتوازي في نفس الدائرة، عندما يحرر الحمل السعوي الطاقة، يمتص الحمل الحثي الطاقة؛ بينما يحرر الحمل الحثي الطاقة، يمتص الحمل السعوي الطاقة، ويتم تبادل الطاقة بين الحملين.

بهذه الطريقة، يمكن تعويض القدرة التفاعلية الممتصة بواسطة الحمل الحثي بواسطة القدرة التفاعلية الناتجة من الحمل السعوي، وهو المبدأ الأساسي لتعويض القدرة التفاعلية.

 

كيفية اختيار العاكس المتوافق مع الأحمال الحثية

 

ما هو عامل القدرة؟

عامل القدرة هو مقياس لكفاءة الطاقة المستخدمة لتشغيل الآلات والمعدات على مدى فترة زمنية معينة وقيمته هي نسبة القدرة الفعالة إلى القدرة الظاهرة.

باستخدام محلل الطاقة يمكنك قياس القدرة الفعالة (kW) والقدرة الظاهرة (kVA) للحمل وبالتالي حساب عامل القدرة.

• PF = (الطاقة الحقيقية)/(الطاقة الظاهرة)

عندما تكون المعدات الكهربائية حملاً مقاومياً بحتاً أو يكون عامل القدرة أكبر من 0.9، يتم اختيار القدرة المقدرة للعكس لتكون 1.1 إلى 1.15 مرة من سعتها.

 

ما هو ارتفاع الطاقة؟

الذروة هي ارتفاع في الجهد ناتج عن حمل سعوي يمتص جزءًا من التيار عند تشغيل جهاز إلكتروني في نظام كهربائي. سعة الذروة للعكس (عادة ما تكون ضعف القدرة المقدرة للعكس) هي معلمة يجب أن تكون على دراية بها قبل شراء العاكس، لأنه عندما يتجاوز جهد الدائرة هذا النطاق، يمكن أن تتعرض المكونات الإلكترونية للجهاز للتلف.

 

ما هو الجهد العابر؟

تحدث الترانزيت عادةً بسبب ارتفاع مفاجئ في الجهد أو التيار نتيجة إطلاق الطاقة المخزنة في حمل حثي. الترانزيت تختلف عن الارتفاعات لأنها أكثر ضررًا وتستمر لفترة أطول. يمكن أن تتسبب هذه الانفجارات من الطاقة في تلف العاكس أو حتى معدات أخرى.

لذلك، لتجنب مثل هذا الفشل، يجب على المستهلك التأكد من أن قدرة العاكس المختارة هي أكبر من أو تساوي القدرة القصوى للحمل الحثي. بشكل عام، تكون القدرة القصوى للأحمال الحثية من 3 إلى 9 مرات القدرة الاسمية.

افترض أنك تريد شراء عاكس يمكنه إخراج ضعف الطاقة الاسمية على الفور، والحمل السعوي أو الحثي الذي سيتم تشغيله له طاقة اسمية قدرها 1000 واط، مما يعني أن له طاقة قصوى قدرها 9000 واط. هذه الطاقة القصوى مقسومة على اثنين هي الطاقة الاسمية للعاكس المطلوبة، أي 4500 واط.

إذا كانت قدرة العاكس أقل من هذه القيمة، يجب توصيل اثنين أو أكثر من العواكس بالتوازي لتوفير طاقة كافية للحمل.