الحمل الكهربائي - العامل المحدد لشراء العاكس

محول تخزين الطاقة الشمسية هو جوهر نظام الطاقة الكهروضوئية. تعتمد الألواح الشمسية والبطاريات والشبكة عليه لتحويل التيار المستمر إلى تيار متردد لتشغيل الأجهزة، مما يعني أن المحول يعمل أساسًا على خدمة الحمل. لذلك، يُعد الحمل أحد العوامل الحاسمة في مواصفات نظام التخزين الشمسي بأكمله، ومن الأفضل للمستهلكين أن يكون لديهم فهم أولي لخصائص الحمل قبل شراء المحول.

 

أنواع الأحمال الكهربائية

نقدم هنا أولاً مفهوم الأنواع الثلاثة للأحمال في نظام الطاقة.

 

ما هو الحمل الحثي؟

عادةً ما يشير الحمل الحثي إلى المعدات الكهربائية التي تحتوي على مكونات بها ملفات تحتاج إلى توليد مجال مغناطيسي لتعمل بفعالية، ومن الأمثلة في الحياة اليومية المراوح الكهربائية، وأجهزة الطهي بالحث، ومكيفات الهواء، والخلاطات، والمضخات، والمحولات، والمحركات، وغيرها. بسبب الحث الكهرومغناطيسي، يتم مقاومة تغير التيار ويتأخر التيار في الدائرة عن جهد الحمل بفارق طور واحد.

ما هو الحمل المقاوم؟

بعبارات بسيطة، في الدائرة، يُسمى الحمل المقاوم المعدات الكهربائية التي يتدفق التيار فقط عبر عناصر مقاومة في الدائرة، ومن الأمثلة الشائعة المصابيح المتوهجة، والأفران الكهربائية، وغيرها. تعمل هذه المكونات المقاومة عندما يكون الجهد والتيار في طور واحد، أي أن فرق الطور يساوي صفر.

 

ما هو الحمل السعوي؟

الحمل السعوي هو عادة جهاز يتجاوز تيار حمله الجهد بفارق طور واحد، ولكن عادةً لا توجد مكونات سعوية مستقلة في المعدات الكهربائية.

لماذا يهم الحمل الحثي؟

يجب حساب وفحص القدرة المقدرة للأحمال المتصلة بالنظام قبل شراء المحول. يجب تحديد قدرة خرج المحول المستخدم وفقًا لإجمالي قدرة الأحمال، مع الأخذ في الاعتبار التأثير والطلب المحتمل على المحول من قدرة الاندفاع والقدرة التفاعلية المطلوبة من بعض الأحمال الخاصة أثناء بدء التشغيل، وضمان أن تكون سعة المحول كافية.

 

ما هي القدرة الحقيقية؟

في دوائر التيار المتردد، القدرة الفعالة هي الجزء من القدرة الذي يُستهلك في العناصر المقاومة ولا يمكن عكسه، مثل تحويلها إلى حرارة أو ضوء أو طاقة ميكانيكية.

 

ما هي القدرة التفاعلية؟

في النظام الكهربائي، تشبه المكونات الحثية المكونة من لفائف ومغناطيسات التي تحتاج إلى توليد مجال مغناطيسي لتعمل، تُسمى القدرة المستهلكة لتأسيس المجال الكهربائي بالقدرة التفاعلية. في عملية التحويل بين الطاقة الكهربائية والمغناطيسية، تعود بعض الطاقة المغناطيسية إلى طاقة كهربائية دون استهلاك للطاقة.

 

ما هي القدرة الظاهرة؟

القدرة الإجمالية التي يمكن توفيرها من مصدر التيار المتردد تُسمى القدرة الظاهرة، من الناحية العددية هي حاصل ضرب الجهد في التيار، وتقاس بوحدة فولت أمبير (VA)، والقدرة الظاهرة هي سعة مصدر التيار المتردد.

في نظام الطاقة، غالبًا ما توجد الأنواع الثلاثة من الأحمال التي تم تقديمها في بداية المقال في نفس الوقت، الأحمال الحثية شائعة جدًا، لكن نسبتها تختلف في الأنظمة المختلفة، وسيكون نظام الطاقة إما حثيًا أو سعويًا وفقًا لذلك. في الظروف العادية، تحصل الأجهزة على القدرة الفعالة والقدرة التفاعلية من مصدر الطاقة.

على الرغم من أن القدرة التفاعلية تنتقل ذهابًا وإيابًا بين مصدر الطاقة والحمل دون أن تُستهلك، فإن معظم الأحمال في نظام الطاقة هي أحمال حثية. إذا كانت القدرة التفاعلية التي يوفرها المحول غير كافية عندما تبدأ جميع الأحمال الحثية في نفس الوقت، فلن يكون لديهم قدرة تفاعلية كافية لتأسيس المجالات الكهرومغناطيسية الطبيعية، ولن تتمكن هذه الأجهزة الكهربائية من العمل ضمن الظروف المقدرة.

 

مبدأ تعويض القدرة التفاعلية

في دائرة التيار المتردد، يكون التيار في حمل مقاوم بحت في طور واحد مع الجهد، ويتأخر التيار في حمل حثي بحت عن الجهد، ويتقدم التيار في حمل سعوي بحت على الجهد. بمعنى آخر، فرق الطور بين التيارات في الحث النقي والسعة النقية يمكن أن يلغي بعضه البعض.

المبدأ الأساسي لتعويض القدرة التفاعلية هو توصيل جهاز بحمل سعوي وحمل حثي بالتوازي في نفس الدائرة، عندما يطلق الحمل السعوي الطاقة، يمتص الحمل الحثي الطاقة؛ وعندما يطلق الحمل الحثي الطاقة، يمتص الحمل السعوي الطاقة، ويتم تبادل الطاقة بين الحملين.

بهذه الطريقة، يمكن تعويض القدرة التفاعلية التي يمتصها الحمل الحثي بالقدرة التفاعلية التي يخرجها الحمل السعوي، وهذا هو المبدأ الأساسي لتعويض القدرة التفاعلية.

 

كيفية اختيار المحول المناسب للأحمال الحثية

 

ما هو معامل القدرة؟

معامل القدرة هو مقياس لكفاءة استخدام الطاقة لتشغيل الآلات والمعدات خلال فترة زمنية معينة، وقيمته هي نسبة القدرة الفعالة إلى القدرة الظاهرة.

باستخدام محلل القدرة يمكنك قياس القدرة الفعالة (كيلوواط) والقدرة الظاهرة (كيلوفولت أمبير) للحمل وبالتالي حساب معامل القدرة.

• معامل القدرة = (القدرة الحقيقية) / (القدرة الظاهرة)

عندما يكون الجهاز الكهربائي حملًا مقاومًا بحتًا أو معامل القدرة أكبر من 0.9، يتم اختيار القدرة المقدرة للمحول لتكون 1.1 إلى 1.15 ضعف سعته.

 

ما هو اندفاع القدرة؟

الاندفاع هو ارتفاع في الجهد ناتج عن حمل سعوي يمتص جزءًا من التيار عند تشغيل جهاز إلكتروني في نظام كهربائي. سعة الاندفاع للمحول (عادةً ضعف القدرة المقدرة للمحول) هي معلمة يجب الانتباه إليها قبل شراء المحول، لأنه عندما يتجاوز جهد الدائرة هذا النطاق، قد تتلف المكونات الإلكترونية للجهاز.

 

ما هو الجهد العابر؟

عادةً ما تحدث الجهود العابرة بسبب ارتفاع مفاجئ في الجهد أو التيار نتيجة إطلاق الطاقة المخزنة في حمل حثي. تختلف الجهود العابرة عن الاندفاعات لأنها أكثر ضررًا وتستمر لفترة أطول. يمكن أن تتسبب هذه الطفرات في تلف المحول أو حتى معدات أخرى.

لذلك، لتجنب مثل هذا العطل، يجب على المستهلك التأكد من أن قدرة المحول المختار أكبر من أو تساوي القدرة القصوى للحمل الحثي. عادةً ما تكون القدرة القصوى للأحمال الحثية من 3 إلى 9 أضعاف القدرة الاسمية.

افترض أنك تريد شراء محول يمكنه إخراج ضعف القدرة الاسمية على الفور، وأن الحمل السعوي أو الحثي الذي سيتم تشغيله له قدرة اسمية 1000 واط، مما يعني أن لديه قدرة قصوى تبلغ 9000 واط. هذه القدرة القصوى مقسومة على اثنين هي القدرة الاسمية المطلوبة للمحول، أي 4500 واط.

إذا كانت قدرة المحول أقل من هذه القيمة، يجب توصيل محولين أو أكثر بالتوازي لتوفير قدرة كافية للحمل.