كانت الولايات المتحدة، بريطانيا، وألمانيا أول ثلاث دول في العالم تستخدم الكهرباء، وكانت الولايات المتحدة أول من اعتمد المولدات وأنشأ شبكة بجهد 110 فولت.
تبنت بعض الدول والمناطق المجاورة، مثل كندا، المكسيك، كولومبيا، جزر كايمان، بالإضافة إلى اليابان وتايوان، أيضًا معيار جهد 110 فولت-120 فولت.
على الرغم من بناء مولدات 220 فولت-240 فولت لاحقًا، لم تعتمد هذه الدول هذا المعيار بسبب التكلفة العالية لاستبدال نظام الطاقة.
لتلبية احتياجات الكهرباء للمواطنين في دول مختلفة، ظهرت أيضًا العواكس أحادية الطور، العواكس ذات الطور المنقسم، والعواكس ثلاثية الطور. سنشرح أدناه الفروقات بين الثلاثة.
لنبدأ بـ مفهوم الطور المنقسم، وهو نظام توزيع شائع في دول أمريكا الشمالية وغالبًا ما يُخطئ فيه غير المتخصصين على أنه نظام ذو طورين.
أحادي الطور مقابل الطور المنقسم - ما الفرق؟
ما هو أحادي الطور؟
بالإضافة إلى نظام الثلاثة أسلاك أحادي الطور، النوع الأكثر شيوعًا من الكهرباء أحادية الطور هو نظام سلكي حريقين أحادي الطور (سلك حريق واحد وسلك محايد واحد) يُستخدم لتوزيع الطاقة في التيار المتردد، عادة بتردد 50 أو 60 هرتز. يصل جهد الكهرباء أحادية الطور إلى ذروته مرتين في الدورة، والطاقة اللحظية ليست ثابتة.
ما هو الطور المنقسم؟
يشير الطور المنقسم إلى نظام توزيع الطاقة أحادي الطور بثلاثة أسلاك مع نقطة محايدة في المنتصف، والذي يوفر كهرباء سكنية بجهد 120/240 فولت تيار متردد.
في كل خزانة تبديل مركبة على عمود في الشوارع أو مجموعات العقارات، داخل المحول، هناك ملف أولي متصل بالشبكة وملف ثانوي أصغر سيتم توصيله بالعقار، مع توصيل طرفي الملف الثانوي بالعقار بواسطة سلكي حريق والسلك المحايد المتصل بمنتصف الملف الثانوي.
الجهد بين L1 و N وبين L2 و N هو 120 فولت عند القياس بجهاز متعدد القياسات، بينما عند توصيل السلكين الحيين بأقطاب جهاز القياس، يكون الجهد 240 فولت. عند القياس بالنسبة للنيوترال، فرق الطور بين L1 و L2 هو بالضبط 180 درجة، ومع ذلك، يظل نظام الطور المنقسم نظام طور واحد.
من الرسم البياني أعلاه، من الواضح أن هذا دائرة على التوالي، التيارات التي تمر بها في اتجاهات معاكسة بالنسبة لـ النيوترال، لذا فإن فرق الطور بينهما هو بالضبط 180 درجة، لكن موجتا الجهد كلاهما متزامنتان أو متوافقتان مع بعضهما البعض.
ومع ذلك، نظرًا لأن النظام متعدد الأطوار يجب أن يحدد اتجاهًا فريدًا لدوران الطور، فإن النظام ذو الطور المنقسم لا يمكنه إنتاج حقل مغناطيسي دوار باتجاه واحد، لذا فهو نظام طور واحد.
ما هو العاكس ذو الطور المنقسم؟
في أمريكا الشمالية، توفر مآخذ المنازل طاقة بجهد 110 فولت وأحيانًا تُوصف بأنها 120 فولت، لأن فقدان النقل وانخفاض الطاقة يمكن أن يتسبب في توفير محطات الطاقة للطاقة بجهود بين 120 و110 فولت، لذلك معظم الأجهزة في دول أمريكا الشمالية مصنفة على 120/110 فولت.
والأحمال الصناعية الثقيلة مثل الضواغط، الثلاجات والمضخات تستخدم جهد طور إلى طور (من خط إلى خط) بقيمة 220/240 فولت تيار متردد.
العاكس ذو الطور المنقسم هو جهاز يحول التيار المستمر الناتج عن مولد أو بطارية أو نظام طاقة شمسية إلى تيار متردد 110/240 فولت لتلبية احتياجات الطاقة المنزلية والصناعية في دول أمريكا الشمالية.
كيف يعمل العاكس ذو الطور المنقسم
أفضل عاكس ذو طور منقسم من حيث القيمة
يمكن للعاكس ذو الطور المنقسم تلبية طلب 110 فولت/240 فولت، ومع تطور التكنولوجيا، تم تصميم شاحن العاكس لدمج الشحن، التفريغ وتحويل الطاقة AC/DC في جهاز واحد، مما يجلب المزيد من الراحة للمستخدمين. بالنسبة لتوليد الطاقة من الألواح الشمسية، فإن PowMr Sunsmart 10K هو عاكس ذو طور منقسم فعال من حيث التكلفة.
وضع الطور المنقسم
العاكس ذو الطور المنقسم مزود بـ منافذ L1، L2، N، ومنفذ PE لأولئك الذين لديهم حماية تأريض. قم بتوصيل الحمل إلى L1 و L2 لـ:
- محول التيار المستمر من التيار الكهربائي الرئيسي، الألواح الشمسية والمولد
- الحصول على كهرباء 240 فولت في وضع الطور المنقسم لتشغيل الأحمال الصناعية الثقيلة المتصلة بـ L1 و L2
- تخزين الطاقة الزائدة في البطارية للطوارئ
وضع الطور الأحادي
المحول أحادي الطور هو لتحويل جهد التيار المتردد الخارج إلى طور أحادي، مثل التيار المتردد 220 فولت أو 230 فولت. عادةً ما يحتوي المحول أحادي الطور على ثلاث واجهات، معنونة على التوالي بـ "N" "L" "PE".
في وضع الطور الأحادي، يوفر خرج الجهد من محول الطور المنقسم كهرباء بجهد 110 فولت لتشغيل التطبيقات السكنية/التجارية الخفيفة.
باستخدام Sunsmart 10K كمثال، يمكن اعتباره كأنه سلك نار واحد مع توصيل L1 و L2، مما يجعل محول الطور المنقسم لا يختلف عن المحول أحادي الطور.
نصائح
في الحالات التي يكون فيها الطلب على الطاقة داخل نظام الطور المنقسم أكثر من 10 كيلوواط، يُنصح بالترقية إلى أحدث منتجات PowMr، وهو محول Sunsmart LV12K ذو الطور المنقسم.
- بقدرة مصنفة تبلغ 10 كيلوواط، يدعم الاتصال المتوازي لتوسيع النظام حتى 6 وحدات.
- يتميز بوجود وحدتي تحكم شحن شمسية MPPT مزدوجة بتيار 200 أمبير، كل منهما يتمتع بكفاءة 99.9% وتيار أقصى 18 أمبير (أقصى إدخال للطاقة الشمسية) في دائرة واحدة.
- بالإضافة إلى ذلك، يوفر المحول وظيفة ضبط الشحن والتفريغ حسب الفترات الزمنية، مما يمكّن المستخدمين من تحسين استخدام الطاقة خلال ساعات الذروة وساعات انخفاض الطلب، مما يقلل بشكل فعال من تكاليف الكهرباء.
شرح الطور المنقسم 120V/240V - فيديو تعليمي
محولين بالتوازي للطور المنقسم
بينما يقدم PowMr Sunsmart 10K حلاً متكاملاً لتوليد الطاقة ذات الطور المنقسم، هناك نهج آخر لتحقيق نفس 110Vac من مصدر 220Vac.
يتضمن ذلك توصيل محولين بالتوازي. بالنسبة لأولئك الذين يفكرون في المحولات المتوازية لتحقيق الطاقة ذات الطور المنقسم، فإن POW-SunSmart SP5K محول الطاقة الشمسية بقدرة 5 كيلوواط يستحق الذكر. فهو مصمم خصيصًا لهذا الغرض ويمكن إقرانه بوحدة أخرى لإنشاء مصدر طاقة ذو طور منقسم بسلاسة.
علاوة على ذلك، يتيح الاتصال المتزامن لما يصل إلى 6 وحدات، مما يوفر إجمالي قدرة تصل إلى 30,000 كيلوواط، مما يجعله خيارًا ممتازًا للأنظمة الشمسية الواسعة.
ملاحظة:
ومع ذلك، من الضروري فهم أن ليس كل المحولات مصممة للاتصال بالتوازي. لإنشاء تكوين طور منقسم موثوق، تحتاج إلى محولات ذات تصاميم متخصصة يمكنها العمل معًا بسلاسة. انقر هنا لمعرفة المزيد عن المحولات المتوازية.
كيفية توصيل المحولات بالتوازي للطور الأحادي/ الطور المنقسم/ الطور الثلاثي - فيديو تعليمي
محول طور منقسم واحد أم زوج من المحولات المتوازية؟
تخدم محولات الطاقة الشمسية ذات الطور المنقسم والمحولات الشمسية المتوازية لأنظمة الطور المنقسم أغراضًا مختلفة ولها خصائص مميزة.
لكل طريقة مزايا واعتبارات، ويعتمد الاختيار بينهما على عوامل مختلفة، بما في ذلك المتطلبات الخاصة بالمستخدم.
مزايا محول الطاقة الشمسية ذو الطور المنقسم
محول الطاقة الشمسية ذو الطور المنقسم هو وحدة محول واحدة مصممة للعمل مع نظام كهربائي ذو طور منقسم شائع في أمريكا الشمالية (120/240 فولت). يولد كل من 120 فولت و240 فولت من محول واحد. إليك بعض النقاط المهمة للنظر فيها:
- البساطة
محولات الطور المنقسم سهلة التركيب نسبيًا لأنها وحدة واحدة. - توفير المساحة
تأخذ مساحة أقل مقارنة بعدة محولات متوازية.
مزايا توصيل المحولات الشمسية المتوازية لأنظمة الطور المنقسم
تتضمن المحولات الشمسية المتوازية لأنظمة الطور المنقسم استخدام عدة محولات أحادية الطور متصلة بالتوازي لتحقيق خرج الطور المنقسم المطلوب. إليك بعض النقاط الرئيسية:
- قابلية التوسع
تسمح هذه الطريقة بـ زيادة سعة النظام. يمكنك إضافة المزيد من المحولات مع زيادة احتياجاتك من الطاقة. - التكرار
إذا تعطل محول واحد، يمكن للمحولات الأخرى الاستمرار في العمل، مما يوفر مستوى من التكرار.
- المرونة
يمكن تخصيص المحولات المتوازية لتلبية متطلبات الطاقة الخاصة بالمستخدم، مما يجعلها مناسبة للتركيبات السكنية أو التجارية الأكبر.
الخاتمة
باختصار، يعتمد الاختيار بين محولات الطاقة الشمسية ذات الطور المنقسم والمحولات المتوازية على حجم وتعقيد تركيب الطاقة الشمسية الخاص بك، وميزانيتك، وخطط التوسع المستقبلية.
الأنظمة السكنية الصغيرة غالبًا ما تختار محولات الطور المنقسم بسبب بساطتها وتكلفتها الفعالة، بينما قد تستفيد الأنظمة الأكبر أو الأكثر مرونة من المحولات المتوازية لقدرتها على التوسع والموثوقية.
يمكن أن يساعدك التشاور مع مُركب أو مهندس طاقة شمسية في تحديد أفضل حل لاحتياجاتك الخاصة.
