من التيار المستمر إلى التيار المتردد: التعرف على محولات الطاقة الشمسية

في عصر الطاقة المتجددة، اكتسبت الشمس شعبية كمصدر للكهرباء النظيفة والمستدامة. ومع ذلك، فإن الكهرباء المنبعثة من الألواح الشمسية تكون في شكل تيار مستمر (DC) بينما تأخذ معظم الأجهزة المنزلية والأنظمة الكهربائية التيار المتردد (AC). وهنا يأتي دور محولات الطاقة الشمسية وظيفتها الرئيسية هي تحويل الطاقة المستمرة إلى طاقة مترددة قابلة للاستخدام.

1. مقدمة عن العاكسات الشمسية

هذه هي الأجهزة الإلكترونية التي تحول الكهرباء المستمرة التي تنتجها الخلايا الكهروضوئية إلى كهرباء متناوبة. تلعب دورًا مهمًا في نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية بحيث تمكننا من استخدام طاقة الشمس في منازلنا ومكاتبنا ومؤسساتنا الأخرى.

II. فهم وظيفة العاكسات الشمسية

التحويل من العاصمة إلى التيار المتردد

الغرض الأساسي من العاكسات الشمسية هو تحويل التيار المستمر إلى تيار متناوب. تتطلب جميع المعدات والأنظمة الكهربائية التي نستخدمها يوميًا تقريبًا طاقة التيار المتردد، لكن الألواح الشمسية الكهروضوئية تولد كهرباء التيار المستمر. يتم تحقيق هذه التغييرات من خلال مكونات ودوائر إلكترونية مختلفة يتم من خلالها تحويل التيار المستمر إلى التيار المتناوب.

أقصى تتبع باور بوينت (MPPT)

تحتوي العاكسات الشمسية أيضًا على MPPT مدمجة بداخلها مما يضمن الحصول على أقصى قدر من الطاقة من ضوء الشمس في النهاية عندما تتغير الظروف. وبالتالي، في كل مرة يحدث فيها تغيير في إنتاج الطاقة بواسطة هذه الألواح، يقوم المحول تلقائيًا بتعديل خصائص معينة بحيث يظل كل شيء يعمل بسلاسة مع تقليل الهدر وبالتالي المساعدة في تحقيق مستويات إنتاجية عالية لكل وحدة مساحة.

المزامنة مع الشبكة

يجب أن تكون أنظمة الطاقة الشمسية المتصلة بالشبكة أو المرتبطة بها قادرة على مزامنة إنتاجها مع مصدر الطاقة بالشبكة. وهذا من شأنه أن يضمن إمكانية دمج الطاقة الكهربائية المولدة من الطاقة الشمسية بكفاءة وأمان في الشبكة مما يوفر للمنازل والمباني التجارية استهلاكًا للطاقة الكهربائية.

ثالثا: أنواع العاكسات الشمسية

محولات الأوتار

فيما يتعلق بالتكنولوجيا المستخدمة في تركيبات الطاقة الكهروضوئية، فإن العاكسات السلسلة هي الأكثر شيوعًا. تُستخدم عادةً في أنظمة الطاقة الكهروضوئية الصغيرة التي تحتوي على عدد قليل من الألواح الشمسية. عادةً ما تقوم العاكسات السلسلة بتحويل الطاقة المستمرة من الألواح الشمسية المتعددة إلى طاقة مترددة باستخدام وحدة عاكس واحدة.

محولات دقيقة

يتم تركيب هذه المحولات خلف خلايا كهروضوئية فردية على عكس الوحدات المركزية التي تميز المحولات الخيطية. وهي تجعل تحويل الطاقة المستمرة على كل لوحة إلى الشكل المطلوب (تيار متردد) مستقلاً عن الآخر. ومع ذلك، فإن المحولات الدقيقة التي توفر المزيد من القدرة على التكيف والكفاءة تكون تكلفتها أعلى من المحولات الخيطية.

محسنات الطاقة

هذا مزيج بين العاكس الخيطي والعاكس الصغير؛ فهو يستخدم محسنات الطاقة الموضوعة خلف كل لوحة لتعزيز إنتاجها قبل تغذيتها إلى وحدة العاكس المركزية. تؤدي محسنات الطاقة إلى إنشاء نظام شمسي عالي الكفاءة بتكاليف مخفضة مرتبطة بإعداد العاكس الخيطي.

IV. استنتاج

تلعب محولات الطاقة الشمسية دورًا أساسيًا في أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية حيث تقوم بتحويل الكهرباء المستمرة التي تولدها الألواح الكهروضوئية إلى كهرباء مترددة قابلة للاستخدام. من المهم فهم أغراض وأنواع محولات الطاقة الشمسية حتى تتمكن من تحسين الكفاءة والإنتاجية داخل نظامك وفقًا لذلك. يجب أن تدرك أيضًا أنه لا يهم ما إذا كنت قد اخترت محولًا سلكيًا أو محولًا صغيرًا أو حتى محسنًا للطاقة؛ فقط تأكد من أن الجهاز الذي اخترته لا يعاني من مشاكل التوافق مع أجزاء أخرى من التركيب بالإضافة إلى تلبية متطلبات الطاقة لمبنى معين.