العاكس الشمسية
A العاكس للطاقة الشمسية أو العاكس PV ، هو نوع من الكهرباء تحويل الذي يحول متغير التيار المباشر الانتاج (DC) من الضوئية (PV) الألواح الشمسية إلى تردد فائدة التيار المتردد (AC) التي يمكن إدخالها على الكهرباء التجارية الشبكة أو تستخدمه شبكة كهربائية محلية خارج الشبكة . إنه توازن حاسم في النظام (BOS) - مكون في النظام الكهروضوئي ، مما يسمح باستخدام المعدات العادية التي تعمل بالتيار المتردد. محولات الطاقة الشمسيةوظائف خاصة تكييفها للاستخدام مع المصفوفات الضوئية، بما في ذلك الحد الأقصى تتبع باور بوينت ومكافحة islanding الحماية.
محتويات
- 1التصنيف
- 2الحد الأقصى لتتبع نقطة السلطة
- 3العاكسون الشمسية الصغيرة
- 4شبكة مرتبطة العاكسون الشمسية
- 5العاكسون ضخ الشمسية
- 6السوق
- 7انظر أيضا
- 8المراجع
التصنيف
يمكن تصنيف محولات الطاقة الشمسية إلى ثلاثة أنواع عريضة: [2]
- محولات قائمة بذاتها ، تستخدم في الأنظمة المعزولة حيث يستمد العاكس طاقة التيار المستمر من البطاريات المشحونة بواسطة المصفوفات الضوئية. العديد من المحولات المستقلة تتضمن أيضًا شواحن بطارية متكاملةلتجديد البطارية منمصدر التيار المتردد ، عند توفرها. عادةً لا تتوافق هذه الشبكات بأي شكل من الأشكال مع شبكة الأدوات المساعدة ، وبالتالي ، ليست هناك حاجة إلى الحماية المضادة للجزيرة .
- محولات الشبكة ، التي تتوافق مع الطور مع موجة جيبية مزودة بالمرافق. تم تصميم محولات شبكة الربط لإغلاقها تلقائيًا عند فقد إمدادات الأداة ، لأسباب تتعلق بالسلامة. أنها لا توفر طاقة احتياطية أثناء انقطاع المرافق.
- محولات النسخ الاحتياطي للبطارية ، هي محولات خاصة مصممة لسحب الطاقة من البطارية وإدارة شحن البطارية عبر شاحن داخلي وتصدير الطاقة الزائدة إلى شبكة المرافق. هذه المحولات قادرة على توفير طاقة التيار المتردد لأحمال محددة أثناء انقطاع الخدمة ، وهي مطلوبة للحصول على حماية مضادة للجزيرة. [ توضيح مطلوب ]
- تقوم محولات الهجين الذكية بإدارة مجموعة من الخلايا الكهروضوئية وتخزين البطارية وشبكة المرافق ، والتي يتم ربطها جميعًا بالوحدة مباشرةً. عادةً ما تكون هذه الأنظمة الحديثة متعددة الإمكانات متعددة الاستخدامات للغاية ويمكن استخدامها لتطبيقات الربط الشبكي أو القائمة بذاتها أو النسخ الاحتياطي ، لكن وظيفتها الأساسية هي الاستهلاك الذاتي باستخدام التخزين.
الحد الأقصى لتتبع نقطة القوة
تستخدم محولات الطاقة الشمسية الحد الأقصى لتتبع نقطة الطاقة (MPPT) للحصول على أقصى طاقة ممكنة من صفيف PV. [3] الخلايا الشمسية لها علاقة معقدة بين الإشعاع الشمسي ودرجة الحرارة والمقاومة الكلية التي تنتج كفاءة إخراج غير خطية تعرف باسم منحنى IV . إن الغرض من نظام MPPT هو أخذ عينات من الخلايا وتحديد المقاومة (الحمل) للحصول على أقصى طاقة لأي ظروف بيئية معينة. [4]
و عامل تعبئة ، المعروفة أكثر من اختصار في FF ، معلمة التي، جنبا إلى جنب مع الجهد مفتوحة الدائرة (V OC ) وقصيرة الدوائر الحالية (I الشوري ) من لوحة، يحدد أقصى قدر من السلطة من الخلايا الشمسية. يتم تعريف عامل التعبئة على أنه نسبة الحد الأقصى للطاقة من الخلية الشمسية إلى منتج V oc و I sc . [5]
هناك ثلاثة أنواع رئيسية من خوارزميات MPPT : الاضطراب والملاحظة والتوصيل الإضافي والجهد المستمر. [6] غالبًا ما يشار إلى أول طريقتين على أنهما طرق تسلق التل ؛ إنهم يعتمدون على منحنى الطاقة المرسومة ضد الجهد الكهربائي المرتفع إلى يسار أقصى نقطة للطاقة ، ويسقط على اليمين. [7]
العاكسون الشمسية الصغيرة [ عدل ]
العاكس الصغير للطاقة الشمسية هو عاكس مصمم للعمل مع وحدة PV واحدة. يحول العاكس الصغير إخراج التيار المباشر من كل لوحة إلى تيار متناوب . يسمح تصميمها بالاتصال المتوازي لعدة وحدات مستقلة بطريقة معيارية. [8]
تشمل مزايا العاكس الدقيق تحسين الطاقة الفردية للوحة الواحدة ، والتشغيل المستقل لكل لوحة ، وتركيب المكونات والتشغيل ، والتركيب المحسن ، والسلامة من الحرائق ، والتكاليف إلى أدنى حد مع تصميم النظام وتقليل المخزون.
تشير دراسة أجريت عام 2011 في جامعة ولاية أبالاتشيان إلى أن إعداد العاكس المدمج الفردي قد أعطى طاقة أكثر بنسبة 20٪ في الظروف غير المظللة و 27٪ طاقة أكبر في الظروف المظللة مقارنة بالإعداد المتصل بالسلسلة باستخدام عاكس واحد. كلا الاجهزة تستخدم الألواح الشمسية متطابقة. [9]
شبكة العاكسون الشمسية مرتبطة [ عدل ]
تم تصميم محولات ربط الشبكة الشمسية للفصل بسرعة عن الشبكة في حالة تعطل شبكة الأدوات المساعدة . هذا أحد متطلبات NEC التي تضمن أنه في حالة انقطاع التيار الكهربائي ، سيتم إيقاف تشغيل محول شبكة الربط لمنع الطاقة التي ينتجها من إيذاء أي عامل خط يتم إرساله لإصلاح شبكة الطاقة .
تستخدم محولات الشبكة الشبكية المتوفرة في السوق اليوم عددًا من التقنيات المختلفة. قد تستخدم محولات الأحدث عالية التردد المحولات ، التردد المنخفض التقليدية المحولات ، أو أي محول. بدلاً من تحويل التيار المباشر مباشرة إلى 120 أو 240 فولت AC ، تستخدم المحولات عالية التردد عملية متعددة الخطوات محوسبة تتضمن تحويل الطاقة إلى AC عالي التردد ومن ثم العودة إلى DC ومن ثم إلى الجهد الناتج النهائي AC. [10]
تاريخياً ، كانت هناك مخاوف بشأن وجود أنظمة كهربائية غير محولات تتغذى على شبكة المرافق العامة. تنبع المخاوف من حقيقة أن هناك نقصًا في العزلة الكلفانية بين دوائر التيار المستمر والتيار المتردد ، مما قد يسمح بمرور أخطاء التيار المستمر الخطرة إلى جانب التيار المتردد. [11] منذ عام 2005 ، تسمح NEC's NEC بوجود محولات أقل (أو غير مجلفنة). تم تعديل VDE 0126-1-1 و IEC 6210 أيضًا للسماح وتعريف آليات السلامة اللازمة لمثل هذه الأنظمة. في المقام الأول ، يتم استخدام الكشف الحالي أو المتبقي للكشف عن حالات الأعطال المحتملة. كما يتم إجراء اختبارات العزل لضمان فصل التيار المتردد إلى التيار المتردد.
تم تصميم العديد من محولات الطاقة الشمسية لتكون متصلة بشبكة مرافق ، ولن تعمل عندما لا تكتشف وجود الشبكة. أنها تحتوي على دائرة خاصة لمطابقة بالضبط الجهد، و تردد و مرحلة من الشبكة.
محولات الضخ الشمسية [ تحرير ]
تعمل محولات الضخ المتقدمة بالطاقة الشمسية على تحويل جهد التيار المستمر من الصفيف الشمسي إلى جهد فلطية لتشغيل المضخات الغاطسة مباشرةً دون الحاجة إلى بطاريات أو أجهزة تخزين الطاقة الأخرى. من خلال استخدام MPPT (الحد الأقصى لتتبع نقطة الطاقة) ، تقوم محولات الضخ بالطاقة الشمسية بتنظيم تردد الخرج للتحكم في سرعة المضخات من أجل إنقاذ محرك المضخة من التلف.
عادة ما يكون لمحولات الضخ بالطاقة الشمسية منافذ متعددة للسماح بإدخال التيار المستمر الناتج عن المصفوفات الكهروضوئية ، ومنفذ واحد للسماح بإخراج جهد التيار المتردد ، ومنفذ إضافي للإدخال من مستشعر مستوى الماء.
السوق [ عدل ]
اعتبارًا من عام 2014 ، وصلت كفاءة التحويل إلى أحدث محولات الطاقة الشمسية إلى أكثر من 98 بالمائة. بينما تستخدم مقلدات الأوتار في الأنظمة الكهروضوئية السكنية إلى المتوسطة الحجم ، فإن العاكسون المركزيون يغطون السوق التجارية الكبيرة الحجم. وتبلغ حصة السوق في المحولات المركزية والعاكسات حوالي 50 في المائة و 48 في المائة على التوالي ، تاركة أقل من 2 في المائة للمحولات الصغير