Microinverters: مفتاح تحسين أداء الألواح الشمسية

أنواع المحولات المستخدمة في الأنظمة الكهروضوئية

1 - العاكسات المركزية (Central Inverters) : تستخدم في المحطات ذات السعات الكبيرة بسبب انخفاض تكلفتها مما يمكننا من الحصول على مجموعات متعددة من الألواح التي تخرج منها الكابلات إلى صناديق التجميع ثم إلى العاكس المركزي حيث يتم استخدام عاكس واحد فقط. النظام الكهروضوئي بأكمله.

2 - محولات سلسلة (String Inverters) : في النظام الكهروضوئي ، يتم ربط مجموعة من الألواح معًا في سلاسل ، مع توصيل كل سلسلة بعاكس. من الممكن أيضًا ربط مجموعة اللوحات بمحسن الطاقة قبل توصيلها بالعاكس. في الأنظمة ذات السلاسل ذات الاتجاهات المختلفة أو عندما يكون هناك تظليل ، يتم استخدام هذا النوع لأنه يوفر المرونة في ظل ظروف الإشعاع المختلفة.

3 – العواكس الميكروية (Microinverters) : حصلوا على اسمهم من صغر حجمهم. يتم تثبيت عواكس صغيرة على القاعدة خلف اللوحة الشمسية مباشرة أو ، حسب الشركة المصنعة ، يمكن تضمينها في الألواح نفسها. ثم يتم استخدام المخرجات المدمجة من جميع المحولات لتشغيل الأحمال الكهربائية المختلفة.

الفرق بين محسنات الطاقة والعواكس الميكروية

مُحسِّن الطاقة هو جهاز يتم تركيبه خلف اللوح الكهروضوئي ، أو قد يتكامل معه كعاكس دقيق ، ولكن ما الفرق بينهما؟

· يقوم مُحسِّن الطاقة بضبط الجهد الخارج من اللوحة للحفاظ على قيمة ثابتة ، مما ينتج عنه جهد مستمر ، ويجب توصيله بعاكس ليتم تحويله إلى محول متناوب ، على عكس المحول الصغير ، الذي ينتج جهدًا متناوبًا بشكل مباشر.

· في النظام الذي يستخدم الألواح مع مُحسِّن للطاقة ، إذا خرج العاكس عن الخدمة ، فسيتوقف إنتاج الطاقة الكهربائية تمامًا ، أما في حالة حدوث عطل في أحد المحولات الصغيرة ، فلن يؤثر ذلك على باقي النظام .

مزايا استخدام الألواح الكهروضوئية مع المحولات الدقيقة

· في حالة تلف أحد المحولات الدقيقة ، يظل إنتاج الطاقة الكهربائية مستمراً ، بحيث عند حدوث عطل ، تُفقد سعة اللوح الشمسي التالف دون التأثير على باقي النظام بسبب التلف ، على عكس النظام الذي يستخدم عاكس السلسلة ، حيث أن فشل العاكس في الخدمة يعني توقف إنتاج الطاقة الكهربائية تمامًا.

يتميز كل من هذه العواكس بحقيقة أنه يتتبع أقصى نقطة طاقة "MPPT" وأنه قد يحتوي على جهاز مراقبة يمكنه تسجيل مقاييس الأداء والأخطاء لكل منها وإرسال تلك البيانات لاسلكيًا إلى خادم الشركة المصنعة أو تخزينها محليا. واحدة من أكبر مزايا العواكس الميكروية هي أنها تسمح بتحسين أداء الألواح الشمسية. يمكن للعواكس التقليدية ، التي يتم تثبيتها عادةً في موقع مركزي ، تحسين أداء المجموعة الشمسية بأكملها ككل. يمكن أن يؤدي هذا إلى مشاكل إذا كانت بعض اللوحات مظللة أو إذا كانت هناك مشكلة في لوحة واحدة ، حيث يمكن أن يؤثر ذلك على أداء الصفيف بأكمله. مع المحولات الدقيقة ، كل لوحة قادرة على العمل بشكل مستقل ، مما يسمح بأقصى أداء وكفاءة.

فائدة العواكس الميكروية الأخرى هي أنها تجعل من السهل مراقبة وتتبع أداء كل لوحة على حدة. يسمح هذا بالكشف المبكر عن أي مشاكل ، مثل التظليل أو الألواح المعطلة ، ويمكن أن يقلل بشكل كبير من وقت وتكلفة الصيانة.

تتميز المحولات الصغيرة أيضًا بكونها أكثر موثوقية من العواكس التقليدية. لا تحتوي على أجزاء متحركة وأقل عرضة للفشل ، مما يعني أنها تتطلب صيانة أقل ولديها عمر أطول.

في حين أن المحولات الدقيقة تميل إلى أن تكون أكثر تكلفة من العواكس التقليدية ، فإن الفوائد التي تقدمها من حيث الأداء والكفاءة يمكن أن تعوض في كثير من الأحيان عن التكلفة الإضافية. كما أنها تسهل التوسع أو الإضافة إلى مجموعة الطاقة الشمسية الحالية ، حيث يمكن توصيل كل لوحة بسهولة بمحولها الصغير الخاص بها.

هل تعمل أجهزة العواكس الميكروية على تحسين السلامة والأمن في أنظمة الطاقة الشمسية؟

تعمل العواكس الميكروية على تحسين عوامل الأمان والأمن في أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية. وهذا ما جعلها شرطًا أساسيًا في العديد من البلدان حول العالم لتركيب أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية على أسطح المدارس أو المستشفيات. ترجع عوامل الأمان والسلامة العالية إلى الأسباب التالية:

· أمان عالٍ وخسارة كهربائية أقل: التيار المتردد في الكابلات الخارجية.

· الإغلاق السريع: في حالة الطوارئ ، يمكن إيقاف تشغيل النظام بسرعة وسهولة.

· سهولة اكتشاف الأخطاء وإصلاحها: بفضل مراقبة أداء كل لوحة على حدة وبشكل مستقل عن باقي اللوحات.

· إمكانية توسيع النظام بسهولة لأن الألواح مستقلة عن بعضها البعض.

عيوب استخدام الألواح الكهروضوئية مع العواكس الميكروية

· تكلفة باهظة: نحتاج إلى عدد من المحولات الدقيقة يساوي عدد الألواح المستخدمة ، بالإضافة إلى الحاجة إلى المزيد من الكابلات.

· يصعب صيانتها لأنها تقع خلف اللوح مباشرة.

· تأثير الغلاف الجوي على الإلكترونيات وكفاءتها.

· الكفاءة أقل مقارنة بعاكس السلسلة.

خلاصة

على الرغم من التكلفة المنخفضة لتركيب الألواح مع مُحسِنات الطاقة مقارنةً بتكلفة الألواح ذات العواكس الميكروية ، إلا أن استخدام العواكس الميكروية يظل أفضل من حيث السلامة والأمان ، حيث لا يوجد جهد عالٍ مستمر على السطح كما هو الحال مع أنواع أخرى من العواكس ، بالإضافة إلى المرونة في التصميم وسهولة المراقبة. أداء الألواح ، مما يسمح بتحديد المشاكل واستكشاف الأخطاء وإصلاحها ، وعند حدوث أي عطل ، تقتصر الخسائر على المعدات المعيبة ، وهذا لا يؤثر على إنتاج النظام بأكمله.