كيفية اختيار المحولات الدقيقة المناسبة؟

مقدمة عن العاكس الصغير

العاكسون الصغيرون هي عبارة عن محولات صغيرة معيارية تستخدم عادة في تكوينات مثل التوصيلات من واحد إلى واحد، أو من واحد إلى اثنين، أو من واحد إلى أربعة، مع تجهيز كل وحدة بمحول MPPT مستقل. تتضمن سيناريوهات التطبيق الرئيسية الأنظمة السكنية الصغيرة و بناء الخلايا الكهروضوئية المتكاملة (BIPV) المشاريع.

تتيح المحولات الدقيقة التحكم في MPPT للوحدات الفردية، مما يحقق كفاءة عالية ومستويات إنتاج. وعلى عكس المحولات الأخرى، يتم دمج المحولات الدقيقة مع كل وحدة PV، مما يسمح بالتحكم الدقيق في تتبع نقطة القدرة القصوى (MPPT) لكل وحدة، مما يعزز بشكل كبير من كفاءة النظام الكلي والإنتاج. بالإضافة إلى ذلك، تتميز المحولات الدقيقة بحجمها الصغير وخفة وزنها، ولا تتطلب مساحة إضافية للتركيب، مما يعزز الراحة بشكل كبير. وهي مناسبة في المقام الأول لمشاريع المحطات الصغيرة والمتوسطة الحجم، مثل الأنظمة السكنية.

مبدأ عمل العاكس الصغير

تعمل العاكسات الدقيقة عن طريق تحويل طاقة التيار المستمر (DC) التي تنتجها كل لوحة شمسية فردية إلى كهرباء تيار متناوب (AC). وعلى عكس العاكسات التقليدية التي تتعامل مع خرج لوحات متعددة متصلة على التوالي، يتم توصيل كل عاكس دقيق مباشرة بلوحة شمسية واحدة. يسمح هذا التكوين لكل لوحة بالعمل بشكل مستقل، وتحسين خرجها بناءً على عوامل مثل التعرض لأشعة الشمس والتظليل واتجاه اللوحة.

كيفية اختيار العاكسات الدقيقة؟

يعد اختيار العاكس الصغير المناسب خطوة حاسمة لدمج الألواح الكهروضوئية مع العاكسات الصغيرة. ويتطلب ذلك دراسة شاملة لعوامل مثل خصائص الجهد والتيار للألواح الكهروضوئية، والجهد والتيار المقدرين للعاكس الصغير، ومتطلبات الشبكة. يضمن اختيار العاكس الصغير المناسب أن يعمل نظام توليد الطاقة بأقصى قدر من الكفاءة مع تلبية جميع معايير الشبكة ومتطلباتها.

1. خصائص الجهد

قبل اختيار العاكس الصغير المناسب، من الضروري فهم خصائص الجهد والتيار لألواح الطاقة الشمسية. يعتمد جهد ألواح الطاقة الشمسية على عوامل مثل شدة الضوء ودرجة الحرارة. بشكل عام، يعتمد التوافق بين العاكس واللوحة الشمسية على ما إذا كان جهد الدائرة المفتوحة متوافقًا، والذي يتراوح عادةً بين 37-48 فولت، مع أقصى جهد لنقطة الطاقة بين 15-20 فولت.

2. الجهد والتيار المقدران للمحولات الدقيقة

المحولات الدقيقة هي أجهزة تقوم بتحويل التيار المستمر (DC) الذي تولدها الألواح الكهروضوئية إلى تيار متناوب (AC). الجهد والتيار المقدران هما معلمتان أساسيتان للمحولات الدقيقة. عند اختيار المحول الدقيق، يجب تحديد الجهد والتيار بناءً على الجهد والتيار المقدرين للإخراج من الألواح الكهروضوئية لضمان قدرة الألواح على العمل بشكل طبيعي وتعظيم كفاءة توليد الطاقة.

3. متطلبات الشبكة

بالإضافة إلى ذلك، عند اختيار جهد العاكسات الدقيقة، يجب مراعاة متطلبات الشبكة. للشبكة متطلبات صارمة لتشغيل محطات الطاقة الكهروضوئية، وتتطلب عمومًا أن يكون التيار والجهد الناتجان لنظام توليد الطاقة ضمن نطاق مناسب ويلبيان معايير الجودة دون التأثير على سلامة واستقرار الشبكة.

من خلال النظر في الجوانب الثلاثة المذكورة أعلاه بشكل شامل، يوصى عمومًا باختيار عاكس صغير يتوافق مع جهد الألواح الكهروضوئية لضمان أقصى قدر من كفاءة توليد الطاقة واستقرار الشبكة. في التطبيقات العملية، يجب أيضًا مراعاة عوامل أخرى مثل عدد وحدات الطاقة الكهروضوئية وتكوين المصفوفة وزاوية التركيب والاتجاه لزيادة كفاءة توليد الطاقة إلى أقصى حد.

تحدث إلى أحد خبراء العاكسات الكهربائية من شركة En Micro للحصول على عرض أسعار مجاني

اتصل بنا

سؤال وجواب

س: نطاق MPPT هو 300-400 واط، لماذا يختلف عن 600-2800 واط؟

ج: يشير الحد الأقصى لجهد الإدخال إلى الجهد من اللوحة الشمسية إلى العاكس. يجب ألا يتجاوز جهد اللوحة الشمسية الحد الأقصى لجهد الإدخال للعاكس، حيث يمكن أن يؤدي هذا إلى إتلاف الجهاز.

س: هل يجب علينا الالتزام بهذه القيمة القصوى بشكل صارم؟ هل يجوز تجاوزها بمقدار 3-5 فولت؟

ج: جهد التشغيل هو الحد الأدنى لجهد اللوحة الشمسية. إذا كان أقل من 22 فولت، فلن يتمكن الجهاز من البدء أو سيعرض ضوء تحذير أحمر.

س: الحد الأقصى لقوة الإدخال هو 800 وات، مما يعني أنه من المستحسن استخدام ألواح بقدرة تتراوح بين 310 و400 وات. ماذا يحدث إذا تجاوزت هذا النطاق؟

ج: قد يؤدي تجاوز هذا النطاق إلى ارتفاع درجة حرارة الجهاز.

س: الحد الأقصى لتيار الإدخال هو 10.5 أمبير. هل يجب أن نحافظ عليه أقل من هذه المعلمة؟

ج: عند توصيل الألواح الشمسية بالتوازي، يظل الجهد ثابتًا، ويزداد التيار. وفي التوصيل على التوالي، يتزايد الجهد، ويظل التيار ثابتًا. يؤدي توصيل الأطراف الموجبة والسالبة للألواح الشمسية على التوالي إلى توصيل متسلسل، بينما يؤدي توصيل الموجب بالموجب والسالب بالسالب إلى توصيل متوازي.

من خلال فهم المعلومات المذكورة أعلاه والنظر فيها، فإن اختيار العاكس الدقيق المناسب يتضمن عوامل متعددة لضمان التشغيل الفعال لنظام توليد الطاقة وسلامة واستقرار الشبكة.

وظائف وحدة العاكس الصغير والمشكلات الشائعة

1. وحدة واي فاي

تتيح وحدة WiFi عرض بيانات العاكس على التطبيق. ومن خلال التطبيق، يمكن للمستخدمين مراقبة ما إذا كان العاكس يعمل، والتحقق من طاقة الإدخال والإخراج، وعرض بيانات الجهد والتيار في الوقت الفعلي.

شاشة LED لحالة WiFi:

• الضوء الأزرق يومض بشكل مستمر: وحدة مراقبة سحابة WiFi تنتظر التكوين.
• الضوء الأزرق ثابت: تعمل وحدة مراقبة سحابة WiFi بشكل طبيعي.
• الضوء الأزرق يومض بشكل متقطع: لم يتم تكوين الشبكة أو لا يمكنها الاتصال بأجهزة الشبكة اللاسلكية، أو تم حذف العاكس الدقيق من السحابة.
• لا يوجد ضوء: تعمل مراقبة سحابة WiFi بشكل طبيعي.

التحضير قبل التكوين والاستخدام:

• قم بتثبيت المحول الصغير بشكل صحيح وتأكد من أنه يعمل ويولد الطاقة.
• قم بتنزيل وتثبيت تطبيق “Smart Life”.
• قم بتمكين Bluetooth على جهازك الذكي.
• تأكد من أن جهاز الشبكة اللاسلكية لديك (مثل جهاز التوجيه) يعمل ومتصل بالإنترنت.
• استخدم جهازك الذكي للتحكم في موضع تركيب العاكس الصغير للاتصال بجهاز الشبكة اللاسلكية. إذا كان بإمكانك الوصول إلى الإنترنت، فاتبع تعليمات التكوين والاستخدام أدناه.

مشاكل شائعة:

• لا يمكن الاتصال بشبكة WiFi.
• إشارة WiFi من العاكس ضعيفة للغاية، ولا يمكن اكتشافها إلا عند الاقتراب من العاكس.
• يعمل WiFi فقط في نطاق 10 سم.
• تم توصيل شبكة WiFi ولكنها لا تعرض بيانات الطاقة.

تحليل المشكلة:

• قد تكون إشارة WiFi المنزلية لدى العميل غير مستقرة.
• قد تكون هناك مشكلة مع وحدة WiFi.

الحلول:

• تواصل مع العميل لمحاولة الاتصال عدة مرات.
• قم بترقية جودة وحدة WiFi، واستبدالها بوحدة موثوقة ومعتمدة للحصول على أداء أفضل.
• استخدم هوائي WiFi خارجيًا لتوسيع نطاق الاستقبال، مع التأكد من إمكانية الوصول إلى نطاق 20 مترًا.

ربط التطبيق المحمول:

عند توصيل تطبيق الهاتف المحمول، لاحظ ما يلي:

• تأكد من تمكين البلوتوث أو WiFi على هاتفك.
• ضع العاكس ضمن نطاق تغطية شبكة WiFi المنزلية؛ حيث قد يؤدي ضعف شبكة WiFi إلى حدوث فشل في الاتصال.
• إذا انقطع اتصال WiFi، فاحذف الجهاز المتصل سابقًا قبل إعادة الاتصال.
• إذا فشل إعادة الاتصال، فاضغط على زر WiFi الأحمر الموجود على جانب الجهاز لمدة 5 ثوانٍ لإعادة تعيينه. عندما يومض مؤشر WiFi باللون الأزرق، أعد تكوين الاتصال.

2. وحدة MPPT

• كفاءة التتبع تتراوح بين 96-98%، مما يضمن عمل العاكس ضمن نطاق جهد العمل المستمر الأمثل.
• يقوم بضبط وتعويض شكل موجة التيار المتردد والتردد والجهد والتيار الصادر من دائرة العاكس الرئيسية، وتحويل جهد الدخل إلى جهد تيار مستمر مناسب لدائرة التحكم.
• توفر دوائر الحماية بما في ذلك حماية الجهد الزائد/المنخفض عند الإدخال، وحماية الجهد الزائد/المنخفض عند الإخراج، وحماية التيار الزائد، وحماية الدائرة القصيرة، وحماية التسرب، وحماية الجزر.
• تتضمن المحولات التي تصل قدرتها إلى 800 واط وحدة تتبع MPPT واحدة؛ وتتضمن المحولات التي تزيد قدرتها عن 800 واط وحدتين MPPT.

3. وحدة الإدارة الحرارية

أسباب ارتفاع درجة الحرارة:

• تولد المكونات شبه الموصلة مثل MOSFETs والمحولات الحرارة بسبب كفاءة التحويل.
• يمكن أن تؤدي درجات الحرارة المرتفعة الداخلية والخارجية في الصيف إلى ارتفاع درجة حرارة الجهاز.
• يمكن أن تتسبب الألواح الشمسية غير المتطابقة أو الجهد غير المستقر في إعادة تشغيل المنتج بشكل متكرر، مما يؤدي إلى تلفه بسبب الحرارة.

مشاكل ارتفاع درجة الحرارة الشائعة:

• إيقاف التشغيل بسبب ارتفاع درجة الحرارة.
• انقطاعات متكررة بسبب ارتفاع درجة الحرارة خلال النهار.
• يؤدي ارتفاع درجة الحرارة إلى تلف المكونات وانفجار الصمامات.

الحلول لمشكلة ارتفاع درجة الحرارة:

• تحسين جودة أجهزة الطاقة الرئيسية والشرائح لتقليل درجات حرارة التشغيل.
• استخدم رقائق ذات جودة صناعية لتحسين تحمل درجة الحرارة.
• قم بتنفيذ التحكم التلقائي في الإدارة الحرارية على اللوحة الرئيسية. عندما تتجاوز درجة الحرارة الداخلية قيمة محددة، يقوم النظام بتقليل خرج الطاقة بشكل خطي.
• الحفاظ على التشغيل المستقر عند 400-500 واط عندما تصل درجة حرارة غلاف الجهاز إلى 70 درجة مئوية، واستعادة الطاقة تدريجيًا إلى 800 واط مع انخفاض درجة الحرارة.

4. وحدة حماية مرحل التيار المتردد

وظيفة:

• أثناء عملية توليد الطاقة المتصلة بالشبكة، فإنه يوفر حماية ثنائية الاتجاه بين الشبكة والمنتج، مما يضمن تشغيل المنتج بشكل أكثر أمانًا.
• في حالة حدوث ظروف غير طبيعية في شبكة التيار المتردد (مثل زيادة/نقصان الجهد، وزيادة/نقصان التردد، وحماية الجزر) أو أعطال المنتج (مثل زيادة التيار والدائرة القصيرة، وزيادة/نقصان جهد مدخل الطاقة الكهروضوئية، وارتفاع درجة الحرارة الداخلية، وما إلى ذلك)، فإنه يفصل المنتج عن شبكة التيار المتردد. وهذا يمنع تلف المنتج من الشبكة والتداخل مع الشبكة من المنتج.

5. مصابيح مؤشر العاكس

مصابيح المؤشر الأمامية (واحدة لـ ≤800 واط، واثنان لـ >800 واط):

ضوء اخضر:

• ثابت: التشغيل العادي.
• الوميض: تتبع نقطة الطاقة القصوى.

ضوء أحمر:

ثابت:

• خلل في التيار الكهربائي المتردد (زيادة/نقصان الجهد، زيادة/نقصان التردد، زيادة التيار، أو ماس كهربائي).
• يتم التحكم به عن طريق تطبيق الهاتف المحمول ليكون في حالة إيقاف التشغيل.

وميض:

• مدخلات الجهد الزائد/المنخفض من اللوحة الشمسية.
• درجة الحرارة الداخلية للجهاز مرتفعة جدًا.

ضوء المؤشر الجانبي:

ضوء أزرق:

• ثابت: تم تكوين الشبكة بنجاح.
• وميض بطيء: جاري إعداد الشبكة.
• وميض سريع: في انتظار تكوين الشبكة.

6. الجهاز لا يعمل

القضايا والحلول المشتركة:

الضوء الأحمر ثابت:

• خلل في التيار الكهربائي المتردد (زيادة/نقصان الجهد، زيادة/نقصان التردد، زيادة التيار، أو ماس كهربائي).
• يتم التحكم به عن طريق تطبيق الهاتف المحمول ليكون في حالة إيقاف التشغيل.

الحلول:

• تحقق من قيم جهد التيار المتردد والتردد للتأكد من أنها ضمن مواصفات المنتج.
• استخدم تطبيق الهاتف المحمول للاتصال بالمنتج وتشغيله.

وميض الضوء الأحمر:

• مدخلات الجهد الزائد/المنخفض من اللوحة الشمسية.
• درجة الحرارة الداخلية للجهاز مرتفعة جدًا.

الحلول:

• تحقق من جهد خرج الطاقة الكهروضوئية من اللوحة الشمسية وتأكد من أنه ضمن نطاق التشغيل الطبيعي للمنتج.
• تأكد من أن بيئة التشغيل تقع ضمن حدود المواصفات.

الضوء الأحمر مطفأ:

• مخرج اللوحة الشمسية غير متصل بمدخل الطاقة الكهروضوئية للمنتج.
• فتيل التيار المستمر منفوخ.

الحلول:

• أعد توصيل مخرج الطاقة الكهروضوئية من اللوحة الشمسية إلى المنتج.
• استبدال المكونات التالفة والفيوزات المستمرة.

الضوء الأزرق مطفأ:

• مدخل التيار المتردد للمنتج غير متصل بالتيار الكهربائي.
• فتيل التيار المتردد منفوخ.

الحلول:

• قم بتوصيل مخرج التيار المتردد للمنتج بالتيار الكهربائي بشكل آمن.
• استبدال المكونات التالفة وفتيل التيار المتردد.

وفي الختام

يعد اختيار العاكسات الدقيقة المناسبة أمرًا بالغ الأهمية لتحسين كفاءة وموثوقية نظام الطاقة الكهروضوئية. ويتطلب ذلك دراسة متأنية لعدة عوامل رئيسية.

أولاً، يعد فهم خصائص الجهد والتيار في الألواح الكهروضوئية أمرًا ضروريًا لضمان التوافق مع المعلمات المقدرة للمحول الصغير.

ثانياً، الالتزام بمتطلبات الشبكة ضروري لتلبية معايير السلامة والاستقرار المحلية.

بالإضافة إلى ذلك، يجب تقييم ميزات مثل اتصال WiFi وكفاءة تتبع MPPT والإدارة الحرارية وحماية مرحل التيار المتردد بناءً على احتياجات المشروع المحددة. من خلال تحليل هذه العوامل بشكل شامل، يمكن للمستخدمين اختيار العاكسات الدقيقة التي تناسب متطلباتهم على أفضل وجه، وبالتالي تعظيم الأداء والفوائد طويلة الأجل لأنظمة الطاقة الكهروضوئية الخاصة بهم.