كل ما يجب أن تعرفه عن العاكسات الدقيقة
ما هو الميكرو انفرتر؟
العاكس الصغير هو جهاز يتصل بلوحة شمسية واحدة، ويحول التيار المستمر من اللوحة إلى تيار متردد، والذي يمكنه تشغيل الأجهزة المنزلية أو إرساله إلى الشبكة للحصول على أرصدة الطاقة. إنها جزء من عائلة إلكترونيات الطاقة على مستوى الوحدة (MLPE) - وهي تقنية تعمل على تعظيم نظام الطاقة الكهروضوئية لديك من خلال تعزيز تتبع نقطة الطاقة القصوى (MPPT) في كل وحدة بشكل مستقل.
تتوفر لأصحاب المنازل والمُثبِّتين خيارات مختلفة عند تصميم نظام الطاقة الكهروضوئية. يقول المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) إن MLPE تكتسب حصة سوقية تبلغ 55% على مستوى المنازل. على عكس العاكسات السلسلة، تتحكم العاكسات الدقيقة في خرج لوحة واحدة، مما يجعل طاقة خرج كل وحدة مستقلة عن قيود الأداء الخاصة بالوحدات الأخرى.
متى يجب استخدام الميكرو انفرتر؟
التركيبات المظللة أو المظللة جزئيًا:
تعد العاكسات الدقيقة مناسبة تمامًا للتركيبات التي قد تتعرض فيها الألواح الشمسية للتظليل أو التظليل الجزئي طوال اليوم. نظرًا لأن كل لوحة تعمل بمحولها الدقيق الخاص بها، فإن التظليل على لوحة واحدة لا يؤثر بشكل كبير على أداء النظام بأكمله.
اتجاهات السقف المعقدة:
إذا كان سقفك له اتجاهات متعددة أو أقسام مختلفة مع تعرض متفاوت لأشعة الشمس، فإن العاكسات الدقيقة يمكنها تعظيم إنتاج الطاقة من خلال السماح لكل لوحة بالعمل بشكل مستقل. وهذا على النقيض من العاكسات السلسلة، والتي قد تكون محدودة بأداء اللوحة الأقل إنتاجية في السلسلة.
مراقبة مستوى اللوحة:
توفر المحولات الدقيقة ميزة مراقبة مستوى اللوحة، مما يسمح لك بتتبع أداء كل لوحة شمسية على حدة. يمكن أن يساعد هذا المستوى من المراقبة في تحديد أي مشكلات أو عدم كفاءة في لوحات معينة، مما يتيح صيانة أكثر فعالية واستكشاف الأخطاء وإصلاحها.
مرونة النظام وقابلية التوسع:
توفر المحولات الدقيقة مرونة في تصميم النظام وتوسيعه. فهي تسمح بإضافة الألواح بسهولة دون الحاجة إلى تعديلات كبيرة على الإعداد الحالي، مما يجعلها مناسبة للتركيبات التي قد تتطلب توسعًا مستقبليًا.
اعتبارات السلامة:
تعمل المحولات الدقيقة بجهد تيار مستمر أقل مقارنة بالمحولات السلسلة، مما يمكن أن يعزز السلامة أثناء التركيب والصيانة وسيناريوهات مكافحة الحرائق.
جماليات:
يمكن أن تكون المحولات الدقيقة جذابة بصريًا لبعض التركيبات لأنها تلغي الحاجة إلى محول مركزي، والذي قد يكون ضخمًا ويتطلب مساحة إضافية.
كيف يعمل الميكرو انفرتر؟
تقوم المحولات الدقيقة بتحويل الكهرباء من كل لوحة شمسية في الموقع إلى تيار متردد قبل إرسالها إلى صندوق المصاهر والشبكة الكهربائية. وهي تساعد في الحفاظ على إجمالي الناتج، حتى عندما تكون إحدى اللوحات مظللة. سيكون نظام الألواح الشمسية الخاص بك أكثر كفاءة مع المحولات الدقيقة.
عندما يتم توصيل الوحدات الشمسية معًا وتغذيتها إلى عاكس واحد، فإن ناتج الطاقة الشمسية يعتمد على أسوأ لوحة أداءً.
هذا هو الحال مع أنظمة العاكس السلسلة التقليدية، حيث يتم تجميع الألواح كلها في مجموعة واحدة.
مع وجود محولات صغيرة الحجم خلف كل لوحة في مجموعة الطاقة الشمسية لديك، فإن اللوحة المعطلة لا تؤثر على إجمالي إنتاجك.
يرجع ذلك إلى أن كل لوحة تعمل بشكل مستقل باستخدام العاكس الصغير الخاص بها.
يعمل عاكس الطاقة الشمسية عن طريق أخذ التيار المستمر المتغير من الألواح الشمسية وتحويله إلى تيار متناوب 120 فولت/240 فولت أو خرج "تيار متردد". تعمل الأجهزة في منزلك بالتيار المتردد وليس المستمر. لذلك، يلعب عاكس الطاقة الشمسية دورًا حاسمًا في تحويل خرج التيار المستمر الذي تولدها الألواح الشمسية إلى طاقة تيار متردد يمكن للأجهزة المنزلية الاستفادة منها.
من الناحية الفنية، تشرق الشمس على الألواح الشمسية (الخلايا الكهروضوئية)، والتي تتكون من طبقات شبه موصلة من السليكون البلوري. هذه الطبقات عبارة عن مزيج من الطبقات الموجبة والسالبة، والتي ترتبط ببعضها البعض من خلال وصلة.
عندما تشرق الشمس، تمتص طبقات أشباه الموصلات الضوء وتنقل الطاقة إلى الخلية الكهروضوئية. وتتحرك هذه الطاقة وتدفع الإلكترونات التي تفقدها، وتتحرك بين الطبقات الموجبة والسالبة، مما يؤدي إلى توليد تيار كهربائي يسمى التيار المستمر. وبمجرد إنتاج هذه الطاقة، يتم تخزينها إما في بطارية لاستخدامها لاحقًا أو إرسالها مباشرة إلى عاكس. ويعتمد هذا في النهاية على نظام العاكس الشمسي الذي لديك.
عندما يتم إرسال الطاقة إلى العاكس، تكون عادةً في شكل تيار مستمر. ومع ذلك، يتطلب منزلك تيارًا متناوبًا. يستحوذ العاكس على الطاقة ويشغلها عبر محول، والذي يقوم بعد ذلك بإخراج تيار متردد. باختصار، يعمل العاكس عن طريق تشغيل وإيقاف تشغيل اثنين أو أكثر من الترانزستورات بسرعة، مما يتحكم بشكل فعال في تدفق التيار المستمر. ثم يتم توجيه هذا التيار المتحكم فيه إلى جانبي المحول المختلفين، مما يؤدي إلى مخرجات كهربائية متفاوتة.
ما هي أنواع أنظمة الطاقة الشمسية المتوافقة مع العاكسات الدقيقة؟
قد ترغب في التفكير في محولات الطاقة الشمسية الصغيرة إذا:
- لديك تركيب شمسي معقد، مثل الألواح التي تواجه اتجاهات مختلفة أو بزوايا مختلفة
- يوجد تظليل هامشي في المنطقة التي سيتم تركيب الألواح بها
- تريد تحقيق أقصى قدر من الكفاءة
- أنت مهتم بالقدرة على مراقبة صحة كل لوحة وإنتاجها بشكل مستقل
هل يمكن استخدام العاكسات الدقيقة مع محسنون?
يمكن استخدام العاكسات الدقيقة بالاشتراك مع المحسنات في بعض أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئيةغالبًا ما يشار إلى هذا المزيج باسم نظام وحدة التيار المتردد. في هذا الإعداد، يتم تجهيز كل لوحة شمسية بكل من العاكس الصغير والمحسن.
يتم تثبيت المحسنات على مستوى الوحدة وتؤدي عدة وظائف. فهي تعمل على تعظيم حصاد الطاقة من كل لوحة شمسية فردية من خلال تنفيذ تتبع نقطة الطاقة القصوى (MPPT) على مستوى الوحدة، مما يضمن تشغيل كل لوحة بأقصى طاقة ممكنة. كما توفر المحسنات مراقبة على مستوى الوحدة، مما يسمح بتحليل الأداء التفصيلي واكتشاف الأعطال.
من ناحية أخرى، تقوم المحولات الدقيقة بتحويل الطاقة المستمرة التي تنتجها كل لوحة شمسية إلى طاقة مترددة. تعمل كل محولة دقيقة بشكل مستقل، لذا فإن التظليل أو المشكلات التي قد تحدث في إحدى اللوحات لا تؤثر بشكل كبير على أداء النظام بأكمله.
من خلال الجمع بين العاكسات الدقيقة والمحسنات، يمكن لأنظمة وحدات التيار المتردد أن تقدم إنتاجًا محسنًا للطاقة، ومراقبة النظام، وقدرات الكشف عن الأعطال. هذا التكوين مفيد بشكل خاص في التركيبات ذات التظليل، أو اتجاهات السقف المعقدة، أو ظروف الألواح المتنوعة.
هل يحتوي العاكس الصغير على جهاز إيقاف تشغيل سريع، وهل يمكن تركيبه مع إيقاف تشغيل سريع؟ أم يجب تركيب إيقاف تشغيل سريع خارجي؟
لا تشتمل العاكسات الدقيقة عادةً على جهاز إيقاف تشغيل سريع. يُعد إيقاف التشغيل السريع متطلبًا للسلامة يضمن إمكانية فصل الطاقة عن نظام الطاقة الكهروضوئية بسرعة في حالة الطوارئ أو أثناء الصيانة.
يمكن تحقيق وظيفة الإغلاق السريع من خلال طرق مختلفة، وذلك وفقًا للأنظمة والمتطلبات المحددة في منطقتك. أحد الأساليب الشائعة هو استخدام جهاز إغلاق سريع خارجي أو صندوق مجمع للإغلاق السريع. يتم تثبيت هذا الجهاز بشكل منفصل عن العاكسات الدقيقة وهو مسؤول عن بدء عملية الإغلاق السريع عند الضرورة.
في بعض الحالات، قد تكون العاكسات الدقيقة مزودة بوظيفة الإغلاق السريع، مما يلغي الحاجة إلى جهاز خارجي. تم تصميم هذه العاكسات الدقيقة لتتوافق مع متطلبات الإغلاق السريع المحددة وقد تحتوي على آليات مدمجة لتسهيل عملية الإغلاق السريع.
من المهم استشارة اللوائح والمتطلبات المحلية لتحديد إرشادات الإغلاق السريع المحددة التي تنطبق على تركيبك. سيساعدك هذا على ضمان امتثالك لمعايير السلامة اللازمة وتنفيذ حل الإغلاق السريع المناسب لنظام الطاقة الكهروضوئية الخاص بك.
كيفية اختيار أفضل العاكسات الدقيقة لنظام الطاقة الشمسية الخاص بك؟
عند تصفحك للمحولات الدقيقة، هناك بعض الخصائص الرئيسية التي يمكن أن تساعدك في تضييق نطاق خياراتك:
مقارنة الكفاءات
تحدد كفاءة عملية التحويل مقدار التيار المفقود عند تحويل التيار المستمر إلى تيار متردد. حتى حالات عدم الكفاءة الصغيرة يمكن أن تتراكم بمرور الوقت، مما يؤدي إلى فقدان كبير للكهرباء وزيادة التكاليف. لذلك، يُنصح بالاستهداف للحصول على تصنيف كفاءة 96% أو أعلى عند اختيار العاكس. في بعض الطرز المتصلة بالشبكة، يمكن أن تصل الكفاءة القصوى للعاكس إلى 98.6%. بالإضافة إلى ذلك، قد تتضمن هذه الطرز تقنية تتبع نقطة القدرة القصوى (MPPT)، والتي تعمل على تحسين مطابقة مكونات النظام لتعظيم استخراج الطاقة. يمكن لبعض العاكسات الممكّنة بتقنية MPPT تحقيق كفاءة MPPT تصل إلى 99.5%.
التحقق من المعلمات الرئيسية
يعتمد أداء العاكس الشمسي الخاص بك على العديد من الميزات التي تلعب دورًا حاسمًا. ومن بين هذه المعلمات الأساسية الجهد الكهربي المقدر للخرج وقوة الخرج وسعة التحميل الزائد. في معظم البلدان، يتراوح مستوى الجهد أحادي الطور عادةً بين 220 فولت و240 فولت. ومع ذلك، في الولايات المتحدة، يبلغ مستوى الجهد القياسي 120 فولت لمعظم الأجهزة الإلكترونية الشائعة و240 فولت للأجهزة مثل الغسالات والأفران. من المهم التأكد من أن الجهد الكهربي الخارج من العاكس الخاص بك يقع ضمن نطاق التشغيل الآمن المطلوب من قبل أجهزتك الإلكترونية.
ابحث عن البناء الجيد
نظرًا لأن العاكسات الشمسية يتم تركيبها عادةً في الأماكن الخارجية، فمن المستحسن اختيار نماذج عالية الجودة مصنوعة من مواد متينة قادرة على تحمل الظروف الجوية المختلفة. على سبيل المثال، ضع في اعتبارك العاكسات الدقيقة المقاومة للماء، والتي تم تصميمها خصيصًا لمنع تراكم مياه الأمطار والتدهور اللاحق على سطح العاكسات.
بالإضافة إلى ذلك، تأكد من أن العاكس الذي اخترته يشتمل على نظام تبريد فعال لمنع ارتفاع درجة الحرارة الناتج عن التشغيل لفترات طويلة أو أشعة الشمس الشديدة. يوصى باختيار الوحدات التي تتميز بنطاق واسع من درجات الحرارة والرطوبة لضمان الأداء الأمثل.
- المقاس:توجد أحجام مختلفة من القدرة الكهربائية للمحولات الدقيقة، كل منها مصمم ليتم إقرانه بالقدرة الكهربائية المحددة للألواح في النظام.
- السعر:تعتمد تكلفة العاكس الصغير على العديد من الميزات. تذكر أنه على الرغم من أن العاكس الصغير عادة ما يكون استثمارًا أوليًا أكثر أهمية، إلا أن الكفاءة المتزايدة يمكن أن تؤتي ثمارها على المدى الطويل.
محول صغير مقابل محول سلسلة
يميل معظم الناس إلى الخلط بين المحولات الدقيقة والمحولات السلسلة حيث أن لديهم نفس الوظيفة ولكن يختلفون في مبدأ العمل.
محول صغير - يتم تركيب جهاز صغير مقاوم للعوامل الجوية خلف كل لوحة شمسية على سطح منزلك. والغرض منه هو تحويل التيار المستمر الذي تنتجه كل لوحة إلى طاقة مترددة بشكل فردي. ويعزز هذا النهج بشكل كبير كفاءة حصاد الطاقة. فهو يحول الألواح الشمسية بفعالية إلى مصادر طاقة مترددة، مما يلغي الحاجة إلى محول مركزي.
غالبًا ما يشار إلى الألواح الشمسية العاكسة بالسلاسل، والتي تسمى العاكس المركزي، وهي متصلة ببعضها البعض أو متصلة على التوالي داخل دائرة. ثم يتم تحويل إجمالي الطاقة المولدة بواسطة الألواح إلى طاقة تيار متردد بواسطة عاكس واحد أكبر، مما يتيح لمالك النظام الاستفادة منها. وفي حالة حدوث مشكلة في أحد الألواح، فإن ذلك يؤثر على إجمالي إنتاج الطاقة للنظام بأكمله بدلاً من أن يقتصر على تلك اللوحة المحددة وحدها.
متى يكون من الأفضل استخدام المحولات الدقيقة؟
قد تكون العاكسات الدقيقة أكثر تكلفة من العاكسات السلسلة التقليدية، ولكنها تتمتع أيضًا ببعض المزايا. تسمح العاكسات الدقيقة بمراقبة وتحسين مستوى الوحدة الفردية، مما قد يؤدي إلى كفاءة أعلى للنظام وأداء أفضل.
بالإضافة إلى ذلك، إذا فشلت وحدة واحدة في نظام يحتوي على محول سلسلة تقليدي، فقد يتأثر النظام بأكمله، بينما في حالة المحولات الدقيقة، ستتأثر الوحدة المتضررة فقط.
ومع ذلك، من المهم ملاحظة أن تحليل التكلفة والفائدة سوف يختلف حسب التركيب المحدد وتصميم النظام. سيكون من الأفضل استشارة متخصص في الطاقة الشمسية لتحديد ما إذا كانت العاكسات الدقيقة هي الخيار الأفضل لاحتياجاتك وميزانيتك المحددة.
الاختلافات الرئيسية بين العاكس الصغير ومحسن الطاقة
التكلفة:
تعتبر العاكسات الدقيقة أكثر تكلفة بشكل عام على أساس كل لوحة، في حين توفر محسنات الطاقة حلاً فعالاً من حيث التكلفة يقع بين العاكسات الدقيقة والعاكسات السلسلة التقليدية.
استقلال اللجنة:
تجعل المحولات الدقيقة كل لوحة مستقلة، في حين تعمل محسنات الطاقة بالاشتراك مع محول مركزي، مما يوفر المزيد من المرونة.
تظليل:
تعد العاكسات الدقيقة أكثر فعالية في تخفيف تأثير التظليل على الألواح الفردية. كما تساعد محسنات الطاقة في حل مشكلات التظليل ولكن ليس بنفس فعالية العاكسات الدقيقة.
شهادة الميكرو انفرتر
- UL (Underwriters Laboratories) الشهادة: هذه الشهادة معترف بها على نطاق واسع في الولايات المتحدة وتشير إلى أن العاكس الصغير يلبي معايير السلامة والأداء المحددة من قبل UL.
- IEC (اللجنة الكهروتقنية الدولية) الشهادة: معايير IEC معترف بها عالميًا وتغطي جوانب مختلفة من السلامة الكهربائية والأداء والتوافق. IEC 62109 هو معيار محدد للمحولات، بما في ذلك المحولات الدقيقة.
- EN (المعيار الأوروبي) الشهادة: في أوروبا، قد تحتاج المحولات الدقيقة إلى الامتثال لمعيار EN 50530، الذي يحدد متطلبات الأداء والسلامة للمحولات الكهروضوئية المتصلة بالشبكة.
- VDE الشهادة: علامة VDE هي شهادة ألمانية تؤكد على الامتثال لمتطلبات السلامة والجودة. وهي معترف بها على نطاق واسع في أوروبا.
- CEC (مجلس الطاقة النظيفة) الشهادة: في أستراليا، يجب إدراج المحولات الدقيقة في قائمة المحولات المعتمدة لدى مجلس الطاقة النظيفة لتكون مؤهلة للحصول على الحوافز والخصومات الحكومية.
- طائرة نفاثة الشهادة: في اليابان، قد تحتاج المحولات الدقيقة إلى الامتثال لشهادة JET (مختبرات تكنولوجيا السلامة الكهربائية والبيئة اليابانية) لضمان سلامتها وأدائها.
كيفية التحكم في الميكرو انفرتر ومراقبته عن بعد
يتيح نظام مراقبة العاكس الشمسي لأصحاب أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية مراقبة توليد الطاقة في نظامهم الشمسي بسهولة من خلال منصة عبر الإنترنت.
توفر منصة المراقبة تحديثات في الوقت الفعلي حول استهلاك الطاقة وتقدم معلومات قيمة حول تقنيات التحكم في الأضرار. ومن الجدير بالذكر أن جميع شركات العاكسات تقريبًا توفر إمكانية الوصول إلى برنامج مراقبة الطاقة الشمسية أو إعداد برنامج مراقبة مخصص، مما يتيح للمستخدمين الاستفادة من فوائد مراقبة أداء نظامهم الشمسي.
يقوم النظام الكهروضوئي الشمسي بتوليد الكهرباء، ويقوم العاكس الشمسي بتحويل التيار المستمر (DC) الناتج إلى تيار متناوب (AC) لتشغيل الأنظمة الكهربائية الداخلية. يتم جمع هذه البيانات الفنية ونقلها إلى نظام مراقبة متوافق مع التطبيقات التي تدعم تقنية Wi-Fi، مما يسمح للمستخدمين بمراقبة وتتبع أداء أنظمتهم.
قد يختلف تكوين وتشغيل مراقبة الطاقة الشمسية حسب خيار البرنامج المختار. تتيح مراقبة الطاقة الشمسية لأصحاب الألواح الكهروضوئية الشمسية مراقبة توليد الطاقة وحالة تشغيل العاكس بسهولة من أي جهاز، مما يوفر المرونة للقيام بذلك في أي وقت ومن أي مكان.
هناك ثلاث طرق للتحكم عن بعد في العاكس الخاص بنا:
- تطبيق الموبايل
- متصفح الكمبيوتر
يمكنك اختيار أي من الطرق المذكورة أعلاه لمراقبة العاكس.
