عند تصميم نظام شمسي مخصص, أحد القرارات التي يتعين عليك عادةً اتخاذها هو ما إذا كنت تريد استخدام عاكس صغير أو عاكس سلسلة. يؤثر نوع العاكس الذي تختاره على التكلفة, كفاءة, وقدرات المراقبة للنظام الشمسي الخاص بك. ستقدم لك هذه المقالة أساسيات محولات السلسلة والمحولات الدقيقة, حتى تتمكن من اختيار النظام الشمسي المناسب لك.
العاكس الصغير مقابل سلسلة العاكس
سواء كانت محولات صغيرة أو محولات سلسلة, لديهم جميعًا الوظيفة الأساسية للعاكس, وهو تحويل التيار المباشر (العاصمة) الناتجة عن الألواح الشمسية إلى تيار متردد (تكييف) لتشغيل منزلك.
في هذه المقالة, سوف نتعمق في نوعين شائعين من العاكس: العاكسون الصغار ومحولات السلسلة. سنغطي المفاهيم الأساسية وكيفية عمل كل منها لمساعدتك على فهم كيفية عمل الأنظمة الشمسية بشكل أفضل.
ما هي العاكسات الصغيرة وكيف تعمل؟?
تعتبر العاكسات الصغيرة أصغر حجمًا وأكثر مرونة من العاكسات المركزية التقليدية ويتم تثبيتها عادةً على الجزء الخلفي من كل لوحة شمسية. تعمل العاكسات الصغيرة على مستوى اللوحة, تعظيم جمع الطاقة لكل لوحة.
فضلاً عن ذلك, توفر العاكسات الصغيرة إمكانات محسنة لمراقبة النظام وتحسينه, أنها توفر بيانات في الوقت الحقيقي عن أداء كل لوحة شمسية, تمكين الكشف في الوقت المناسب وتشخيص المشاكل لضمان أقصى قدر من الأداء للنظام الشمسي.
ومن الجدير بالذكر أن تكلفة تركيب العاكسات الصغيرة أعلى بشكل عام, ولكنه جزء أساسي من الحصول على أقصى قدر من الطاقة من نظام بمواصفات فريدة.
عندما يضرب ضوء الشمس, تولد اللوحة الشمسية تيارًا مباشرًا, والذي يتم إرساله إلى عاكس صغير متصل باللوحة. يستقبل العاكس الصغير أولاً التيار المباشر من الألواح الشمسية ويحوله إلى كهرباء تيار متردد عبر الإلكترونيات الموجودة بالداخل. يتم بعد ذلك نقل طاقة التيار المتردد إلى الشبكة المنزلية أو التجارية لاستخدامها في المنزل أو للبيع على الشبكة.
فضلاً عن ذلك, من خلال وظيفة المراقبة الإضافية التي يوفرها العاكس الصغير, يمكن مراقبة معلومات أداء كل لوحة شمسية في الوقت الفعلي, بما في ذلك انتاج الطاقة, الجهد االكهربى, وإحصائيات حول أي مشاكل أو أعطال محتملة للصيانة الفعالة واستكشاف الأخطاء وإصلاحها.
إيجابيات وسلبيات العاكس الصغير
| الايجابيات | سلبيات |
| تحسين اللوحة الفردية | تعظيم إنتاج الطاقة بشكل عام |
| السماح للمالكين بتتبع أداء كل لوحة في الوقت الفعلي | تركيب معقد |
| زيادة السلامة | المزيد من الأجزاء للصيانة والإصلاح |
| قابلية التوسع وقابلية التوسع | قد لا تكون متوافقة مع جميع الألواح أو الأنظمة الشمسية |
| تعظيم إنتاج الطاقة بشكل عام |
ما هي محولات السلسلة وكيف تعمل؟?
غالبًا ما تستخدم محولات السلسلة في مشاريع الطاقة الشمسية وهي الخيار الأبسط والأقل تكلفة. ترتبط محولات السلسلة بشكل تسلسلي بألواح شمسية متعددة, تشكيل سلسلة من الألواح, ويتم توصيلها عبر سلسلة واحدة بعاكس كبير مثبت بجوار عداد المرافق المنزلية, على عكس العاكسات الدقيقة المثبتة على كل لوحة شمسية.
تُستخدم محولات السلسلة عادةً في أنظمة الطاقة الشمسية واسعة النطاق حيث يلزم توصيل ألواح شمسية متعددة معًا لتلبية متطلبات الطاقة الأكبر. تقوم محولات السلسلة بتحويل الطاقة الإجمالية وفقًا لأقل لوحة أداء, لذلك تعمل جميع اللوحات بمستوى مماثل للحفاظ على الإخراج الأمثل.
لكن بالمقارنة مع العاكسات الصغيرة, العيب الرئيسي لمحولات السلسلة هو أنه عندما تتلقى إحدى الألواح الشمسية ظلًا أو تفشل, سوف يتأثر أداء دائرة السلسلة بأكملها.
عادة ما توجد محولات السلسلة في موقع مركزي, بالقرب من لوحة الخدمة الكهربائية الرئيسية, واحصل أولاً على الطاقة الحالية المباشرة من مجموعة الألواح الشمسية المتسلسلة, وتحويلها إلى كهرباء تيار متردد من خلال المكونات الإلكترونية بداخلها.
تتكون عملية تحويل عاكس السلسلة من عدة مراحل, بما في ذلك المحولات, تبديل إمدادات الطاقة ودوائر الإخراج, لضمان التحويل الفعال للطاقة الكهربائية والإنتاج المستقر.
يمكن لمحولات السلسلة التعامل مع طاقة أكبر من المحولات الصغيرة لأنه يمكن استخدامها مع العديد من اللوحات. لكن, من أجل الحفاظ على الأداء الأمثل والسلامة, ومن الأهمية بمكان التأكد من أن إجمالي خرج الطاقة للألواح الموجودة في السلسلة لا يتجاوز هذا الحد.
في المنشآت الشمسية مع محولات السلسلة, تنتج العاكسات تيارًا مترددًا متزامنًا مع الشبكة أو يستخدم لتشغيل المعدات الكهربائية داخل المبنى. اعتمادًا على كيفية اتصال النظام بالشبكة, يمكن إخراج الطاقة الزائدة أو استخدام القياس الصافي, وفي هذه الحالة سيتم إرجاع الطاقة المولدة من الألواح الشمسية إلى الشبكة.
سلسلة العاكس إيجابيات وسلبيات
| الايجابيات | سلبيات |
| انخفاض التكلفة | تأثير التظليل |
| تركيب مبسط | عدم وجود دقة الرصد |
| متوافقة مع مجموعة واسعة من الألواح والأنظمة الشمسية | تملي اللوحة الأقل أداءً الإخراج للمصفوفة بأكملها |
| أجزاء أقل للمراقبة | عادة ما يكون الضمان أقصر من المحولات الدقيقة |
الاختلافات بين العاكسون الصغيرون ومحولات السلسلة
الوظيفة
من الناحية الوظيفية للمحولات الصغيرة ومحولات السلسلة.
يتم تصنيف العاكسات الصغيرة على أنها إلكترونيات طاقة معيارية لتحويل الطاقة الكهربائية من لوحة شمسية واحدة, تمكين اللوحة الشمسية من تحويل طاقة التيار المباشر التي تولدها بشكل مستقل إلى طاقة كهربائية AC قابلة للاستخدام.
تُستخدم محولات السلسلة لمعالجة الطاقة الشمسية من ألواح متعددة في نفس الوقت, المعروف أيضا باسم العاكسون المركزية, تحويل طاقة التيار المباشر بعد توصيل عدة ألواح شمسية على التوالي إلى طاقة تيار متردد.
طريقة الاتصال
يتم توصيل كل لوحة شمسية بعاكس صغير, ويقوم كل عاكس بشكل فردي بتحويل طاقة التيار المباشر الناتجة عن اللوحة الشمسية المقابلة. عاكس السلسلة عبارة عن سلسلة من الألواح الشمسية معًا لتشكل دائرة, ومن ثم توصيله إلى سلسلة العاكس, ثم يقوم العاكس بتحويل الطاقة الحالية المباشرة لمجموعة اللوحة بأكملها.
مقاس
عادة ما تكون العاكسات الصغيرة أصغر من محولات السلسلة وعادةً ما يتم تشغيلها مخفية أسفل الألواح الشمسية في مكان بارز أسفل مصفوفة السقف. نظرا لصغر حجمها, عادة ما يكون الوزن خفيفًا وسهل التعامل والتركيب.
محولات السلسلة, بسبب الحاجة إلى معالجة تحويل الطاقة الكهربائية من الألواح الشمسية المتعددة, عادة ما تكون أكبر من العاكسات الصغيرة لاستيعاب المزيد من المكونات الإلكترونية والمشعات. ويجب تركيبها في منطقة خارجية جيدة التهوية, بعيدًا عن مجموعة الألواح الشمسية. بسبب الحجم الأكبر, عادة ما يكون الوزن أثقل ويتطلب المزيد من القوى العاملة والمعدات للتركيب والنقل.
كفاءة
لأن كل لوحة شمسية تتطلب عاكسًا صغيرًا, قد تزيد التكلفة الإجمالية للنظام, ولكن يمكن تحسين كفاءة وموثوقية النظام. نظرًا لأنه لا يلزم سوى عاكس واحد للتعامل مع تحويل الطاقة الكهربائية لمجموعة الألواح بأكملها, قد تكون محولات السلسلة أكثر اقتصادا, ولكن غالبًا ما يُنظر إلى العاكسات الصغيرة على أنها تقنية أكثر كفاءة, نظرًا للقيود المفروضة على تنفيذ محولات السلسلة في بعض المواقف الفريدة.
تحت ظروف ضوء الشمس الكامل, وقد أظهرت الدراسات عدم وجود أفضلية في الأداء بين الاثنين. لكن, تحت ظروف الظل, قد ينخفض إجمالي إنتاج الطاقة لمجموعة الألواح الشمسية بشكل كبير, لأن إخراج الألواح الشمسية الفردية المتصلة بعاكس السلسلة قد يكون محدودًا باللوحة الأقل أداءً في كل سلسلة.
متوسط العمر المتوقع
يمكن تمديد العمر المتوقع وفترة الضمان للمحولات الصغيرة ومحولات السلسلة المشتراة عن طريق 20 سنوات أو أكثر. لكن, يبلغ متوسط عمر معظم محولات السلسلة حوالي 10 سنين, في حين أن العاكسات الصغيرة يمكن أن تدوم عادةً 15-25 سنين, مما يعني أن محولات السلسلة من المرجح أن تحتاج إلى الاستبدال خلال عمر النظام الشمسي.
صيانة
للعاكسات الصغيرة, عادة ما تكون هناك حاجة إلى صيانة أقل لأنها بسيطة التصميم نسبيًا ولا تحتوي على مكونات داخلية كبيرة. لكن جانب الصيانة في النظام أكثر تعقيدًا, مع تغييرات المكونات التي تتطلب غالبًا الاتصال بألواح الطاقة الشمسية الموجودة على السطح, والتي يمكن أن تتضمن قيام العمال مؤقتًا بإلغاء تثبيت اللوحات التي تم تثبيت المكون عليها.
لأن محولات السلسلة يتم تركيبها عادةً في الهواء الطلق أو في البيئات المعرضة للشمس, قد تكون هناك حاجة إلى صيانة أكثر تواترا, لكن استبدال محولات السلسلة عادة ما يكون عملية سلسة ونادراً ما تتطلب وقتًا أو جهدًا زائدًا.
على الرغم من أن العاكسات الدقيقة الحديثة موثوقة للغاية, عدد الأجهزة (أي., 16 العاكسون الصغار و 1 العاكس سلسلة) يجعلهم أكثر عرضة للفشل والتوقف المؤقت للنظام.
التكلفة والقيمة
تعد المحولات الصغيرة بشكل عام أكثر تكلفة من محولات السلسلة, وحتى عند إضافة مُحسِّن الطاقة إلى عاكس السلسلة, من الممكن أن يكون نظام العاكس الصغير أكثر تكلفة. على الرغم من ارتفاع الاستثمار الأولي, يمكن أن توفر العاكسات الصغيرة أداءً وموثوقية أعلى للنظام ويتم تحسينها على مستوى العاكس, مما يؤدي إلى زيادة إنتاج الطاقة.
تعد محولات السلسلة بشكل عام أقل تكلفة من المحولات الصغيرة لأنها يمكنها توصيل ألواح شمسية متعددة ويمكن أن يخدم عاكس واحد عدة لوحات.
لكن, عند النظر في القيمة على المدى الطويل, يمكن أن تكون التكلفة والعائد على الاستثمار للعاكس الصغير أعلى, وإذا تم استبدال العاكس اللاسع في منتصف عمر اللوحة, ثم سيعمل عاكس السلسلة الجديد خارج فترة الضمان على زيادة التكلفة الإجمالية للنظام.
المرونة والمراقبة
نظرًا لأن كل لوحة شمسية مجهزة بعاكس صغير, يمكن مراقبة كل لوحة وإدارتها بشكل مستقل, وبالتالي زيادة مرونة وكفاءة النظام.
لأنه في العاكس سلسلة, تتم معالجة تحويل الطاقة الكهربائية لمجموعة الألواح بأكملها بواسطة عاكس واحد, لا يمكن مراقبة أداء المجموعة بأكملها وإدارتها إلا, وهناك نقص في التحكم الدقيق في لوحة واحدة.
خاتمة
أخيرًا, سواء اخترت العاكس الصغير أو العاكس سلسلة يجب أن تعتمد على تفاصيل تركيب النظام الشمسي الخاص بك. سواء كان ذلك شكل السقف, مساحة المنزل أو حالة الظلال, يمكنك العمل مباشرة مع خبير الطاقة الشمسية لتحديد أفضل نوع من العاكس لاحتياجاتك, بما في ذلك العاكس سلسلة (مع أو بدون محسن الطاقة) أو المزيج المثالي بين العاكس الصغير والألواح الشمسية.
تلتزم GYCX Solar بتزويد العملاء بمجموعة كاملة من حلول النظام الشمسي. سيقوم فريقنا المحترف بتصميم الحل الشمسي ليناسب احتياجاتك وظروف الموقع. اتصل بشركة GYCX Solar ودعنا نساعدك في العثور على أفضل حل للطاقة الشمسية.
التعليمات
هل العاكس الصغير أفضل من العاكس السلسلة؟?
لكل من العاكسات الصغيرة ومحولات السلسلة مزاياها وقيودها, لذا فإن أيهما أفضل يعتمد على احتياجاتك وحالتك المحددة. تعتبر العاكسات الصغيرة مناسبة للمواقف التي تتطلب إدارة أفضل للظل الجزئي ومراقبة مستوى الوضع, في حين أن محولات السلسلة قد تكون أكثر ملاءمة للمواقف التي تكون فيها التكاليف أكثر حساسية ولا توجد مشكلات في الظل. يجب أن يعتمد الاختيار الأفضل على عوامل مثل شكل السقف الخاص بك, حالة الظل, ميزانية, والحاجة إلى مراقبة الأداء.
هل العاكس الصغير يستحق كل هذا العناء?
على الرغم من أن استثمار الجميع سيكون مختلفًا, غالبًا ما تكون العاكسات الصغيرة تستحق العناء بالنسبة لأنظمة الطاقة الشمسية المنزلية. لكن, غالبًا ما تكون أكثر تكلفة, لذا فإن تحديد ما إذا كان العاكس الصغير يستحق ذلك يعتمد على احتياجاتك الخاصة, ميزانية, وتصميم النظام.
هل سلسلة العاكس يستحق كل هذا العناء?
يمكن أن تكون محولات السلسلة مفيدة جدًا في بعض الحالات, غالبًا ما تكون ميسورة التكلفة أكثر من المحولات الصغيرة, مناسبة للأنظمة الشمسية الخالية من الظل, وسهلة التركيب والصيانة. لكن, لا تزال محولات السلسلة لديها بعض القيود, مثل نقطة فشل واحدة يمكن أن تؤثر على أداء النظام بأكمله, وعدم القدرة على التعامل مع التظليل الجزئي. لذلك, عند تحديد ما إذا كان عاكس السلسلة يستحق الاختيار, تحتاج إلى النظر في احتياجاتك الخاصة, ميزانية, وتكوين النظام.
