جديد ومبتكر: نظام طاقة شمسية لا مركزي ووحدات قابلة للتوصيل والتشغيل - على عكس الأنظمة الأخرى

تتوفر في السوق مجموعة واسعة من أنظمة الخلايا الكهروضوئية، تتراوح من محولات السلسلة إلى أنظمة الطاقة الشمسية الهجينة والأنظمة التي تعمل بمحول مركزي.

تتوفر أيضًا مجموعة واسعة من المنتجات لتلبية الاحتياجات المتنوعة للمشترين. لذا، تُعدّ مقارنة منتجات الطاقة الشمسية المختلفة أمرًا ضروريًا للعثور على أفضل عرض. بدايةً، أودّ أن أُبيّن العوامل المختلفة التي ينبغي مراعاتها عند اختيار نظام الطاقة الشمسية.

أداء

يُعد أداء النظام عاملاً مهماً، أي ما يمكن توقعه من حيث الأداء والكفاءة.

ضمان السعر والأداء والجودة

يلعب السعر دورًا مهمًا أيضًا: ينبغي اختيار أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية التي توفر قيمة جيدة مقابل المال. وتُعد معايير الجودة وفترات الضمان، بالإضافة إلى المتطلبات الخاصة بتركيب النظام وصيانته، بنفس القدر من الأهمية.

تكنولوجيا

عامل آخر هو اختلاف التقنيات المستخدمة في إنتاج أنظمة الخلايا الكهروضوئية. توجد طرق متنوعة لتصنيع الخلايا الشمسية، منها الخلايا أحادية البلورة، والخلايا متعددة البلورات، والخلايا غير المتبلورة. لكل نوع مزاياه وعيوبه من حيث الكفاءة والجدوى الاقتصادية. لذا، من المهم تحديد التقنية الأنسب لاحتياجاتك.

الأداء والخدمة والدعم

وأخيرًا، تلعب عوامل أخرى دورًا عند مقارنة عروض أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية. وتشمل هذه العوامل خدمات التركيب والصيانة، بالإضافة إلى الضمانات وشروط التأمين في حالة تلف النظام أو سرقته.

مفهوم الطاقة وأمن التخطيط

إلى جانب حجم نظام الطاقة الشمسية وأبعاده، ينبغي أن يتوافق مع مفهومك للطاقة. ويشمل ذلك بشكل أساسي الأهداف التي تسعى لتحقيقها من خلال نظام الطاقة الشمسية، وما تخطط لتنفيذه مستقبلاً. كما أن تطور تكاليف الطاقة وإدارة التكاليف بشكل عام يساهمان بشكل كبير في ضمان نجاح تخطيطك.

مناسب ل:

• الطاقة الشمسية والخلايا الكهروضوئية: مفهوم الطاقة وأمن التخطيط لقطاع الأعمال من منظور قطاع الأعمال إلى قطاع المستهلكين

نظام الطاقة الشمسية الأمثل بقدرة تصل إلى 40 كيلوواط ذروة – الصورة: Xpert.Digital

بخلاف العاكس المتسلسل، الذي يراقب مركزياً جميع الوحدات الشمسية المتصلة، في نظام الطاقة الشمسية اللامركزي يتم دمج كل وحدة شمسية مع عاكس دقيق من نوع Enphase.

أطلقت شركة Enphase Energy أول محول طاقة صغير في العالم قادر على تشكيل شبكة طاقة صغيرة محلية.

يتمتع هذا الإصدار اللامركزي من نظام الطاقة الشمسية بالعديد من المزايا:

➡️ ذات صلة: محولات Enphase: الاختبارات والتجارب 2023

يمكن مراقبة كل وحدة شمسية على حدة عن بُعد عبر محولاتها الدقيقة باستخدام برنامج متخصص. ويتم تحليل الأداء بدقة متناهية وصولاً إلى مستوى الوحدة، واكتشاف الأعطال وتحديدها.

بالإضافة إلى نسخة متصفح الموقع الإلكتروني، يوجد أيضًا تطبيق MyEnlighten للأجهزة المحمولة، والذي يسمح لك بمراقبة إنتاج الطاقة لنظام Enphase الخاص بك أثناء التنقل.

إنفاس – الصورة: تي. شنايدر | Shutterstock.com

يحتوي كل محول صغير على وحدة تتبع نقطة الطاقة القصوى (MPPT) لكل وحدة شمسية على حدة، وهي المسؤولة عن تحسين أداء تلك الوحدة الشمسية تحديدًا. لا يؤثر التظليل المؤقت سلبًا على الوحدات الشمسية الأخرى، على عكس محول السلسلة المركزي: فعندما تُظلل خلية شمسية، يتصرف تدفق التيار بشكل مشابه لتدفق الماء عبر انحناء في خرطوم الحديقة. يُعيق التظليل تدفق التيار الكلي، مما يقلل من شدة جميع الوحدات الشمسية المتصلة بمحول السلسلة المركزي. عادةً ما تحتوي محولات السلسلة على وحدة أو وحدتي تتبع نقطة الطاقة القصوى فقط لجميع الوحدات الشمسية المتصلة بها.

في الهندسة الكهربائية، وتحديدًا في مجال الخلايا الكهروضوئية، يُشير تتبع نقطة القدرة القصوى (MPP) إلى طريقة يتم فيها ضبط الحمل الكهربائي على خلية شمسية، أو وحدة شمسية، أو عدة وحدات شمسية موصولة على التوالي (سلسلة)، لاستخلاص أقصى قدرة ممكنة من الخلايا. بالنسبة للخلايا الشمسية، لا تكون نقطة التشغيل المثلى هذه ثابتة، بل تعتمد على عوامل مثل الإشعاع الشمسي، ودرجة حرارة الوحدة الشمسية، ونوع الخلية الشمسية.

لم تعد هناك حاجة إلى مُحسِّنات أداء الألواح الشمسية في حالة التظليل، بالتزامن مع محولات السلسلة، لأن المحولات الدقيقة تتولى هذه المهمة في حالات التظليل الجزئي. ويؤدي ذلك إلى توفير كبير في التكاليف، ولذا يُعد استخدام المحولات الدقيقة لأنظمة الطاقة الشمسية التي تصل قدرتها إلى 40 كيلوواط ذروة أكثر فعالية من حيث التكلفة مقارنةً باستخدام محولات السلسلة التقليدية.

➡️ بالإضافة إلى ذلك، يمكن تطبيق تحديثات النظام على المحولات الدقيقة عبر بوابة Enphase Envoy (واجهة اتصال عبر الإنترنت).

بوابة الاتصالات Enphase Envoy® وMyEnlighten - الصورة: Enphase

➡️ بالمقارنة مع محولات السلسلة التقليدية، تأتي محولات Enphase الدقيقة بضمان رائد في الصناعة يصل إلى 25 عامًا.

خدمة ضمان رائدة في الصناعة – الصورة: إنفاس

هل ترغب في توسيع نظام الطاقة الشمسية الخاص بك بإضافة وحدات إضافية؟ لا مشكلة في ذلك. بفضل نظام التوصيل والتشغيل (IQ Cableing)، يمكنك توسيع نظامك بإضافة محولات دقيقة إضافية مع وحدات الطاقة الشمسية التي ترغب في استخدامها.

كابلات Enphase IQ – الصورة: Enphase

مناسب ل:

• ورقة بيانات محولات Enphase الدقيقة
• كابلات Enphase IQ

في حال تعطل أحد المحولات الدقيقة، يمكن استمرار توليد الطاقة الشمسية باستخدام المحولات الدقيقة المتبقية. أما في نظام مزود بمحول سلسلة مركزي، فيتوقف التوليد تمامًا. علاوة على ذلك، يتميز تصميم Enphase Solar بميزات أمان فائقة، نظرًا لعمله على تيار متردد منخفض الجهد.

محولات الطاقة الدقيقة من إنفيس – الصورة: إنفيس

إنفاس - نظام متكامل - الصورة: إنفاس

إنفاس مع تخزين الطاقة – الصورة: إنفاس

يتطلب تركيب نظام Enphase تركيب المحولات الدقيقة، وبطارية IQ (إذا لزم الأمر)، والمكونات الأساسية الأخرى.

مناسب ل:

• ملف PDF من شركة Enphase: تعليمات التجميع في الموقع لألمانيا

محول سلسلة/محول سلسلة

يقوم محول السلسلة بتوصيل مجموعة من الألواح الكهروضوئية، محولاً جهد التيار المستمر (DC) إلى جهد التيار المتردد (AC). وللأنظمة متعددة السلاسل، يتوفر محول متعدد السلاسل. وتُعد محولات السلسلة النوع الأكثر شيوعًا في أنظمة الطاقة الشمسية المنزلية.

عاكس الوحدة

يتم توصيل محول دقيق واحد بوحدة شمسية، لتحويل التيار المستمر (DC) إلى تيار متردد (AC). ثم يتم توصيل مخارج المحولات الدقيقة المختلفة على التوازي وتغذيتها إلى شبكة الطاقة.

العاكس المركزي

يُستخدم العاكس المركزي عادةً في أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية الكبيرة جدًا، ويتطلب معدات تقنية متخصصة، وغالبًا ما يشغل مساحة كبيرة. ويستخدم هذا النوع من العواكس عادةً من قبل فنيين متخصصين.

العاكس الهجين

يتميز العاكس الهجين بقدرته على تحويل التيار المستمر (DC) من نظام الطاقة الشمسية إلى تيار متردد (AC) قابل للاستخدام. كما يمكنه تخزين الطاقة الشمسية في بطارية شمسية داخلية أو خارجية. وتتميز العواكس الهجينة الحديثة بقدرتها على توفير طاقة احتياطية أو بدء التشغيل من الصفر . وعادةً ما يكون العاكس الهجين عاكسًا متسلسلًا مزودًا بوظائف تخزين طاقة محسّنة.

محول دقيق

المحولات الدقيقة هي في الأساس محولات للوحدات الشمسية. فهي تحول التيار المستمر (DC) الناتج عن الألواح الشمسية مباشرةً إلى تيار متردد (AC) في الموقع. وقد اكتسبت هذه المحولات شعبية واسعة في مجال محطات الطاقة الشمسية المنزلية أو أنظمة الطاقة الشمسية المنزلية التي تتكون من 1 إلى 3 ألواح شمسية، والتي يتم توصيلها مباشرةً بالشبكة الكهربائية المنزلية باستخدام موصل طاقة قياسي من نوع IEC.

• تركيب سريع وسهل.
• تكاليف المواد الدنيا.
• يقع العاكس مباشرة على الوحدة الشمسية، مع إمكانية توجيهه بشكل مرن.
• وهذا يسمح بتحويل طاقة الوحدات على النحو الأمثل.
• محولات Enphase الدقيقة متوافقة مع الشبكات الذكية .
• تلبي محولات Enphase الدقيقة متطلبات الشبكة المعقدة فيما يتعلق بإدارة الجهد وفصل الإشارات.
• تتيح محولات Enphase إجراء التحديثات عن بعد والتكيف مع متطلبات الشبكة المستقبلية.

جهاز التحكم بنظام IQ غير متوفر حاليًا في ألمانيا، ولكن من المتوقع إطلاقه هذا العام (2023). يكتشف الجهاز انقطاع التيار الكهربائي عن الشبكة ويقوم بتحويل المنزل بسلاسة من التيار الرئيسي إلى التيار الاحتياطي.

مناسب ل:

• بداية سوداء لتخزين الطاقة (بداية سوداء): عاكس هجين مثل تخزين الطاقة قادر على البداية السوداء؟ ضد انقطاع التيار الكهربائي المؤقت وانقطاع التيار الكهربائي

علاوة على ذلك، بفضل المحول الصغير الجديد Enphase IQ8، أصبح النظام الشمسي قادراً على توفير الطاقة في حالات الطوارئ في حالة انقطاع التيار الكهربائي دون الحاجة إلى نظام تخزين البطاريات.

يتوفر المحول الصغير بأربعة إصدارات: إصدار يعمل بالطاقة الشمسية فقط بدون طاقة احتياطية، وإصدار Sunlight Backup قادر على العمل خارج الشبكة بدون تخزين بطاريات، وإصدار Home Essentials Backup مزود بوحدة تخزين بطاريات صغيرة، وإصدار Full Energy Independence مزود بوحدة تخزين بطاريات كبيرة. تتطلب جميع هذه الحلول الثلاثة للتشغيل خارج الشبكة وحدة تحكم Enphase System Controller لتزويد المنزل بالطاقة الشمسية أثناء انقطاع التيار الكهربائي.

سقف شمسي – استشارة حول أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية على أسطح المنازل مع إكسبرت سولار – Konrad Wolfenstein – الصورة: إكسبرت ديجيتال

أي شخص بحث في هذا السؤال سيحصل على العديد من الإجابات المختلفة.

المزيد عنها هنا:

• فيما يلي نظرة عامة تقريبية على مستويات الأسعار الخاصة بنظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية على السطح بقدرة 10 كيلوواط مع تخزين الكهرباء كمثال.