إذا كانت الألواح الشمسية هي القوة الدافعة لنظام الطاقة الشمسية الخاص بك، فإن الانفرتر الشمسي solar inverter هو عقل هذا النظام، وتعمل الألواح الشمسية والعاكس معا لضمان حصولك على أقصى قدر من الطاقة الكهربائية.
معظم الناس على دراية بالألواح الشمسية لأنه الجزء الأكثر وضوحًا في نظام الطاقة الشمسية، ولكن العاكس الشمسي ( الانفرتر ) عنصر لا يقل أهمية يجب أخذه في الاعتبار، لأنه يسمح بتحويل طاقة الشمس إلى كهرباء .
كيف يعمل انفرتر الطاقة الشمسية solar inverter ؟
تولد الألواح الشمسية كهرباء التيار المباشر ( DC energy)، لكن منزلك يستهلك كهرباء تيار متردد ( AC energy)، لذلك يحتاج منزلك إلى بعض المساعدة لاستخدام الطاقة من الشمس. و هذا هو دور الانفرتر.
ما هي وظيفة الانفرتر في الطاقة الشمسية ؟
الغرض الأساسي من انفرتر الطاقة الشمسية هو تحويل كهرباء التيار المستمر من الألواح الشمسية إلى كهرباء تيار متردد قابلة للاستخدام في منزلك ب فولت ثابت. ولهذا السبب، يمكنك أيضًا التفكير في جهاز العاكس الشمسي كمحول للطاقة الشمسية solar power inverting.
نظرًا لأن معظم الأجهزة تستخدم طاقة التيار المتردد، فيجب على نظام الطاقة الشمسية الخاص بك تحويل طاقة التيار المستمر هذه إلى كهرباء مفيدة قبل استخدامها لتشغيل تلك الأجهزة. العقل وراء هذا التحويل هو محول الطاقة الخاص بك (الأنفرتر) ، والذي يسمح لنظام الطاقة الشمسية الخاص بك بتوفير الطاقة لأجهزتك الإلكترونية.
أيضًا، عندما يكون المنزل الذي يعمل بالطاقة الشمسية PV system متصلاً بالشبكة National Grid، يعمل عاكس الطاقة الشمسية المنزلي كوسيط بين منزلك وشبكة الكهرباء . وهذا ما يسمى الانفرتر المربوط علي الشبكة. يتيح هذا النوع الانفرتر المربوط علي الشبكة لمنزلك من الحصول على طاقة متواصلة للنظام الكهربائي، بغض النظر عن مقدار الطاقة التي تولدها الألواح الشمسية الخاصة بك.
في الحالة التي ينتج فيها نظام الطاقة الشمسية الخاص بك كهرباء أكثر مما يستهلكه منزلك، يمكن للانفرتر الكهروضوئي ضخ تلك الطاقة الإضافية إلى الشبكة الحكومية عبر عداد تبادلي . أو قد تنتج الألواح الشمسية الخاصة بك بعض الطاقة، ولكن ليس بما يكفي لتغطبة إحتياجات منزلك بالكامل، لذلك يمزج الانفرتر الطاقة الشمسية المربوط علي الشبكة Grid tied مع طاقة الشبكة.
التيار المستمر مقابل كهرباء التيار المتردد
أفضل طريقة للإجابة على سؤال “ماذا يفعل الانفرتر؟” هو فهم الفرق بين كهرباء التيار المستمر والتيار المتردد.
يتم في كهرباء التيار المستمر (DC) تدفق الشحنات الكهربائية في اتجاه واحد فقط. على العكس من ذلك، فإن كهرباء التيار المتردد (AC) هي المكان الذي يغير فيه تدفق التيار اتجاهه (أو يبدل اتجاهه) .
في مصر، تستخدم الشبكة الكهربائية تيار متردد 50 هرتز، مما يعني أن الكهرباء تغير اتجاهها 50 مرة في الثانية في شكل موجة.
عندما تضرب أشعة الشمس الألواح الكهروضوئية، فإنها تؤدي إلى حركة الإلكترونات في الخلايا الشمسية. وتكون هذه الحركة في اتجاه واحد مما يؤدي إلى توليد كهرباء التيار المستمر. تقوم الدوائر الموجودة داخل الألواح الشمسية الخاصة بك بجمع هذا التيار وتغذيته إلى انفرتر الطاقة الشمسية الكهروضوئية، والذي يحول التيار الكهربائي المستمر إلى كهرباء تيار متردد.
فوائد انفرترات الطاقة الشمسية
على الرغم من أن انفرتر الطاقة الشمسية يسمح لك بالحصول على تيار متردد صالح للاستخدام من أشعة الشمس، إلا أن هذا ليس كل ما يمكنه فعله. يمكن أن يساعد انفرتر الألواح الشمسية في زيادة إنتاج الطاقة إلى أقصى حد، ومراقبة مخرجات النظام الخاص بك، والتواصل مع شبكة المرافق، واكتشاف الأخطاء التي قد تؤدي إلى تلف نظام الطاقة الشمسية الخاص بك.
تعظيم إنتاج الطاقة
يقوم انفرتر الطاقة الشمسية بتتبع جهد مجموعة الطاقة الشمسية الخاصة بك لزيادة الطاقة التي تعمل بها الألواح الشمسية Max Power Point Tracing ( mppt )، حتى تتمكن من توليد أكبر قدر ممكن من الكهرباء (كيلو واط ساعة).
تنتج محولات الطاقة الشمسية المنزلية المرتبطة بالشبكة أيضًا موجة جيبية أكثر نقاء مقارنة بالانفرترات منخفضة التكلفة التي تولد موجة جيبية معدلة، مما يضمن الأداء السلس والفعال لأجهزتك الحساسة.
مراقبة مخرجات النظام
من المثير أن ترى نظام الطاقة الشمسية الخاص بك يولد آلاف وات في يوم مشمس، لذلك من الطبيعي أن يرغب معظم أصحاب المنازل في طريقة لمراقبة أداء استثماراتهم.
فتأتي معظم محولات الألواح الشمسية بطريقة ما لعرض مقدار الطاقة التي تنتجها حاليًا، وبعضها يسمح لك بتتبع أداء نظامك ال شمسي وتحكم في ظبطه من خلال تطبيق جوال أو موقع ويب.
إذا كانت الأمور لا تعمل كما ينبغي ، تقوم بعض المحولات المنزلية بفحص أداء التشغيل لنظام الطاقة الشمسية الخاص بك تلقائيًا وتنبيهك. ويمكنك أيضًا استخدام تتبع أداء الانفرتر المنزلي للتحقق بشكل دوري من جودة عمل مكونات النظام بنفسك، والتأكد من أنه يولد الكمية الصحيحة من الكهرباء.
الربط مع شبكة المرافق
في حالة انقطاع التيار الكهربائي مؤقتًا، تضمن انفرترات الطاقة الشمسية عدم نقل الكهرباء من الألواح الخاصة بك إلى خطوط الكهرياء الخارجية. بهذه الطريقة، سيتم حماية أي عامل لـ شركة التوزيع قد يقوم بأعمال فحص في الشبكة أو اعمال إصلاحها.
إذا كانت منزلك لا يحتاج إلى توليد كل الكهرباء المولدة من الطاقة الشمسية، فيمكن للانفرتر أيضًا تغذية الكهرباء الفائضة في الشبكة لمساعدتك في توليد أرصدة الطاقة لإستهلاكها لاحقا تبعا للنظام التبادلي.
اكتشاف الخطأ
يمكن أن يؤدي تقادم وتدهور الأسلاك الكهربائية ومعدات الطاقة الشمسية إلى احتمال حدوث أعطال كهربائية خطيرة، مثل الأعطال الأرضية أو الأقواس، إذا لم تتم صيانتها بشكل صحيح. في حالة حدوث مثل هذا الحدث، سيكتشف انفرتر الطاقة الشمسية المشكلة بسرعة ويغلق، وبالتالي حماية بقية النظام، وينبهك بشأن الحاجة إلى الخدمة قبل حدوث أي ضرر إضافي.
مقارنة الأنواع المختلفة لانفرترات الطاقة الشمسية
تعتمد انفرترات الطاقة الشمسية التي ستستخدمها على مدى تعقيد تركيباتك، ومدى الظل وتواتره على سطحك، والغرض من استخدام الطاقة الشمسية، وإرشادات المرافق الخاصة بمنطقتك السكنية، والشركات المصنعة التي تعاقدت معها، وغيرها من عوامل.
الأنواع الأربعة الرئيسية لانفرترات الطاقة الشمسية هي انفرترات السلسلة، والانفرترات الدقيقة، ومحسنات الطاقة، والانفرترات الهجينة، ولكل منها مزايا وعيوب.
الانفرتر السلسلة string inverter
وهو مناسب لتصميمات أنظمة شمسية الأكثر بساطة. يتم توصيل مجموعة (سلسلة) من الألواح الشمسية في توصيل علي التوالي، ويمكنك توصيل عدة سلاسل بانفرتر واحد.
يعد انفرتر السلسلة هو الأسهل في الصيانة نظرًا لأنه يقع عادةً في الطابق السفلي أو المرآب أو أي موقع آخر يسهل الوصول إليه. كما أنه الأرخص، حيث أنك تحتاج فقط إلى انفرتر واحد لاستيعاب عدة سلاسل من الألواح عبر عدة أسطح. وأخيرًا، عادةً ما يكون انفرتر السلسلة أكثر متانة، نظرًا لأنه ذو إعداد أبسط يؤدي وظيفة أكثر أساسية.
الجانب السلبي لانفرتر السلسلة هو أن الأداء الضعيف في إحدى الألواح الشمسية يمكن أن يؤثر على اللوحات الأخرى في تلك السلسلة. نظرًا لأن انفرتر السلسلة لا يمكنه تحسين أداء كل لوح شمسي، فهو ليس مناسبًا للأسطح ذات التظليل المنتظم. بالإضافة إلى ذلك، لا يعمل انفرتر السلسلة بشكل جيد في تصميمات الأنظمة المعقدة حيث لا يمكن موافقة اللوحات الشمسية معًا بسهولة في سلاسل.
عادةً ما يكون انفرتر السلسلة هو الخيار الأفضل إذا كنت تريد حلاً أقل تكلفة، وكان سقف الممتلكات الخاصة بك عبارة عن تصميم أساسي ويستقبل أشعة الشمس بشكل متسق.
انفرترات دقيقة Micro Inverter
على عكس انفرترات السلسلة (التي تكون مركزية)، يتم توزيع انفرترات صغيره، ويتم تركيب انفرتر صغير بجوار كل لوح شمسي. بدلاً من تدفق الطاقة من جميع اللوحات إلى انفرتر واحد قبل تحويلها، يقوم هذا النظام بتحويل كهرباء التيار المستمر إلى تيار متردد مباشرة على اللوح.
تعد الانفرترات الدقيقة خيارًا جيدًا للمنازل التي يكون فيها تصميم مجموعة الطاقة الشمسية معقدًا أو يكون السقف ذو تظليل ثابت. إنها تعمل على زيادة أداء كل لوحة في الموقع إلى الحد الأقصى للتخفيف من تأثيرات التظليل، ويمكنك مراقبة مخرجات النظام الخاص بك في كل لوحة.
فائدة أخرى للانفرترات الدقيقة هي أنها يمكن أن تسهل توسيع حجم النظام الخاص بك في المستقبل، حيث أن كل لوحة جديدة تأتي مع الانفرتر الخاص بها. مع الانفرتر التسلسلي، عادةً ما يكون حجم الانفرتر مناسبًا لعدد الألواح التي سيتم تركيبها في البداية، لذلك فهو غير مصمم للتعامل مع توليد إضافي للكهرباء.
الجانب السلبي للانفرترات الدقيقة هو أنها أكثر تكلفة من انفرترات السلسلة. بالإضافة إلى ذلك، ونظرًا لوقوعها على السطح، فقد تكون صيانتها أكثر صعوبة إذا كانت بحاجة إلى الصيانة.
تعتبر الانفرترات الدقيقة هي الأفضل لتحقيق أقصى قدر من إنتاج الطاقة على الأسطح المعقدة، حيث تواجه الألواح اتجاهات مختلفة، أو المناطق التي تعاني من مشاكل في الظل.
الجدير بالذكر أن الكود المصري للربط علي الشبكة لا يدعم إستخدام الانفرترات الدقيقه نظرا لإشتراط إستخداد انفرترات ثلاثية الأوجهه.
الانفرتر الهجين الغير مربوط علي الشبكة Hybrid Inverters
الانفرتر الهجين عبارة عن مزيج من الانفرتر الكهروضوئي و شاحن البطارية مدمج، و الميزة الرئيسية للانفرتر الهجين هي أنه يمكنه تحويل الكهرباء في كلا الاتجاهين، بحيث يمكنه تحويل كهرباء التيار المستمر من الألواح الشمسية إلى تيار متردد للمنزل، ويمكنه أيضًا تحويل كهرباء التيار المتردد من الشبكة إلى طاقة تيار مستمر لزوم الشحن لـ بطارية الشمسية.
يتبنى أصحاب المنازل الذين يبحثون عن خيارات دعم انقطاع الكهرباء وتوفير مصدر احتياطي للطاقة هذه التقنية نظرًا لأنه يمكنك تثبيتها تمامًا مثل الانفرتر التقليدي مع إضافة بطاريات تخزين حيث يمكنك سحب الطاقة من الشبكة لشحن البطارية ، حتى تتمكن من تخزين الطاقة عندما تكون متوفرة ، ثم استخدامها عند انقطاعها مع العلم أن الطاقة من هذا النظام من الطاقة الشمسية لا توفر 100٪ من متطلبات الطاقة الخاصة بك.
كفاءة انفرتر الطاقة الشمسية
أثناء تحويل التيار الكهربائي من التيار المستمر إلى التيار المتردد، يتم فقدان بعض الطاقة على شكل حرارة. تعد انفرترات الطاقة الشمسية عالية الجودة أكثر كفاءة، لذا فهي تحول المزيد من الكهرباء ولا تتعرض لخسائر كبيرة أثناء عملية التحويل هذه.
تختلف كفاءة التحويل حسب العلامة التجارية، ولكن معظم انفرترات الجودة تتراوح كفاءتها من 97% إلى 99%، وبالتالي فإن فقدان الطاقة يكون طفيفًا نسبيًا. ومع ذلك، يمكن أن يكون للتظليل والعوامل الأخرى تأثير على كفاءة نظام الطاقة، ويلعب الانفرتر الكهروضوئي دورًا في تقليل تلك الخسائر.
تحجيم الانفرتر الشمسي
عادة ما تحدد الشركات المصنعة للانفرتر الطاقة المدخلة التي يمكن لمنتجاتها التعامل معها، بالإضافة إلى الحد الأقصى لإنتاج الطاقة. على سبيل المثال، يمكن لمحول السلسلة الذي يبلغ الحد الأقصى لطاقة إدخاله 10000 واط التعامل مع ما يصل إلى حدود 15000 واط من الطاقة من الألواح الشمسية.
للحفاظ على انخفاض التكاليف، غالبًا ما يتم اختيار انفرترات الطاقة الشمسية التي تتمتع بقدرة إدخال قصوى مساوية الي الحد الأقصى لإخراج اللوحات الشمسية. وينتج عن ذلك بعض القطع clipping عند الحد الأقصى لإنتاج الطاقة، حيث لم يتم تصميم النظام للتعامل مع الحد الأقصى من الطاقة التي يمكن أن تنتجها اللوحات، نظرًا لأنك نادرًا ما ترى مستوى الطاقة هذا في معظم الأيام.
كم من الوقت يستمر الانفرتر الشمسي؟
عادةً ما يكون العمر الافتراضي المتوقع لانفرترات السلسلة هو 10 إلى 15 عامًا، على الرغم من أنه إذا تم تركيبها في مكان بارد وجيد التهوية وتم صيانتها بشكل صحيح، فيمكن أن تستمر لمدة تصل إلى عقدين من الزمن.
لعمل معاينة وتقديم عرض
يرجي الرد علي بعض الأستفسارات
