Microinverters الألواح الشمسية: ما هي بالضبط؟

يقوم جهاز التوصيل والتشغيل بالخلايا الكهروضوئية ، المعروف باسم المحول الصغير الشمسي ، بتحويل التيار المباشر (DC) الذي تنتجه وحدة شمسية واحدة إلى تيار متناوب (AC). تتناقض السلسلة المعتادة ومحولات الطاقة الشمسية المركزية ، حيث يتم توصيل عاكس واحد بعدد من الألواح الشمسية ، مع المحولات الدقيقة. من الممكن تجميع المخرجات من العديد من المحولات الدقيقة وتغذيتها بشكل متكرر في شبكة الطاقة.

بالمقارنة مع المحولات العادية ، توفر المحولات الدقيقة عددًا من الفوائد. وتتمثل الميزة الرئيسية في أنها تعزل الألواح كهربائيًا عن بعضها البعض ، بحيث لا يؤدي حتى فشل الوحدة بالكامل أو وجود كميات طفيفة من الظل أو الحطام أو خطوط الثلج على وحدة شمسية واحدة إلى تقليل إنتاج المجموعة بأكملها بشكل كبير.

ما هو محول الطاقة الشمسية الصغير؟

يتم تصنيع عاكس صغير جدًا يسمى المحول الصغير ليتم تثبيته على كل لوحة شمسية فردية. المحول الصغير الشمسي النموذجي ، والذي غالبًا ما يتم تثبيته على الحائط بعيدًا عن سلسلة الألواح الشمسية ومتصل عبر كابل التيار المستمر ، يختلف كثيرًا عن هذا. في الأنظمة التي تستخدم محولات السلسلة ، يقوم العاكس بتحويل التيار الكهربائي المستمر من سلسلة الألواح إلى التيار المتردد. تعمل كل لوحة شمسية بشكل مستقل عن بقية المجموعة الشمسية بسبب المحولات الدقيقة المرفقة بكل واحدة ، ويتم تحويل طاقة التيار المستمر على الفور إلى تيار متردد على السطح.

كيف يعمل محول الطاقة الشمسية الصغير؟

من المفيد فهم وظيفة المحول الصغير في إنشاء الطاقة الشمسية.

باختصار ، تقوم الخلايا الشمسية للألواح الشمسية بتحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء ذات تيار مباشر (DC). يحتاج الناس إلى تقنية لتحويل الطاقة الشمسية على الفور إلى طاقة منزلية لأن غالبية المنازل تستخدم طاقة التيار المتردد (AC). يتم إدخال محول مكروي.

المحول الصغير فعال بشكل لا يصدق في تحويل التيار الكهربائي المستمر إلى طاقة التيار المتردد. هذا يرجع إلى حقيقة أن ظهر كل لوحة شمسية متصل مباشرة بمحول ميكرو. نظرًا لاستقلالها عن الألواح الشمسية الأخرى ، فإنها تنتج الطاقة بشكل أكثر فعالية.

الأنواع 

المحولات الدقيقة للألواح الشمسية يمكن تصنيفها بناءً على الاستخدام المقصود ، والذي يتضمن ما يلي:

• Microinverters- تشكل هذه العواكس خيارًا مناسبًا لكل من التطبيقات السكنية والتجارية. هذه إلكترونيات على مستوى الوحدة ، تمامًا مثل مُحسِّن الطاقة ، حيث يتم وضع عاكس واحد على كل لوحة. لا تتطلب أجهزة Microinverters عاكسًا من نوع السلسلة لأنها تحول الطاقة من التيار المستمر إلى التيار المتردد بدقة على اللوحة. بالمقارنة مع العواكس التقليدية ، توفر المحولات الشمسية الدقيقة عددًا من الفوائد. الميزة الرئيسية هي أنها تفصل الألواح كهربائياً عن بعضها البعض بحيث لا يؤدي حتى فشل الوحدة الكامل أو المستويات الطفيفة من الظل أو الحطام أو خطوط الثلج على وحدة شمسية واحدة إلى التقليل بشكل كبير من ناتج النطاق الكلي.
• العاكس الذي يعمل بالبطاريات - يومًا بعد يوم ، يتوسع سوق المحولات القائمة على البطاريات. هذه أحادية الاتجاه وتأتي مع شاحن بطارية وعاكس. يمكن تشغيل هذا بمساعدة بطارية. بناءً على تصميم UL وتصنيفه ، يتم تصنيف هذه العواكس على أنها مرتبطة بالشبكة وتفاعلية بالشبكة وخارج الشبكة. 

تحتاج إلى Microinverters الشمسية

هناك حاجة إلى آلية لإرسال الطاقة من الألواح الشمسية مباشرة إلى صندوق التكسير الكهربائي في المنزل ، تمامًا كما هو الحال مع أي تركيب آخر للألواح الشمسية. في رأينا ، يتفوق المحول الصغير على محولات السلسلة الأقدم من حيث الفعالية والكفاءة.

A العاكس سلسلة نموذجية له عيب في السماح للنظام الشمسي بتوليد نفس القدر من الكهرباء مثل أقل لوحة إنتاجية. سوف تنهار الأجزاء الأخرى أيضًا إذا حدث ذلك. على سبيل المثال ، سبعة من الألواح الشمسية الثمانية الموجودة على السطح تعمل بأقصى طاقتها. في هذه الحالة ، يتم تلقي 25٪ فقط من الطاقة المتولدة عن طريق الألواح إذا كانت اللوحة الثامنة تنتج فقط بكفاءة 25٪.

من ناحية أخرى ، يتم إنشاء محول ميكرو تحت كل لوحة في المنطقة الواقعة بين الألواح الشمسية والسقف. سيكون النظام قادرًا على استخدام كل الكهرباء التي تستطيع كل لوحة شمسية إنتاجها لأن كل لوحة شمسية لها محول ميكرو خاص بها.

تتلقى كل لوحة أقصى إخراج لها نظرًا لأن نظام microinverter لا يوجد به نقطة فشل واحدة. ناهيك عن زيادة الأمن. تعمل المحولات الدقيقة للألواح الشمسية على إبقاء التيار المستمر عالي الجهد بعيدًا عن السقف ، مما يجعلها أكثر أمانًا من العواكس الأخرى.

تشمل المزايا الإضافية ما يلي:

• سهولة التوسع: يمكن توسيع النظام الشمسي بسهولة من لوحة واحدة إلى عدة ألواح مستقلة عن بعضها البعض بسبب نمطيتها.
• مناسبة للهياكل السكنية: نظرًا لحجمها وتصميمها المعياري ، فهي مثالية للمباني السكنية لأن كل لوحة يمكن أن يكون لها نمط ظل نهاري مميز أو يمكن وضعها بشكل مختلف.
• تركيب بسيط: نظرًا لعدم وجود قيود خاصة على إنشاء الألواح الشمسية ، تركيب عاكس صغير للطاقة الشمسية على أنظمة الشبكة يمكن أن يتم ذلك بسرعة وسهولة من قبل أي شخص.
• الضمان الممتد: غالبًا ما تعيش أجهزة Microinverters لفترة أطول بكثير من العواكس المركزية لأنها لا تخضع لنفس أحمال الطاقة العالية والحرارة. فترة الضمان العادية للمحولات الدقيقة هي 20-25 عامًا ، وهي أطول من 10 إلى 15 عامًا من فترة الضمان للمحولات المركزية.

للحصول على دليل مفصل حول خطوات الاتصال، يرجى الاطلاع على كيفية توصيل الألواح الشمسية باستخدام المحولات الدقيقة.

كيف المدة التي تستمر؟

محلي العاكس الشمسي يتأثر العمر الإنتاجي بمجموعة متنوعة من العوامل. في حين أن العواكس عادة ما يكون لها عمر أقصر بسبب المكونات التي تتقدم في العمر بسرعة أكبر من الألواح الشمسية ، إلا أنها يمكن أن تدوم من 25 إلى 30 عامًا أو أكثر. 

تتراوح الضمانات القياسية لمحولات السلسلة عادةً من 5 إلى 10 سنوات ، مع إمكانية تمديد العديد منها إلى 20 عامًا. عند اختيار العواكس ، من الجيد النظر في ما إذا كان قد تم تضمين أي صيانة مجانية ومراقبة في عقد الطاقة الشمسية.

الدورية 

أفضل مكان للمحول الصغير الشمسي هو المكان البارد والجاف ولديه الكثير من الهواء النقي المتحرك إذا أراد المرء أن يعمل بشكل أكثر فعالية لفترة أطول من الوقت. على الرغم من التأكد الشركات المصنعة للعاكسات الخارجية صُممت لتحمل أشعة الشمس أكثر من غيرها ، كما يُنصح بتجنب تثبيتها في المناطق ذات أشعة الشمس المباشرة. بالإضافة إلى ذلك ، من الضروري التحقق من الخلوص بين كل عاكس في التركيبات متعددة العاكس لمنع انتقال الحرارة بينها.

بالإضافة إلى ذلك ، يُنصح بإجراء فحوصات منتظمة لصيانة العاكس. وفقًا لأفضل الممارسات ، يجب فحص الجزء الخارجي للعاكس (إذا كان متاحًا) كل ثلاثة أشهر للتأكد من عدم وجود علامات تلف واضحة وأن جميع فتحات التهوية وزعانف التبريد خالية من الحطام.

علاوة على ذلك ، يُنصح بالترتيب لإجراء فحص كل خمس سنوات من خلال مُركب معتمد للطاقة الشمسية. على الرغم من أن بعض عقود الطاقة الشمسية تتضمن صيانة مجانية ومراقبة لمدة 20-25 عامًا ، إلا أن هذه الوحدات الاحتياطية تكلف غالبًا ما بين 200 و 300 دولار. يجب أن ينظر المفتش داخل العاكس أثناء الفحص بحثًا عن دليل على التآكل أو التلف أو البق.

التكلفة

وفقًا لعدة مصادر ، كان متوسط ​​تكلفة العاكس المركزي 0.40 دولار / واط (ذروة واط) ، بينما كانت تكلفة المحول الصغير 0.52 دولار / واط. قد تكلف Microinverters في البداية أكثر لكل واط ذروة ، ولكن هذا لا يضمن أنها ستكلف أكثر على المدى الطويل. هناك الكثير من الأشياء الأخرى التي يجب مراعاتها.

تعتبر تركيبات الطاقة الشمسية ذات العاكس الصغير أسرع وأسهل في إكمالها ، مما يقلل في كثير من الأحيان من تكاليف التركيب بنسبة 15٪. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار طول العمر والمتانة الأفضل.

يساعدنا رقمان في تحديد تحليل التكلفة أو مدى فائدة المحولات الدقيقة:

• المصروفات المستمرة (بالدولار)
• إنتاج الطاقة على مدى العمر (كيلوواط ساعة)

باختصار، هكذا تعمل العملية: قسّم النفقات على إنتاج الطاقة لتحصل على تكلفة الكيلوواط/ساعة (kWh) التي يُنتجها النظام الشمسي. تختلف كل حالة عن الأخرى، فهناك العديد من المتغيرات التي يجب أخذها في الاعتبار للوصول إلى هذين الرقمين. لمزيد من التفاصيل حول هذه المقارنة، اقرأ String Inverter vs Microinverter: ما هو الخيار الأفضل لإعداد الطاقة الشمسية لديك؟

خاتمة

عندما تكون أحجام المصفوفات الشمسية صغيرة ويصعب الحصول على أقصى أداء من كل لوحة، أصبحت المحولات الدقيقة شائعة الاستخدام. وقد حقق القطاع السكني نجاحًا كبيرًا مع هذه المحولات نظرًا لضيق المساحة المتاحة للألواح، مما يحد من حجم المصفوفة، بالإضافة إلى مشكلة الظل الناتج عن الأشجار المحيطة أو غيرها من العوائق. اكتشف المزيد عن هذه المزايا في مقالنا. دور المحولات الدقيقة في الأنظمة الكهروضوئية: الكشف عن المزايا الرئيسية.

بالإضافة إلى ذلك، مصنعين من microinverters يؤكدون أنه في حين أن تقنيتهم ​​لها تكلفة أولية أعلى من محولات السلسلة ، فإنها ستنتهي بتكلفة أقل بشكل عام. من المنطقي أن تحقق الميكرو عائدًا أفضل بمرور الوقت إذا حسنت كفاءة وإخراج النظام الشمسي وكانت أكثر موثوقية. يعتمد مدى قيامهم بذلك على مجموعة متنوعة من العناصر ، بما في ذلك تكلفة نظام العاكس الخيطي ، والتظليل ، وتلوث النظام ، ورسوم الكهرباء.