دليل محولات الطاقة الشمسية أنواعها وفوائدها وتكاليفها وكيفية عمل محولات الطاقة الشمسية (2)

العاكسات:مقارنة بين العاكسات الشمسية المختلفة من مختلف الأنواع

العاكسات بالنسبة للطاقة الشمسية التي تستخدمها شركتك الشمسية، فسوف تعتمد على حجم وتعقيد سقفك، وكمية وكثافة الظل الموجود على سقفك، والغرض المقصود من استخدام الطاقة الشمسية، بالإضافة إلى قواعد منطقتك لاستخدام المرافق، والشركات المصنعة التي تعاقدت معها والعديد من الجوانب الأخرى.

تشتمل الأنواع الأربعة الرئيسية التي تندرج تحتها محولات الطاقة الشمسية على محولات دقيقة ومحولات سلسلة ومحسنات الطاقة ومحولات هجينة. ولكل نوع إيجابيات وسلبيات.

1. خيط العاكسس

يُعرف أيضًا باسم العاكس المركزي، ويمكن استخدام العاكس الخيطي لتصميم الطاقة الشمسية الأقل تعقيدًا. يتم ربط سلسلة (مجموعة) من الألواح الشمسية في خط، ويمكنك توصيل صفوف متعددة بالعاكس المركزي. يتم نقل الطاقة الكهربائية عبر الاجتماعات إلى العاكس المركزي، الذي يحول طاقة التيار المستمر هذه إلى كهرباء مترددة قبل إتاحتها لتشغيل منزلك.

يعد العاكس الخيطي أسهل في الصيانة لأنه يوجد عادةً في المرآب أو الطابق السفلي أو أي مكان آخر يمكن الوصول إليه. كما أنه الخيار الأكثر فعالية من حيث التكلفة حيث لن تحتاج إلا إلى عاكس واحد لتركيب العديد من الألواح الخيطية فوق أسطح مختلفة. يكون العاكس الخيطي أكثر متانة بشكل عام لأنه تركيب أكثر بساطة ويخدم المهمة الأساسية.

تتمثل عيوب العاكسات الخيطية في أن أداء أحد الألواح قد يؤثر على اجتماعات الخيط الأخرى. ونظرًا لأن العاكس الخيطي لا يتكيف مع إصدار كل منتدى، فهناك تطابقات أفضل للأسقف ذات التظليل المنتظم. علاوة على ذلك، لا يعمل العاكس الخيطي بشكل جيد إلا مع التصميمات المعقدة التي لا يمكن فيها مطابقة الألواح لتشكيل الخيط.

عادةً ما يكون سلسلة العاكس هو الخيار الأمثل إذا كنت بحاجة إلى حل أرخص وكان سقفك ذو تصميم متوسط يتلقى ضوء الشمس بانتظام.

2. مايكرو العاكسات

على عكس العاكسات الخيطية (التي لها موقع مركزي)، تحتوي العاكسات الدقيقة على عاكس موزع صغير بجوار كل لوحة شمسية. وبدلاً من نقل الطاقة عبر جميع المناقشات إلى عاكس يتم تحويله، يحول هذا العاكس التيار المستمر إلى كهرباء مترددة على اللوحة.

تُعد المحولات الدقيقة خيارًا ممتازًا للمنازل التي يكون تصميم مجموعة الألواح الشمسية فيها معقدًا، أو حيث يكون السقف متناسقًا في التظليل. يمكنها تعظيم أداء كل لوحة على الفور لتقليل أي تأثيرات ناجمة عن التظليل، كما تسمح لك بمراقبة أداء نظامك في كل اجتماع.

تتمثل ميزة أخرى للمحولات الدقيقة في أنها تساعدك على توسيع حجم نظامك في وقت لاحق، حيث تحتوي كل لوحة على محول خاص بها. عند استخدام محول سلسلة، سيتم عادةً تحديد حجم المحول لاستيعاب عدد الاجتماعات المثبتة في البداية. لذلك، فهو غير مصمم للتعامل مع توليد الطاقة الإضافية.

تتمثل عيوب المحولات الدقيقة في أنها أكثر تكلفة من المحولات السلسلة. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأنها تقع على سطح مرتفع، فقد تكون صيانتها أكثر صعوبة إذا كانت تتطلب الصيانة.

يمكن أن تكون المحولات الدقيقة الخيار الأمثل لزيادة كفاءة الطاقة إلى أقصى حد على الأسطح المعقدة، حيث تواجه الألواح اتجاهات مختلفة أو في المناطق المعرضة للتظليل.

3. مُحسِّنات الطاقة

يمكن وصف محسنات الطاقة بأنها حل وسط بين العاكسات الدقيقة والعاكسات السلسلة. وعلى غرار العاكس السلسلة، يتم نقل الطاقة التي تنتجها الألواح إلى العاكس مركزيًا. ومع ذلك، يتم تثبيت محسنات الطاقة بجوار كل اجتماع، على غرار العاكسات الدقيقة.

تعمل أجهزة تحسين الطاقة على تحسين كثافة الكهرباء (وبالتالي تغيير هذه الكهرباء المستمرة) قبل نقل الطاقة إلى العاكس على سلسلة. ومن خلال تعظيم خرج كل لوحة، يمكنهم تقليل تأثير التظليل على لوحة معينة.

إذا كان منزلك يحتوي على سقف معقد (مثل الجملونات أو المداخن أو أي عوائق أخرى)، فإن أدوات تحسين الطاقة يمكن أن تساعدك في تحسين نظامك لمواجهة هذه التحديات.

العيب الأساسي في أجهزة تحسين الطاقة هو ارتفاع سعرها مقارنة بمحول التيار الخيطي البسيط، على الرغم من أنها أقل تكلفة بشكل عام من محولات التيار الدقيقة. ومثلها كمثل محولات التيار الدقيقة، يمكن أن تجعل صيانتها أكثر صعوبة.

يمكن أن تكون محسنات الطاقة هي الحل الأكثر ملاءمة إذا كان سقفك أكثر تعقيدًا وتسعى إلى تحسين الأداء دون شراء محولات دقيقة.

4. هجين العاكسس

تعد العاكسات الهجينة أحدث ابتكار في عالم العاكسات الشمسية. يجمع العاكس الهجين بين وظائف العاكس الكهروضوئي والعاكس البطارية. يمكن شراؤه بسلسلة مستقيمة أو تكوين سلسلة محسّن.

الفائدة الأساسية للمحول الهجين هي حقيقة أنه يحول الكهرباء في كلا الاتجاهين، مما يعني أنه يمكنه تحويل طاقة التيار المستمر من الألواح الشمسية إلى تيار متردد للاستخدام في المنزل وتحويل كهرباء التيار المتردد التي تولدها الشبكة إلى طاقة تيار مستمر لأشياء مثل شحن بطاريات الطاقة الشمسية أو شحن سيارة كهربائية.

بدأ أصحاب المنازل الذين يتطلعون إلى إمكانية النسخ الاحتياطي للطاقة في احتضان هذا النوع من التكنولوجيا لأنه يمكن تثبيته كعاكس عادي، ولن تضطر إلى دفع نفقات إضافية عندما يحين وقت تثبيت بطارية في نظامك.

بمجرد حصولك على تلك البطارية، ستتمكن من سحب الكهرباء مباشرة من الشبكة وتشغيلها. وهذا يعني أنه يمكنك تخزين الطاقة عندما تكون أقل تكلفة ثم استخدامها عندما ترتفع الأسعار ولا توفر الطاقة الشمسية كل الطاقة التي تحتاجها.

مع الاستخدام المتزايد للسيارات الكهربائية والهجينة العاكساتتتمتع بعض العاكسات الهجينة بفائدة إضافية تتمثل في المساعدة في شحن المركبات الكهربائية. نظرًا لأنه من الممكن توصيل جهاز شحن المركبات الكهربائية مباشرة بالعاكس، فلا توجد حاجة لإنفاق أموال إضافية لترقية اللوحة.

المشكلة الرئيسية هي التكلفة. فالمحولات الهجينة تشبه المحولات السلسلة. وبالتالي، فهي غير قادرة على التكيف مع التصميمات الأكثر تعقيدًا أو التظليل.

تُعد العاكسات الهجينة خيارًا ممتازًا لأولئك الذين يفكرون في خيارات تخزين الطاقة أو شراء سيارة كهربائية يمكن شحنها باستخدام الشمس.

كفاءة العاكس الشمسي

عندما يقوم العاكس بعملية تحويل التيار المستمر من تيار مستمر إلى تيار متردد، يتم إهدار بعض الطاقة في صورة حرارة. العاكسات ذات الجودة الأعلى أكثر كفاءة؛ وبالتالي، يمكنها تحويل المزيد من الطاقة ولا تفقد سوى القليل أثناء عملية التحويل.

تختلف كفاءة التحويل من علامة تجارية إلى أخرى. ومع ذلك، فإن غالبية العاكسات عالية الجودة تتراوح كفاءتها بين 97% و99%، كما أن فقدان الطاقة ضئيل. ولكن التظليل والعناصر الأخرى قد تؤثر على كفاءة نظامك، ويمكن أن يلعب العاكس الكهروضوئي دورًا في تقليل هذه الخسائر.

قياس حجم العاكس الشمسي

عادةً ما يحدد مصنعو العاكسات مدخلات الطاقة التي يمكن لأجهزتهم التعامل معها، إلى جانب الحد الأقصى لقوتها. على سبيل المثال، تبلغ طاقة العاكس الخيطي الذي يبلغ مدخلاته الكاملة 4000 واط ويمكنه استيعاب ما يصل إلى 4000 واط من الطاقة الشمسية.

في الواقع، لن تصل إلى تصنيف الطاقة الموضح على لوحة اسم العاكس الخاص بك (الذي تم تحقيقه في ظروف الاختبار القياسية، أو STC). قد تكون أنشطتك الروتينية أقل بنحو 20% من تصنيف الطاقة الموضح على لوحة الاسم.

يتم اختيار محولات الطاقة الشمسية عادةً لتقليل التكاليف مع طاقة إدخال قصوى أقل من أقصى طاقة خرج للوحة الشمسية. يتسبب هذا في حدوث بعض التشوهات عند أقصى إنتاج للطاقة. لا يزال النظام بحاجة إلى التصميم للتعامل مع إجمالي كمية الطاقة التي يمكن للألواح توليدها، حيث نادرًا ما تلاحظ مستوى الطاقة هذا يوميًا.

قص العاكس

من الجوانب الحاسمة التي يجب مراعاتها عند تصميم مجموعة من الألواح الشمسية هو التأكد من أن حجم العاكس للخلايا الكهروضوئية يتماشى مع حجم مجموعة الألواح الشمسية لتوفير أفضل تحويل للطاقة. قد يكون من المستغرب أن يكون هناك تطابق أفضل. وحقيقة أن لديك خمسة كيلو وات من الألواح الشمسية لا تعني أنك ستستخدم عاكسًا يمكنه التعامل مع 5 كيلو وات.

من الأفضل عمومًا اختيار عاكس يستهلك قدرًا أقل من الكهرباء مقارنة بالحد الأقصى للطاقة التي يمكن للألواح الشمسية إنتاجها. وإذا كانت الألواح تولد قدرًا من الكهرباء أكبر مما لا يستطيع العاكس التعامل معه، فإن هذا يُعرف باسم التقصير لأن النظام لا يمتص تلك الكهرباء الإضافية.

إذا نظرنا إلى عملية توليد الكهرباء باعتبارها موجة، وكيف تنمو طوال اليوم عندما تشرق الشمس أعلى في السماء وتعطي المزيد من ضوء الشمس المباشر، فإن اقتصاص العاكس يعني أن أعلى نقطة في الموجة منفصلة.

ولكن من غير المنطقي أن نتخلص من هذه الطاقة الزائدة لأن مجموعة الألواح الشمسية نادراً ما تحقق أقصى إنتاج لها. ومن الأفضل إنشاء نظام قادر على إدارة كمية الطاقة القياسية المتوقعة، حتى لو أدى ذلك إلى فقدان القدرة في الأيام الأكثر إنتاجية. وإذا قمت بإنشاء نظام قادر على التعامل مع أعلى كمية من إنتاج الطاقة، فإن معظم القدرة الإنتاجية تظل غير مستخدمة في الأيام العادية.

اللوائح المحلية لمحولات الطاقة الشمسية

سوف يكون مُثبِّت الطاقة الشمسية ذو السمعة الطيبة على دراية بما إذا كانت منطقتك لديها لوائح محددة تحكم استخدام الطاقة الشمسية، فضلاً عن أي قواعد أو قيود خاصة بالربط فيما يتعلق بعدادات الشبكة. على وجه الخصوص، يتطلب التأهل للقياس الصافي في العديد من الولايات أن يتوافق نظام الطاقة الشمسية لديك مع حجم أو كمية قصوى محددة من الطاقة المنتجة حول متوسط استهلاكك.

يتم تحديد حد حجم النظام عادةً من خلال الحد الأقصى لإنتاج الطاقة في العاكس (وليس اللوحة) لأن هذا هو المحدد الأساسي لكمية الطاقة التي يمكنك توصيلها إلى الشبكة.

ما هي تكلفة عاكس الطاقة الشمسية؟

إن خفض تكلفة العاكس للطاقة الشمسية الكهروضوئية إلى مبلغ معين أمر صعب لأن كل طراز فريد من نوعه. تعتمد متطلبات العاكس للطاقة الكهروضوئية على التصميم العام للنظام، ويمكن تعديل حجمه لأعلى أو لأسفل وفقًا لمتطلبات الطاقة في منزلك.

بالإضافة إلى ذلك، يشتري المثبتون عادةً كميات كبيرة ويكون لديهم اتصالات مباشرة مع الموردين، مما يعني أن تكاليفهم قد تختلف عما تنفقه للشراء مباشرة.

يتراوح سعر محول السلسلة عادة بين $2,000 و$1,000 أو أكثر، اعتمادًا على عناصر التكلفة مثل حجم النظام ونوع اتفاقية الطاقة الشمسية والبائع وأي ميزات أخرى خاصة بمنطقتك.

تتراوح أسعار محسنات الطاقة من $50 إلى $200 أو أكثر. ومع ذلك، تذكر أنه يتعين عليك شراء محسن طاقة واحد لكل لوحة، كما ستحتاج إلى عاكس لتوصيلها به.

إن العاكسات الدقيقة أكثر تكلفة من العاكسات السلسلة وقد تكلف ما لا يقل عن $1,000 دولار أمريكي أكثر من المبلغ الذي قد يطلبه العاكس السلسلة المماثل لنفس كمية النظام. ضع في اعتبارك أن حجم العاكس للسلسلة يمكن تغييره بتكلفة أقل لكل زيادة، والعاكس السلسلة الذي يكون ضعف حجمه لا يعني أنه مضاعف التكلفة. ومع ذلك، يجب تركيب العاكسات الدقيقة على كل لوحة، مما يعني أن مضاعفة الألواح لديك من المحتمل أن يتسبب في زيادة سعر العاكس الخاص بك بمقدار مماثل.

ما هي المدة التي سوف يستمر فيها العاكس الشمسي؟

تستمر محولات الطاقة السلسلة بشكل عام لمدة تتراوح بين 10 إلى 15 عامًا، ولكن إذا تم وضع الوحدة في منطقة هادئة وجيدة التهوية وتم صيانتها بشكل صحيح، فقد تستمر لمدة تصل إلى عقدين من الزمن.

لقد ظهرت أجهزة تحسين الطاقة والمحولات الدقيقة في السوق مؤخرًا، ولابد من الحصول على مزيد من المعلومات حول عمرها المتوقع. ومع ذلك، يعتقد أغلب المصنعين أن منتجاتهم ستدوم لفترة أطول من الضمانات التي تتراوح بين 20 إلى 25 عامًا والمتضمنة مع منتجاتهم.

ما هو العاكس الأفضل لمنزلي؟

إذا كنت تخطط للاستثمار في جهاز طاقة شمسية لمنزلك وتحاول تحديد الخيار الأفضل للمحول، فإن إحدى الطرق البسيطة للبدء هي استخدام أداة تقدير توفير الطاقة الشمسية المجانية لدينا.

سوف تتمكن من تقدير المبلغ الذي يمكنك توفيره عن طريق تركيب الألواح الشمسية في منزلك، والذي يعتمد على المتطلبات النموذجية للتثبيت في منطقتك، مثل نوع العاكس المقترح عادةً.

سيتم توصيلك أيضًا بخبير في الطاقة الشمسية والذي سوف يقوم بفحص خيارات الطاقة الشمسية المختلفة لمنزلك، مثل خيارات العاكس ويساعدك في تحديد الخيار المناسب لاحتياجات عائلتك.