اخر تحديث في مايو 27, 2023 بواسطة حمدي بانجار
مكونات نظام الألواح الشمسية (الكهروضوئية) تعرف على المكونات والأجزاء لالواح الطاقة الشمسية
وصف موجز للمكونات الرئيسية لنظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية. لاحظ أن المكونات تختلف اعتمادًا على ما إذا كان سيتم استخدام البطاريات في نظامك أم لا.
هناك مكونات صغيرة إضافية مطلوبة للتثبيت الكامل والتي لم يتم سردها هنا.
هل تفضل التعلم باستخدام مقاطع الفيديو؟
يتم تغطية الكثير من هذه المعلومات في سلسلة الفيديو المكونة من أربعة أجزاء لمكونات نظام الطاقة الشمسية وهي متوفره باللغة الانجليزية أضغط هنا
تعد أنظمة الطاقة الشمسية خيارًا شائعًا بين خيارات الطاقة المتجددة نظرًا لمتطلبات الصيانة المنخفضة نسبيًا والعمر الطويل للعديد من مكونات النظام.
نظرًا لعدم وجود أجزاء متحركة ، وبالتالي قلة احتمال حدوث عطل ميكانيكي ، ستستمر معظم أنظمة الطاقة الشمسية في إنتاج الطاقة لمدة 30 عامًا أو أكثر!
على الرغم من أن بعض أنظمة الطاقة الشمسية الصغيرة يمكن أن تكون سهلة التركيب نسبيًا ، إلا أن العديد من الأشخاص يختارون استئجار عمال التركيب.
بغض النظر عما إذا كنت تخطط لتثبيت نظام كابينة بنفسك أو لديك مقاول يقوم بتثبيت النظام ، فسوف تستفيد من فهم كل مكون في نظامك وصيانته بشكل صحيح.
الوحدات الكهروضوئية (المعروفة أيضًا باسم الألواح الشمسية أو الألواح الكهربائية الشمسية أو الوحدات الكهروضوئية)
تُعرف الوحدات الكهروضوئية باسم الألواح الشمسية أو الألواح الكهربائية الشمسية.
سنستخدم المصطلحات بالتبادل في جميع أنحاء هذه المقالة على الرغم من أن “وحدة PV” هي المصطلحات الأكثر صحة من الناحية الفنية.
توفر الألواح الشمسية الكهرباء من ضوء الشمس. عادة ما تكون مصنوعة من شرائح بلورية من السيليكون تسمى الخلايا ، والزجاج ، ودعامة البوليمر ، وتأطير الألومنيوم.
يمكن أن تختلف الألواح الشمسية من حيث النوع والحجم والشكل واللون. في معظم الحالات ، يشير “حجم” الوحدة الكهروضوئية إلى القوة الكهربائية الناتجة عن اللوحة أو إمكانات توليد الكهرباء. الألواح الشمسية لديها أيضا معدلات الجهد.
يُفضل عمومًا أولئك الذين لديهم 12 أو 24 فولت للأنظمة غير المتصلة بالشبكة مع بنوك البطاريات. تأتي الألواح الشمسية الأخرى بجهد اسمي أقل شيوعًا مثل 18 و 42 وحتى 60 فولت.
تُستخدم هذه الوحدات عادةً في التطبيقات المرتبطة بالشبكة لاستيعاب عمل المحولات المرتبطة بالشبكة. يمكن استخدام الألواح الشمسية بمفردها أو دمجها في مصفوفات عن طريق توصيلها بالأسلاك في أو داخل لتحقيق المطلوب.
يمكن أن يتراوح سعر معظم الوحدات الكهروضوئية السكنية أو التجارية الكبيرة بين 2.20 دولار و 3.40 دولار لكل واط مصنّف.
ميزان النظام (BOS) :-
في مصطلحات النظام الكهروضوئية ، يُطلق على كل شيء بخلاف الوحدات الكهروضوئية نفسها “توازن النظام” أو BOS.
سنستعرض مكونات BOS الرئيسية أدناه ، واحدًا تلو الآخر ، في اتجاه تدفق الكهرباء من خلال نظام نموذجي.
الألواح الشمسية أو أنظمة تركيب الوحدات الكهروضوئية :-
تشتمل أنظمة تركيب الألواح الشمسية على أجهزة لتثبيت المصفوفة بشكل دائم إما على السقف أو العمود أو الأرض.
تصنع هذه الأنظمة عادةً من الألومنيوم ويتم اختيارها بناءً على النموذج المحدد وعدد الوحدات في المصفوفة بالإضافة إلى التكوين المادي المطلوب.
تعمل الألواح الشمسية بشكل أفضل في درجات حرارة أكثر برودة ، ويسمح التثبيت المناسب بتبريد تدفق الهواء حول الوحدات. بالنسبة لجميع المواقع ، يعتبر تحميل الرياح عاملاً للتركيب ، ومن المهم للغاية تصميم وصب الأساس الأسمنتي بشكل صحيح لأي حامل عمود.
هي خيار تثبيت عمود لزيادة إنتاج الطاقة عن طريق تحريك المصفوفة لمواجهتها في ضوء الشمس بينما تتحرك الشمس عبر السماء. ستنتج مجموعة شمسية على جهاز تعقب طاقة أكثر من مجموعة ثابتة. غالبًا ما تستخدم أجهزة التتبع في تطبيقات ضخ المياه. يمكن أن تكون تكلفة جهاز التعقب كبيرة ، وبسبب إمكانية الانهيار ، فمن الأفضل التوصية بها للميل ميكانيكيًا.
تختلف تكلفة نظام التركيب بناءً على عدد الوحدات ونوع التثبيت. يتراوح متوسط التكلفة بين 250 دولارًا و 1000 دولارًا للصفيف الثابت و 2000 دولار وما فوق لمتعقب الطاقة الشمسية. عامل آخر لتقدير التكلفة لرفوف التركيب هو 0.50 دولار إلى 1.00 دولار لكل مجموعة واط مصنفة.
صندوق موحد:-
غالبًا ما يتم التغاضي عن صندوق التجميع ، ولكنه جزء أساسي من معظم أنظمة الطاقة الشمسية. صندوق التجميع عبارة عن حاوية كهربائية تسمح بدمج العديد من الألواح الشمسية بشكل متوازٍ. على سبيل المثال ، إذا كنت تريد توصيل لوحتين 12 فولت معًا لنظام 12 فولت ، فسوف تقوم بتوصيل خرج كل لوحة مباشرة بأطراف داخل صندوق التجميع.
من صندوق التجميع ، يمكنك بعد ذلك تشغيل سلك واحد موجب وسلك واحد سلبي (في القناة المناسبة) إلى مكون النظام التالي ، وحدة التحكم في الشحن. سيحتوي صندوق التجميع أيضًا على سلسلة سلسلة من الصمامات أو قواطع الدائرة.
عادة ما تكون هذه الصناديق مصنفة في الهواء الطلق ، وتهدف إلى وضعها بجوار المصفوفة أو الألواح الشمسية. عادة ما تكلف الصناديق المجمعة ما بين 80 دولارًا و 140 دولارًا أمريكيًا.
وحدات تحكم شحن الطاقة الشمسية :-
يجب أن يحتوي كل نظام كهربائي شمسي به بطاريات على جهاز تحكم في الشحن بالطاقة الشمسية. تنظم وحدة التحكم في الشحن مقدار التيار الذي تغذيه الوحدات الكهروضوئية في بنك البطارية. وتتمثل مهمتها الرئيسية في منع الشحن الزائد للبطاريات ، لكن أجهزة التحكم في الشحن تمنع أيضًا تيار بنك البطارية من التسرب مرة أخرى إلى المصفوفة الكهروضوئية في الليل أو في الأيام الملبدة بالغيوم ، مما يؤدي إلى استنزاف بنك البطارية.
النوعان الرئيسيان هما PWM (معدل عرض النبض) و MPPT (أقصى تتبع لنقطة الطاقة). تعد تقنية PWM أقدم وأكثر استخدامًا في المصفوفات الشمسية الأصغر. اختر وحدة تحكم شحن PWM مماثلة لمجموعة الطاقة الشمسية وبنك البطارية.
يجب أن يكون لدى وحدة التحكم أيضًا سعة كافية (في الأمبيرات المقدرة) للتعامل مع التيار الإجمالي للمجموعة الشمسية بأمان. يمكن لأجهزة التحكم في الشحن MPPT تتبع الحد الأقصى لنقطة الطاقة لمجموعة الطاقة الشمسية وتوفير طاقة أكبر بنسبة 10-25 ٪ مما يمكن أن تقوم به وحدة تحكم PWM لنفس المجموعة. يفعلون ذلك عن طريق تحويل الجهد الزائد إلى تيار قابل للاستخدام.
ميزة أخرى لوحدات التحكم في الشحن MPPT هي قدرتها على قبول جهد أعلى من مجموعة الطاقة الشمسية للإخراج إلى بنك بطارية ذات جهد أقل. عادة ما تكلف أجهزة التحكم بالشحن ما بين 50 دولارًا و 750 دولارًا حسب الحجم والنوع والميزات.
بطاريات لأنظمة الطاقة الشمسية الكهربائية :-
تخزن البطاريات كيميائيًا الطاقة الكهربائية في أنظمة الطاقة المتجددة. يأتون بجهد كثير ، من 2 فولت إلى 48 فولت.
الأنواع الأربعة للبطاريات الأكثر شيوعًا في أنظمة الطاقة المتجددة هي:-
بطاريات الرصاص الحمضية المغمورة (FLA)
بطاريات زجاجية ماصة محكمة الغلق (AGM)
بطاريات هلامية محكمة الغلق
بطاريات ليثيوم أيون
بطاريات الرصاص الحمضية المغمورة هي أكثر الأنواع فعالية من حيث التكلفة. إنها تتطلب صيانة تتضمن مراقبة الجهد وإضافة الماء وأحيانًا. بالإضافة إلى ذلك ، تقوم بطاريات FLA بتنفيس الهيدروجين تحت الشحن الثقيل لذا يجب تخزينها في حاوية جيدة التهوية.
نظرًا لمشاكل الصيانة في FLAs ، يفضل بعض الأشخاص البطاريات محكمة الغلق ، والتي لا تتطلب صيانة. نظرًا لإغلاقها ، فإنها لا تتطلب الري ، ولا تنفث أي غازات. تكلف بطاريات AGM أكثر وهي أكثر حساسية للشحن الزائد من FLAs. تتشابه بطاريات Gel Cell مع AGM من حيث أنها مغلقة أيضًا وبالتالي لا تتطلب صيانة ، ولكنها تميل إلى أن تكون أغلى الأنواع الثلاثة.
يُقاس العمر الإنتاجي لجميع أنواع البطاريات بدلاً من الوحدات الزمنية. يرتبط ارتباطًا مباشرًا بعدد دورات الشحن الممكنة: كلما استنزفت البطاريات بشكل أعمق في كل مرة تستخدمها ، قل عدد دورات الشحن التي ستحصل عليها منها.
تميل البطاريات المغلقة إلى عدم الاستمرار في العمل طالما كانت البطاريات مغمورة بالمياه. يمكن أن تدوم وحدات FLA التي يتم صيانتها جيدًا لمدة تصل إلى عشر سنوات ، مع بطاريات محكمة الغلق تدوم لما يقرب من خمس سنوات.
هناك عوامل أخرى يجب مراعاتها وهي أن بعض هذه البطاريات تزن أكثر من 200 رطل ، ويمكن أن تتكلف ما بين 20 إلى 1200 دولار لكل منها ، حسب السعة.
لذلك ، نظرًا لقضايا الصيانة والوزن والنفقات ، ضع في اعتبارك احتياجات تخزين الطاقة الخاصة بك بعناية فائقة. قد لا يكون التخطيط لمدة خمسة أيام لتخزين البطارية لنظامك هو خيارك الأفضل!
محولات الطاقة الشمسية Inverters:-
يأخذ الانفنتر (DC) من البطاريات ويحولها إلى (AC) الذي يستخدم لتشغيل الأحمال الكهربائية الأكثر شيوعًا.
تتطلب المحولات غير المتصلة بالشبكة بطاريات للتخزين. لا تستخدم العواكس المستقيمة المربوطة بالشبكة البطاريات ويمكن أن تعمل المحولات القادرة على الشبكة إما مع البطاريات أو بدونها اعتمادًا على تصميم النظام.
هناك مجموعة واسعة من ميزات العاكس المتاحة المناسبة لاحتياجات وحالات النظام المختلفة. تحتوي بعض المحولات على شواحن تيار متردد مدمجة بحيث يمكنها استخدام طاقة التيار المتردد من الشبكة لشحن البطاريات خلال فترات انخفاض الشمس. يمكن أيضًا استخدام المحولات المزودة بشواحن تيار متردد مدمجة مع المولدات القائمة على الوقود الأحفوري لشحن البطاريات أو تشغيل أحمال كبيرة جدًا.
يجب أن تحتوي المحولات غير المتصلة بالشبكة والمخصصة للاستخدام المنزلي بالكامل على صناديق توصيل وملحقات مناسبة تحيط بجميع الأسلاك الحية. عادة ، يتم تصنيف محولات المنزل بالكامل لإنتاج 2000 واط من الطاقة المستمرة أو أكثر. تأتي المحولات خارج الشبكة في نكهتين: تلك التي تنتج التيار وتلك التي تنتج التيار.
لن تعمل بعض الأجهزة (الضواغط أو الأحمال الاستقرائية الأخرى) والعديد من الأجهزة الإلكترونية الحساسة (شواحن البطاريات اللاسلكية ، وأجهزة الكمبيوتر ، وأجهزة الاستريو ، وما إلى ذلك) بشكل صحيح على طاقة موجة جيبية معدلة. يمكن أن تكلف المحولات خارج الشبكة ما بين 100 دولار إلى 3000 دولار حسب الحجم والنوع.
يتصل العاكس المستقيم المرتبط بالشبكة مباشرة بشبكة المرافق دون استخدام البطاريات. مع هذه العواكس ، عندما تنخفض الشبكة ، ينخفض نظام الطاقة الكهروضوئية أيضًا لحماية عمال الخدمة من الإصابة بسبب الخطوط “الحية” غير المتوقعة أثناء الانقطاعات.
يمكن للعاكس القادر على الشبكة الاتصال بالشبكة واستخدام البطاريات ، مما يسمح بإمكانية وجود طاقة احتياطية أثناء الانقطاعات. تنتج المحولات المتصلة بالشبكة أيضًا بشكل عام 2000 واط أو أكثر وتتكلف حوالي 2000 دولار إلى 4000 دولار.
قطع التيار المتردد DC و AC :-
لا يمكن لأي نظام (متوافق مع الكود) العيش بدون انقطاع! قطع اتصال التيار المستمر والتيار المتردد لنظام الكهروضوئية عبارة عن مفاتيح يدوية قادرة على قطع الطاقة من وإلى الانفنتر.
تحتوي بعض المحولات على قطع اتصال بمفاتيح مدمجة في هيكلها. تستخدم الأنظمة الأخرى لوحة طاقة متكاملة لدعم العاكس (العاكسات) وقطع الاتصال المرتبطة به في ترتيب منظم.
في حالات أخرى ، ستحتاج إلى شراء قطع الاتصال المناسبة بشكل منفصل للعمل مع العاكس. يتم استخدام قطع الاتصال من قبل موظفي الخدمة أو الأشخاص المصرح لهم (رجال الإطفاء / الشرطة / الكهرباء) لإيقاف الطاقة من نظام الطاقة المتجددة التي تصل إلى العاكس.
(لا تنسَ أن هناك مكثفات في معظم المحولات يمكنها حمل شحنة مميتة لمدة تصل إلى عدة دقائق بعد انقطاع التيار الوارد! استشر دليل العاكس لمعرفة أوقات الوصول الآمنة.) يمنع الفصل التيار الناتج من تجاوز قطع الاتصال بشبكة المرافق المعطلة أو المكون التالف.
يمكن لأصحاب المنازل أو الأفراد المعتمدين استخدام قطع الاتصال لإلغاء تنشيط نظام للصيانة أو الخدمة. يمكن أن تتراوح تكلفة قطع الاتصال من 100 دولار إلى 300 دولار.
مكونات متنوعة :-
الكابلات والموصلات والقنوات والأقواس ! تتضمن هذه الفئة كل ما تحتاجه لتوصيل جميع الأجزاء معًا بأمان وأمان. كما هو الحال مع معظم التقنيات المتخصصة ، هناك العديد من الأجزاء والأدوات المتضمنة في التثبيت المناسب لنظام الكهروضوئية الآمن والفعال.
تقع على عاتق المُركب مسؤولية الحصول على فهم شامل لها ولجميع القواعد واللوائح المتعلقة بالتركيبات الكهربائية الشمسية (قسم NEC 690 هو المفتاح هنا).
إن اكتساب المعرفة اللازمة لتصميم وتثبيت نظام آمن وفعال لا يضمن فقط أن النظام الخاص بك سوف يلبي احتياجاتك بشكل فعال ولكن أيضًا يحافظ على سلامتك ومنزلك ويساعد على تعزيز قبول الطاقة المتجددة كمصدر رئيسي للطاقة.
انتهى مكونات نظام الألواح الشمسية (الكهروضوئية) تعرف على المكونات والأجزاء لالواح الطاقة الشمسية
اذا اعجبك الموضوع مكونات نظام الألواح الشمسية (الكهروضوئية) تعرف على المكونات والأجزاء لالواح الطاقة الشمسية لاتبخل علينا بمشاركتة على مواقع التواصل الاجتماعي ليستفيذ منه الغير,كما نتمنى اشتراككم في قناة الموقع على اليوتيوب بالضغط هنا وكذلك الاشتراك في مجموعة الفيس بوك بالضغط هنا والتيليقرام بالضغط هنا وكذلك التسجيل بالموقع لتتمكنو من تحميل بعض الملفات الخاصة بالأعضاء كما يمكنكم رفع ملفاتكم مجانا على مركز ملفات حضرموت التقنية بالضغط هنا ولاتترددو في وضع أي استفسارات للرد عليكم .
دمتم بكل ود والسلام عليكم ورحمة الله وبركاتة … حضرموت التقنية
