العواكس، وظيفتها وأنواعها في أنظمة الطاقة الكهروضوئية

مقالات مشابهة

أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية للتحكم بحركة الرمال

يناير 31, 2024

كهربة القطاعات، ماذا تمثل؟ ما أهميتها؟ وأثرها على الشبكات الكهربائية

يوليو 1, 2023

منحنى البطة وتأثير مشاريع الطاقة المتجددة على الشبكة الكهربائية

يونيو 13, 2023

هذا المقال من سلسلة المقالات التعليمية المتعلقة بمكونات أنظمة الطاقة الكهرضوئية، وسوف نتناول فيه مكوّن من أهم مكونات أنظمة الطاقة الكهروضوئية (Photovoltaic Systems) وهو العاكس (Inverter).

مقدمة

العاكس (Inverter) في أنظمة الطاقة الكهروضوئية هو جهاز يعمل على تحويل التيار الثابت (Direct Current) الخارج من الألواح الكهروضوئية إلى تيار متردد (Alternating Current).

 

وظيفة العاكس في الأنظمة الكهروضوئية

الألواح الكهروضوئية تنتج تيار ثابت (Direct Current) ولكن الكهرباء تنقل عادةً وتستخدم على شكل تيار متردد (Alternating Current) لذلك تعتبر العواكس (Inverters) من العناصر الأساسية في أنظمة الطاقة الكهروضوئية المربوطة مع الشبكة الكهربائية (On-Grid PV Systems). بالإضافة إلى تحويل التيار الثابت (Direct Current) إلى تيار متردد (Alternating Current) تقوم العواكس (Inverters) بوظائف إضافية في أنظمة الطاقة الكهرضوئية المربوطة مع الشبكة الكهربائية (On-Grid PV Systems)، نذكر منها:

1- تتبع نقطة الطاقة التشغيلة القصوى للألواح (maximum power point tracking) لكي نحصل على أعلى قدرة ممكنة من الألواح الكهروضوئية.

2- مراقبة الإنتاجية الكهربائية للمنظومة.

3- توفير السلامة الكهربائية، على سبيل المثال في حال حدوث أي مشكلة على الشبكة الكهربائية العامة يقوم العاكس تلقائياً بفصل المنظومة عن الشبكة الكهربائية.

4- توفر العواكس لمشغل الشبكة (System Operator) إمكانيات تحكم متقدمة في إنتاجية المنظومة وطريقة عملها، على سبيل المثال يمكن إصدار أمر من مشغل الشبكة لأجهزة العكس بخفض القدرة الإنتاجية لحد معين.

 

أنواع العواكس في الأنظمة الكهروضوئية

يوجد ثلاثة أنواع أساسية للعواكس (Inverters) في الأنظمة الكهروضوئية (Photovoltaic Systems) من حيث قدرتها (Inverter Capacity) وهي:

1- عاكس لوحي (Micro Inverter/Module Inverter): في هذا النوع من العواكس يتم ربط كل لوح كهروضوئي (أو لوحين) مع جهاز العكس، وتتراوح قدرة هذه العواكس ما بين 100-600 واط.

صورة لعاكس لوحي (Micro Inverter). مصدر الصورة شركة ENPHASE

2- عاكس سلسلي (ٍString Inverter): في هذا النوع من العواكس يتم ربط سلسلة أو مجموعة من السلاسل مع جهاز العكس، وتتراوح قدرة هذه العواكس ما 2-250 كيلو واط.

صورة لعاكس سلسلي (String Inverter). مصدر الصورة شركة SunGrow

 

3- عاكس مركزي (Central Inverter): هذا النوع من العواكس يعتبر الأعلى قدرة، ويستخدم في المشاريع التجارية والمشاريع ذات الأحجام الكبيرة (Large Scale PV System)، يمكن اعتباره نوع من أنواع العواكس السلسلية (String Inverters).

تتراوح قدرة العواكس المركزية (Central Inverters) ما بين 500 كيلو – 4 ميجا واط.