The Solarest موقع عربي مختص في الطاقة الشمسية من اخبار وفيديوهات تعليمية
مقالات مشابهة
العواكس الكهروضوئية مثلها مثل جميع الأجهزة الكهربائية يوجد فيها خسائر عند تحويل الطاقة من شكل إلى آخر، وفي حالة العواكس الكهروضوئية، الكفاءة هي مؤشر لكمية الخسائر عند تحويل الطاقة الكهربائية من تيار ثابت (DC: Direct Current) إلى تيار متردد (AC: Alternating Current).
كفاءة العواكس الكهروضوئية
يوجد عدةّ أنواع من الخسائر عند تحويل الطاقة الكهربائية من تيار ثابت (DC: Direct Current) إلى تيار متردد (AC: Alternating Current) في العواكس الكهروضوئية، مثل الخسائر في الأسلاك (Copper Losses) والخسائر المغناطيسية (Magnetic Losses)، والخسائر في أجهزة إلكترونيات القدرة (Power Electronics) بالإضافة إلى استهلاك الكهرباء الذاتي في العواكس الكهروضوئية (Inverter Self-consumption).
يتم حساب كفاءة العواكس الكهروضوئية اللحظية ببساطة من خلال قسمة الطاقة الكهربائية المنتجة على شكل تيار متردد على الطاقة الكهربائية المدخلة على شكل تيار ثابت.
ولكن! كفاءة العواكس الكهروضوئية ليست ثابتة في جميع الظروف، ولكنها تعتمد على عدة أمور منها:
- كمية الطاقة الكهربائية المنتجة من الألواح الكهروضوئية.
- مقدار الفولتية المدخلة.
- الظروف الجوية (درجة الحرارة ومقدار الإشعاع).
بالتالي مع تغير الإشعاع خلال اليوم تختلف كمية الطاقة المدخلة إلى العاكس الكهروضوئي مما يؤدي إلى تغير كفاءة العاكس الكهروضوئي خلال اليوم، وأيضاً مع تغير درجة الحرارة وتغير الفولتية تختلف الفولتية المدخلة إلى العاكس الكهربائي وتختلف كفاءة عمله. ومن هنا ظهرت الحاجة إلى تعريف جديد للعواكس الكهروضوئية مثل الكفاءة الأوروبية (European Efficiency) وكفاءة كاليفورنيا (Californian Efficiency).
صورة (1): هذا المنحنى يوضح اختلاف القدرة المنتجة من عاكس بقدرة 50 كيلو واط وعاكس آخر بقدرة 60 كيلو واط باختلاف الفولتية المدخلة (1).
صورة (2): هذا المنحنى يوضح اختلاف القدرة المنتجة من عاكس بقدرة 50 كيلو واط وعاكس آخر بقدرة 60 كيلو واط باختلاف درجة حرارة المحيط (1).
صورة (3): هذا المنحنى يوضح اختلاف الكفاءة لعاكس بقدرة 50 كيلو واط وعاكس آخر بقدرة 60 كيلو واط باختلاف الفولتية (1).
ما هو الفرق بين الكفاءة الأوروبية وكفاءة كاليفورنيا ؟
كما وضحنا، تختلف كفاءة العاكس الكهروضوئي خلال اليوم باختلاف الاشعاع ودرجة الحرارة، ومن هنا ظهرت حاجة ماسة لإيجاد طريقة لحساب كفاءة العواكس الكهروضوئية خلال ظروف التشغيل المختلفة خلال اليوم. وذلك لتسهيل المقارنة والمفاضلة بين العواكس الكهروضوئية وكفائتها.
صورة (3): هذه المعلومات من نشرة فنية لإحدى العواكس الكهربائية، وتوضح الكفاءة الاوروبية وكفاءة كاليفورنيا للعاكس (2).
الكفاءة الأوروبية
الكفاءة الأوروبية (European Efficiency) على سبيل المثال تعبر عن متوسط كفاءة تشغيل العاكس الكهروضوئي على مدى التوزيع السنوي للطاقة المطابق لمناخ وسط اوروبا. أي يتم حسابها من خلال حساب متوسط كفاءة العاكس الكهروضوئي عند نقاط تشغيل مختلفة تعكس ظروف التشغيل في وسط اوروبا.
تم اقتراح الكفاءة الاوروبية (European Efficiency) من قبل مركز الأبحاث المشترك (JRC/Ispra) بناءً على مناخ إيطاليا، ويتم الإشارة الآن إلى الكفاءة الأوروبية في جميع النشرات الفنية للعواكس الكهروضوئية.
Euro Efficiency = 0.03 x Eff5% + 0.06 x Eff10% + 0.13 x Eff20% + 0.1 x Eff30% + 0.48 x Eff50% + 0.2 x Eff100%.
نلاحظ من المعادلة أعلاه، أنه في الكفاءة الأوروبية يؤخذ بعين الإعتبار أن معظم الطاقة المنتجة من مشاريع الطاقة الشمسية الكهروضوئية في القارة الأوروبية يتم توليدها عند تحميل العواكس الكهروضوئية بنسبة 50%.
كفاءة كاليفورنيا
كفاءة كاليفورنيا (Californian Efficiency) تشبه تماماً الكفاءة الأوروبية ولكن يؤخذ بعين الاعتبار فيها ظروف التشغيل في كاليفورنيا، والتي يتم توليد معظم الطاقة المنتجة من مشاريع الطاقة الشمسية الكهروضوئية فيها عند تحميل العواكس الكهروضوئية بنسبة 75%. أدناه معادلة حساب كفاءة كاليفورنيا:
CEC Efficiency = 0.04 x Eff10% + 0.05 x Eff20% + 0.12 x Eff30% + 0.21 x Eff50% + 0.53 x Eff75%. + 0.05 x Eff100%
وكمقارنة بسيطة وسريعة بين الكفاءة الأوروبية وكفاءة كاليفورنيا، يتم الاعتماد على الكفاءة الأوروبية في المناطق ذات الإشعاع المنحفض، بينما يتم الاعتماد على كفاءة كاليفورنيا في المناطق ذات الإشعاع المرتفع.
