1. نظرة عامة
مع تطور صناعة أنظمة الطاقة الشمسية بوتيرة عالية، تظهر سلسلة من المتطلبات التقنية الجديدة وسيناريوهات التطبيق المعقدة، بما يتضمن زيادة معدلات ربط هذه الأنظمة مع الشبكة الكهربائية، ونقل التيار المتردد / التيار المستمر على الجهد الفائق، ومتطلبات السلامة العالية بسبب زيادة تيار الالواح الكهروضوئية، وضغط تكاليف الاستثمار، وكذلك الطلب الأكثر صرامة على دعم الشبكة. تحدد كل هذه المتطلبات الجديدة والمعقدة حدود فنية أعلى للمحول العاكس. ولتلبية هذه المتطلبات متعددة الأبعاد والمتغيرات، تطلق Sungrow جيلها الجديد المحول العاكس: SG320HX، وهو قوي للغاية مع طاقة خرج 352 كيلو فولت أمبير بحد أقصى.
2. سلسلتين الواح لكل MPPT، لا خوف من تيار القصر للسلسلة أو من الاتصال العكسي
وفقًا لـ IEC 62548، إذا تم توصيل سلسلتين الواح بـ MPPT واحد، فلا داعي لإضافة أجهزة حماية ضد زيادة التيار مثل القواطع أو فيوزات التيار الثابت عند إدخال سلسلتي ألواح متصلة إلى MPPT واحد منفصل. وعند حدوث خطأ التوصيل العكسي للكابلات، سوف تتحمل الألواح الكهروضوئية والكابلات قيمة (1 x Isc) فقط.
3. تعزيز سلامة النظام، مراقبة عزل دائرة التيار المتردد ودائرة التيار المستمر، لحظيا وعلى مدار 24 ساعة
بالنسبة لفئة أجهزة الإنفيرتر غير المعزولة، (non-isolated inverters) ، فإنها مُعرضة لأعطال الاتصال مع الأرض Earth Faults سواء في جانب دارة التيار الثابت أو في دارة التيار المتردد. ويحدث ذلك بتشكل حلقة بين نقطة العطل والشبكة الكهربائية، مما يؤدي مباشرة إلى حدوث تيار قصر (fault current).
في هذه الحالة، يحظر على الإنفيرتر الاتصال بالشبكة.
إذا تم توصيل سلسلة من الألواح الكهروضوئية غير المؤرضة على التوالي مع إنفيرتر من الفئة غير المعزولة، فإنّه يجب أن يمتلك الإنفيرتر وظيفة مراقبة مقاومة العزل Insulation resistance monitoring.
بالإضافة إلى ذلك، قبل أن يقوم الإنفيرتر بإطلاق تيار بالشبكة، فعليه التحقق من قيمة مقاومة العزل. عندما تكون قيمة مقاومة العزل أقل من القيمة الحدية التي تتطلبها المعايير ذات الصلة، يتوجب على الإنفيرتر إصدار إنذار على الفور. وبالتالي، لا يمكنه أن يطلق تياراً بالشبكة.
يمتلك SG320HX القدرة على مراقبة عزل دارتي التيار المتردد والتيار الثابت في زمن حقيقي وعلى مدار 24 ساعة. فيقوم SG320HX بقياس قيمة المعاوقة Impedance، وبتتقييم حالة العزل، وبإصدار إنذار يحتوي على قيمة المعاوقة، ثم إرسال هذه البيانات الى العميل عبر المنصة الرقمية iSolarCloud.
تتيح هذه الوظائف لـ SG320HX بتحديد موقع الأعطال بدقة، وبالتالي تسهيل عملية الإصلاح السريع، وبتحسين كفاءة التشغيل والصيانة. يدعم SG320HX أيضًا تغيير وإدخال قيمة حدود مقاومة العزل بمرونة لتلبية متطلبات سيناريوهات التطبيق المختلفة.
4. تكلفة مستوية مُحسّنة للطاقة، بفضل المنصة المفتوحة ونظام التتبع
عندما يتم دمج الإنفيرتر ونظام التتبع على منصة ذو طابع مفتوح، فإن نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، جهاز قياس شدّة الإشعاع الشمسي، جهاز قياس سرعة الرياح، والخواص الكهربائية للإنفيرتر، وزاوية حوامل التتبع الخاصة بالألواح الكهروضوئية، ومعلومات أخرى، تظل كلها مترابطة ومتاحة في شبكة اتصال واحدة.
الحل المتكامل الذي يكمن في قدرة الإنفيرتر التشغيلية ثنائية-النواة، على تبادل المعلومات مع وحدة التحكم الخاصة بالمتتبع، قد تساعد في تحقيق أقصى توليد للطاقة، وفي إطالة العمر الافتراضي للألواح الكهروضوئية كما لعُمر نظام التتبع.
تجلب المنصة المفتوحة عند اقترانها بنظام التتبع، العديد من المزايا الأخرى التي يتم تمكينها من خلال وظائف الاستشعار الديناميكي، والتحكم بنظام الحلقة المغلقة، ووظائف التعلم بالذكاء الاصطناعي.
5. تحقيق عائد أعلى، بفضل خاصية مسح المنحنى IV Scanning، والتنظيف الذكي:
أثناء تشغيل المحطة الكهروضوئية، قد تؤثر عوامل عديدة على كفاءة تشغيل النظام ككل، وتؤدي الى انخفاض إنتاجية الطاقة. من تلك العوامل تراكم الغبار على الألواح الكهروضوئية، أو تعرض الخلايا الكهروضوئية للتلف، والملوثات، وتيارات القصر لمكون ال Diodes، وظاهرة ال PID.
يمكن لخاصية مسح المنحنى تقييم خواص الألواح الكهروضوئية، وتحديد موقع السلاسل المعيبة تلقائيًا، وإرشاد مهندسي التشغيل والصيانة لتحديد الأخطاء وإصلاحها بسرعة، وبالتالي تحسين كفاءة العمل بشكل كبير، مما يؤدى الى زيادة العائد الإجمالي للنظام.
يمكن أيضا لخاصية مسح المنحنى أن تأمر روبوتات التنظيف بالعمل وفقًا لظروف المواقع الفعلية، وتجنب بذلك كل عمليات التنظيف غير الضرورية. وبالتالي، فإن روبوتات التنظيف تُمنح عمر تشغيلي أطول. فمن خلال الجمع بين خاصية مسح المنحنى والتنظيف الذكي، يمكن زيادة إنتاجية الطاقة للمحطة ككل.
6. مقدرة أقوى للإنفيرتر على التكيف، بفضل التوافق مع ألواح ذو قدرة 600 واط، ومع أنظمة التتبع
دائما ما يبحث القائمون على المشروع للوصول لمستوى منخفض من التكلفة المستوية للطاقة – LCOE، وبذلك، فهم يفضلون استخدام أحدث التقنيات، مثل الألواح الكهروضوئية ثنائية الأوجه، والألواح ذات القدرات الكبيرة 600Wp+، وأيضا استخدام أنظمة التعقب لزيادة إنتاجية الطاقة المُولدة. وعندما يتعلق الأمر بتيار القصر للألواح الكهروضوئية، فهناك مساران تقنيان مختلفان. المسار الأول لألواح ذو تيار قصر أقل من 15 أمبير، والآخر للألواح ذو تيار قصر يتراوح حول 18.5 امبير. يتوافق إنفيرتر الـ SG320HX مع المسارين الفنيين المذكورين، مع إتاحة 12 MPPTs للألواح ذات الـ 210 مم، و16 MPPTs للألواح ذات الـ 182 مم.
تحتوي معظم تركيبات محطات الطاقة الشمسية في منطقة الشرق الأوسط على أنظمة تتبع لحركة الشمس، وأيضا على خلايا ثنائية الأوجه. فلا تلبي Sungrow المتطلبات الفنية المحلية وحسب، بل تقوم ببناء شراكات عميقة مع الكيانات المحلية المُقدمة للعطاءات، لمساعدتهم على تحقيق أعلى عائد على الاستثمار، وهو انعكاساً لدور Sungrow كأحد رواد هذه الصناعة عالمياً.
7. كفاءة مُطورة، من خلال توفير دعم قوي للشبكة الكهربائية
مع تنامي عدد محطات الطاقة المتجددة المربوطة على الشبكة، تنخفض “نسبة تيار القصر” –SCR. ويتطلب حدوث هذه الظاهرة أن يقوم الإنفيرتر بتقديم دعم قوي للشبكة للحفاظ على ثباتها التشغيلي. يتمتع ال SG320HX بقدرته على إعادة تشكيل المعاوقة وإبطال تجاوزات الفولط العابرة – transient overvoltage، وبذلك ضمان ثبات التشغيل للشبكة حتى مع نسبة تيار قصر SCR-1.16، وهو ما يمثل معيار لشبكة ضعيفة.
وعندما تتعطل الشبكة أو تمر بفترة عدم ثبات، يستطيع الـ SG320HX، بالاستمرار في العمل بفضل خاصية الـ LV/HVRT. ولتقديم دعم أقوى للشبكة، يتجاوب الـ SG320HX، خلال 30 مللي-ثانية، لتصدير Reactive power للشبكة، وهو ما يجعله قادر على إحلال الأنظمة التقليدية الداعمة للشبكة
8. تكيف أفضل مع بيئات التشغيل القاسية، بفضل درجة حماية ال IP66 و C5 الغير قابلة للصدأ
تشكل المناطق الساحلية والصحراوية تحدي كبير لعملية تشغيل الإنفيرتر. فقد تم رصد في السنوات الاخيرة، تزايد ملحوظ في عدد المحطات التي يتم إنشاؤها في بيئات مماثلة.
يتمتع الـ SG320HX بفضل خاصية تبريد الهواء المدفوع، بقدرة فائقة على التشغيل في درجات الحرارة الحارقة. مما يطيل من العمر التشغيلي للـ SG320HX بسبب انخفاض درجة حرارته الداخلية بالمقارنة مع نظام التبريد الطبيعي. هذا أيضا يرجع الى تصميم الـ SG320HX، الذي يتكون من غرفة تبريد منعزلة عن غرفة المكونات الالكترونية. ويوفر الـ SG320HX مستوى حماية ضد التسربات IP66 لكل الغرف الداخلية، ومستوى حماية ضد تكون الصدأ C5؛ مما يجعله مثالياً لتطبيقات التشغيل في المناطق الساحلية، أو مناطق الصناعات الكيميائية، وغيرها من ظروف التشغيل القاسية.
9. تحقيق كفاءة التكلفة، بفضل الكتلة التصميمية بقدرة قصوى 8.85 ك.ف.أ
أظهرت دراسة حديثة أن السوق العالمي للمحطات الكهروضوئية الضخمة على نطاق المرافق- Utility Scale PV Plants، يتجه إلى تنفيذ تصميمات كتلية-block design أكبر للحصول على تكلفة أكثر انخفاضاً لتوليد الكهرباء- (LCOE). فاستناداً إلى مقارنة التكلفة للكتل ذات السعات المختلفة، فإن الكتلة 7 ~ 9MW تتيح أقل تكلفة.
يتمتع ال SG320HX، الذي تقدمه Sungrow للأسواق العالمية، بقدرته على التوافق المرن مع التصاميم الأمثل لأحجام كتل مختلفة، تتراوح من 3 ميجاوات وحتى 8.85 ميجاوات. يمكن للعملاء بذلك، اختيار حجم الكتلة التصميمية الذي يناسب احتياجاتهم بشكل أفضل ضمن النطاق المذكور أعلاه، وتحقيق بذلك أفضل كفاءة للتكلفة.
تقدم Sungrow حلاً متكاملاً، يدمج الـ SG320HX، مع محطة الجهد المتوسط-MV، وأيضاً مع صندوق الاتصالات الذكي – Smart Communication Unit، ومع نظام التحكم بالمحطة في الموقع وعن بعد – Local & Remote SCADA. كما يتم تحقيق الاتصال ما بين الـ SG320HX ومسجل البيانات-Data Logger، عن طريق تقنية الـ MPLC، لتوفير خامات كابلات الاتصالات وتخفيض تكلفة التركيبات.
10. الخلاصة
بدعم من مركز البحث والتطوير الرائد في المجال لدى Sungrow، فقد تم تجهيز الـ SG320HX بأحدث التقنيات لتجاوز التحديات الجديدة، ولكي يتناسب مع تصميمات محطات الطاقة الشمسية الضخمة على نطاق المرافق. كما سيؤدي استخدام الـ SG320HX إلى تحقيق عوائد أعلى والى انخفاض في التكلفة الكلية لإنشاء المحطة. كما توفر حماية ال IP66 و مقاومة التأكل C5 تكيف قوي مع ظروف التشغيل في البيئات القاسية. ويتيح تطبيق تقنية مراقبة عزل دائرة التيار المتردد ودائرة التيار المستمر على مدار 24 ساعة، القدرة على تحديد موقع الأعطال بدقة لضمان السلامة والموثوقية الشاملة للمحطة أثناء التشغيل.
هذا المقال لا يعبر رأي سولارابيك بل يعبر عن رأي الكاتب (SUNGROW)، كما تحتفظ سولارابيك بكافة حقوق النشر والتوزيع لهذا المحتوى بالشراكة مع SUNGROW.
This Article doesn’t express the opinion of Solarabic but its writer (SUNGROW), and Solarabic preserve the rights to distribute and publish the article as it sees fit in partnership with SUNGROW.
