فهرس
مقدمة
تشترط العديد من الدول استخدام العواس الميكروية «Microinverters» من أجل تركيب الأنظمة الشمسية الكهروضوئية على أسطح المدارس أو المستشفيات، ما السبب وراء ذلك؟ ما المزايا التي تقدمها العواكس الميكروية مقارنة بالعواكس الأخرى؟
نتعرف اليوم على مزايا العواكس الميكروية ولماذا تعد شرطاً للأمان في بعض التطبيقات.
أنواع العواكس المستخدمة في الأنظمة الكهروضوئية
1 – العواكس المركزية «Central Inverters»: يمتاز بتكلفة منخفضة تجعله يستخدم في المحطات ذات الاستطاعات الكبيرة، بواسطته يكون لدينا أكثر من سلسلة ألواح تخرج منها الكابلات إلى علب التجميع ثم منها إلى العاكس المركزي، إذ يتم استخدام عاكس منفرد لكامل النظام الكهروضوئي
2 – العواكس الموصولة مع سلسلة ألواح «String Inverters»: يكون لدينا في النظام الكهروضوئي مجموعة ألواح توصل مع بعضها في سلاسل، كل سلسلة منه توصل مع عاكس، ومن الممكن أن تكون مجموعة الألواح موصولة مع محسن طاقة «power optimizer» ومن ثم إلى العاكس. يستخدم هذا النوع في الأنظمة التي تحوي على سلاسل مختلفة التوجيه أو عند وجود التظليل مما يعطي مرونة في ظروف الإشعاع المختلفة.
3– العواكس الميكروية «Microinverters» : من حجمها اكتسبت اسمها، عواكس صغيرة الحجم، يتم تركيبها على القاعدة خلف اللوح الشمسي مباشرة أو قد تكون مدمجة مع الألواح حسب الشركة المصنعة، يتم بعدها دمج المخرجات من جميع العواكس ليتم استهلاكها في الأحمال الكهربائية المختلفة.
كل عاكس من هذه العواكس يتميز بأنه يتتبع نقطة الاستطاعة العظمى «MPPT» وبأنه قد يحتوي على جهاز مراقبة يمكنه تسجيل مقاييس الأداء والأخطاء لكل عاكس منها وإرسال تلك البيانات لاسلكياً لخادم الشركة المصنعة أو تخزينها محلياً.
يمكنكم التعرف أكثر على العواكس الكهروضوئية من خلال هذا المقال (اضغط هنا!)
الفرق بين محسنات الاستطاعة والعواكس الميكروية
محسن الاستطاعة هو جهاز يتم تركيبه خلف اللوح الكهروضوئي أو قد يكون مدمجاً معه كما العاكس الميكروي، ولكن ما الفرق بينهما؟
- محسن الاستطاعة يقوم بتعديل الجهد الخارج من اللوح للمحافظة على قيمة ثابتة، بما ينتج من جهدٍ مستمر، ويحتاج لأن يوصل مع عاكس ليتم تحويله إلى متناوب بخلاف العاكس الميكروي الذي ينتج جهداً متناوباً مباشرة.
- في النظام الذي يستخدم الألواح مع محسن الطاقة لو خرج العاكس عن الخدمة لتوقف إنتاج الطاقة الكهربائية بشكل كامل، في حين أن إذا حدث عطل في أحد العواكس الميكروية فإن ذلك لن يؤثر على باقي المنظومة.
ميزات استخدام ألواح كهروضوئية مع عواكس ميكروية
- في حال عطب أحد العواكس الميكروية يبقى إنتاج الطاقة الكهربائية مستمراً، بحيث أنه عند حدوث عطلٍ ما يتم خسارة استطاعة اللوح الشمسي المعطوب دون تأثر بقية المنظومة بالعطب، وذلك بخلاف المنظومة التي تستعمل عاكس السلسلة إذ يعني خروج العاكس عن الخدمة فيها توقف إنتاج الطاقة الكهربائية بالكامل، تماماً كما هو موضح في الشكل الآتي:
- نرى في الأعلى أن الألواح مستقلة تماماً عن بعضها، وفي حال حدوث تظليل على أحد ألواح السلسلة فإن ذلك لا يؤثر على باقي ألواح المنظومة
هل تقوم العواكس الميكروية بتحسين درجة السلامة والأمان في الأنظمة الشمسية؟
تقوم العواكس الميكروية «Microinverters» بتحسين عوامل السلامة والأمان في الأنظمة الشمسية الكهروضوئية. وهذا ما جعلها شرطاً أساسياً في العديد من البلدان حول العالم من أجل تركيب الأنظمة الشمسية الكهروضوئية على أسطح المدارس أو المستشفيات. ويعود ارتفاع عوامل السلامة والأمان للأسباب التالية:
- درجة عالية من الأمان وضياعات كهربائية أقل: التيار المار في الكابلات الخارجية هو تيار متناوب.
- قدرة على الإغلاق السريع: في حالة الطوارئ يمكن إيقاف تشغيل المنظومة بسهولة وسرعة.
- سهولة في كشف الأخطاء وإصلاحها: بفضل مراقبة أداء كل لوح بشكل منفرد ومستقل عن باقي الألواح.
- إمكانية توسيع النظام بسهولة نظراً لأن الألواح مستقلة عن بعضها.
مساوئ استخدام ألواح كهروضوئية مع عواكس ميكروية
- التكلفة الباهظة: نحتاج إلى عدد من العواكس الميكروية مساوياً لعدد الألواح المستخدمة إضافة إلى الحاجة إلى المزيد من الكابلات.
- صعوبة صيانتها حيث توجد خلف اللوح مباشرة.
- تأثير الجو على الالكترونيات وكفاءتها.
- الكفاءة أقل مقارنة بعاكس السلسلة.
أبرز الشركات المصنعة لمحسنات الاستطاعة وللعواكس الميكروية:
تعد شركة «إن فيز-Enphase » من الشركات الرائدة في مجال صناعة العواكس الميكروية، فقد طرحت آخر منتجاتها إلى السوق «IQ8 Microinverter» والتي تميزت بمدة ضمان بلغت 25 عاماً إضافة إلى كفاءتها في تحويل الجهد المستمر إلى متناوب، عدا عن التنوع في الاستطاعات بقدرة وصلت إلى 530w، كما أنها تمتعت باستخدامها لتقنيات حديثة تمكن من العمل بشكل جيد في ظروف الإضاءة المنخفضة وتمكن من الاستجابة فائقة السرعة عند تغيير الأحمال أو حدوث طارئ على الشبكة.
أشهر الشركات المُصنعة للعواكس الميكروية
أما بالنسبة للشركات المصنعة لمحسنات الاستطاعة فقد احتلت المرتبة الأولى عالمياً شركة «SolarEdge» التي تميزت منتجاتها بالكفاءة الفائقة إضافة إلى توافقها مع جميع أنواع الألواح كما أن فيها ميزات أمان مدمجة لحماية الأشخاص والممتلكات.
أشهر الشركات المُصنعة لمحسنات الاستطاعة
نظرة نحو المستقبل: إلى أين يتجه السوق في الـ5 سنوات المقبلة؟
مازال التنافس قوياَ بين الشركات المصنعة لمحسنات الاستطاعة و العواكس الميكروية فحسب آخر الأبحاث التي نشرتها شركة «IHS Markit» بلغت نسبة استخدام كلتا التقنيتين في عام 2020 حوالي 50% لكل تقنية، حيث كانت نسبة العواكس الميكروية المنشرة في جميع أنحاء العالم والمصنعة من شركة «Enphase» 78%، في حين أن 88% من محسنات الاستطاعة كانت من إنتاج شركة «SolarEdge».
بحلول عام 2025 هذا ما هو متوقَع:
- إنتاج حوالي 73 جيجاواط من العواكس الميكروية و محسنات الاستطاعة بقيمة 11 بليون دولار.
- ستكون نسبة6.5% من المحطات حول العالم تستخدم الألواح مع العواكس الميكروية.
- أكبر الأسواق لإنتاج محسنات الطاقة والعواكس الميكروية ستكون في أمريكا وهولندا وألمانيا.
خلاصة
بالرغم من التكلفة القليلة لدى تركيب ألواح مع محسنات استطاعة مقارنة مع تكلفة الألواح مع العواكس الميكروية إلا أن استخدام العواكس الميكروية يبقى أفضل من جهة الأمان والسلامة، فلا يوجد جهد عالٍ مستمر على السطح كما الحال مع باقي أنواع العواكس، إضافة إلى المرونة في التصميم وسهولة مراقبة أداء الألواح مما يتيح التعرف على المشكلات واستكشاف الأخطاء وإصلاحها، وعند حدوث أي عطب فإن الخسائر تقتصر على المعدات المعيبة ولا يؤثر ذلك على إنتاج النظام بأكمله.
تابعونا على لينكيد إن Linked-in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
