كيفية تحديد حجم واختيار أفضل محول للطاقة الشمسية خارج الشبكة

تحتوي معظم المنازل التي تعمل بالطاقة الشمسية على نظام شمسي متصل بالشبكة. ومع ذلك ، أصبحت الأنظمة الشمسية خارج الشبكة أكثر شيوعًا بسبب زيادة استقلالية الطاقة التي توفرها للمستخدمين. جزء رئيسي من المعدات المرتبطة بهذه الأنظمة هو العاكس الشمسي خارج الشبكة.

في هذه المقالة ، سوف نستكشف كيف محولات الطاقة الشمسية خارج الشبكة مقارنة بالعاكسات المستخدمة للأنظمة الهجينة على الشبكة. ستحلل المقالة أيضًا سوق الطاقة الشمسية العالمية خارج الشبكة ، بالنظر إلى حجم السوق الحالي ، ومحركات السوق الرئيسية ، والنمو المتوقع. سيقدم بعد ذلك دليل شراء مع العوامل الرئيسية التي يجب مراعاتها عند اختيار أفضل عاكس للطاقة الشمسية خارج الشبكة.

جدول المحتويات
كيف تعمل محولات الطاقة الشمسية خارج الشبكة؟
نظرة عامة على السوق العالمية للطاقة الشمسية خارج الشبكة
5 عوامل يجب مراعاتها عند اختيار أفضل عاكس للطاقة الشمسية خارج الشبكة
اختر أفضل عاكس للطاقة الشمسية خارج الشبكة

كيف تعمل محولات الطاقة الشمسية خارج الشبكة؟

النوعان الرئيسيان من أنظمة تعمل بالطاقة الشمسية هي تلك المتصلة بالشبكة (مختلطة أو متصلة بالشبكة) وتلك غير المتصلة بالشبكة (خارج الشبكة). بينما يستخدم كلاهما نفس مصدر الطاقة الذي يتم جمعه من الشمس من خلال الألواح الشمسية ، إلا أنهما يخزنان ويستخدمان الطاقة الزائدة بشكل مختلف. 

باستخدام النظام الشمسي الهجين ، يتم إرسال الكهرباء الزائدة إلى شبكة الطاقة ، بينما تستخدم محولات الطاقة الشمسية خارج الشبكة بنوك بطاريات تخزن الطاقة الشمسية التي تعمل بالتيار المستمر التي يتم تغذيتها بها بواسطة الألواح الشمسية خارج الشبكة. ثم يتم تحويل هذه الطاقة بواسطة العاكس إلى طاقة التيار المتردد المستخدمة لتشغيل الأجهزة المنزلية.

تعد الأنظمة الشمسية خارج الشبكة أكثر تعقيدًا بكثير مقارنة بالأنظمة الهجينة لأنها تتطلب مكونات إضافية مثل شاشات البطارية وأجهزة التحكم في الشحن وقواطع التيار المستمر والتيار المتردد.

نظرة عامة على السوق العالمية للطاقة الشمسية خارج الشبكة

تقرير 2022 لأبحاث السوق الفضل يدل على أن من المتوقع أن يصل سوق العاكس الشمسي العالمي بشكل عام إلى قيمة سوقية تبلغ 12.93 مليار دولار أمريكي بحلول نهاية عام 2028. ومن المتوقع أن ينمو السوق بمعدل نمو سنوي مركب (CAGR) يبلغ 8.5٪ من القيمة السوقية للولايات المتحدة لعام 2021. 7.92 مليار دولار.

عندما يتعلق الأمر بسوق الطاقة الشمسية خارج الشبكة على وجه التحديد ، يتوقع الفضل نمو السوق بمعدل نمو سنوي مركب قدره 11٪ ، مع نمو السوق من قيمة 2.8 مليار دولار أمريكي في عام 2020 إلى 6.45 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2028.

تعتبر أزمة الطاقة التي تلوح في الأفق ، وأسعار النفط المتقلبة ، وزيادة الاتفاقيات الدولية التي تعزز خطط التنمية المستدامة من المحركات الرئيسية للنمو في سوق محولات الطاقة الشمسية. 

5 عوامل يجب مراعاتها عند اختيار أفضل عاكس للطاقة الشمسية خارج الشبكة

1. انتاج التيار الكهربائي

من أول الأشياء التي يجب مراعاتها عند اختيار ملف العاكس للطاقة الشمسية خارج الشبكة هو تحديد متطلبات الحمل. عادة ما يكون هذا هو نفس جهد الإمداد القياسي أو جهد الحمل الاسمي لمنطقة معينة. 

يساعد إجراء تحليل الحمل تجار التجزئة على معرفة الفولتية التي سيحتاجها عملاؤهم. جهد الخرج لأوروبا وأفريقيا هو 240 فولت ، بينما هو 120 فولت في الولايات المتحدة. تتطلب معظم التطبيقات السكنية 110/220 فولت تيار متردد ، وهو متطلب الجهد لأحمال التيار المتردد المنزلية.

للحصول على جهد خرج أعلى ، يمكن للمستخدمين استخدام "التكديس العاكس" ، والذي يتضمن استخدام محولات متعددة في السلسلة. ما دامت الشمس العاكسون المستخدمة متوافقة ، سيتمكن المستخدم السكني من توصيل محولات 120 فولت تيار متردد لمضاعفة جهد الخرج إلى 240 فولت تيار متردد.

2. نطاق الطاقة

العامل التالي الذي يجب مراعاته عند اختيار الأفضل العاكس للطاقة الشمسية خارج الشبكة هو نطاق الطاقة الذي يأتي به العاكس. في النهاية ، يجب أن تكون المعدات التي يتم اختيارها قادرة على تلبية احتياجات الطاقة للمستخدم أو التعامل مع حمولتها.

فيما يلي قائمة بمختلف نطاقات طاقة العاكس وتطبيقاتها النموذجية:

• 1-2 كيلو واط: تلفزيون وثلاجة وهاتف وكابينة صغيرة بها أضواء
• 2-4 كيلو واط: منازل صغيرة موفرة للطاقة ، كبائن أكبر
• 4-8 كيلو واط: معظم المنازل خارج الشبكة
• 8-16 كيلو واط: منازل أكبر خارج الشبكة أو شركات صغيرة أو مزارع أو مزارع

نطاق الطاقة الأكثر شيوعًا هو 4 - 8 كيلو واط لأنه يمكن أن يلبي احتياجات الطاقة المنزلية الأكثر شيوعًا. 

اعتمادًا على العميل المستهدف ، من المهم أيضًا مراعاة الأحمال المستقبلية التي قد تتطلب طاقة. هذا يعني أن ملف محولات خارج الشبكة يجب أن تكون المركبة عادةً قادرة على التعامل مع أي نمو في احتياجات الطاقة خلال السنوات القليلة القادمة. ومن ثم ، فإن النظام الذي يستهدف المتقاعدين يجب أن يكون مختلفًا عن ذلك الذي يستهدف العائلات الشابة.

3. جهد الدخل DC

بمجرد أن تكون قدرة الطاقة لـ العاكس للطاقة الشمسية خارج الشبكة لقد حان الوقت الآن للنظر في نطاق جهد دخل التيار المستمر للمعدات. يمكن إثبات ذلك من خلال النظر في مواصفات العاكس أو ورقة المواصفات.

يتم استخدام جهد الدخل DC لتحديد جهد البطارية الاسمي الذي يتطابق مع العاكس. كقاعدة عامة ، يجب ألا يتجاوز الحد الأقصى لجهد الخرج PV DC الحد الأقصى لجهد دخل التيار المستمر المدرج في مواصفات العاكس.

4. سعة البطارية

العامل التالي الذي يجب مراعاته في عملية اختيار أنظمة الطاقة الشمسية خارج الشبكة هو حجم البطارية سيكون ذلك مطلوبًا. سيتعين على بائع التجزئة تحديد ما إذا كان العميل المستهدف سيحتاج عادةً إلى تخزين طاقة يغطي الاستخدام ليوم واحد فقط أو نظام يحتوي على سعة احتياطية إضافية.

لضمان الدقة أثناء هذه العملية ، من المهم مراعاة عدد من المتغيرات المتعلقة بالبطارية. يتضمن ذلك نوع البطارية وكيميائها ، وكفاءة الرحلة ذهابًا وإيابًا ، وأقصى عمق تفريغ (DoD) ، ومعدل الشحن الأقصى ، وأيام الاستقلالية.

القاعدة العامة للبطارية الشمسية الاحتياطية تهدف إلى التخزين الذي يغطي ما لا يقل عن يومين إلى ثلاثة أيام من الاستخدام خلال فترة الاستخدام القصوى لهذا العام. 

5. المدمج في وحدة تحكم المسؤول الشمسية

تأتي محولات الطاقة الشمسية خارج الشبكة مع وحدات تحكم شحن شمسية مدمجة التي تنظم الطاقة القادمة من الألواح الشمسية وتنقل إلى البطاريات. هناك نوعان من أجهزة التحكم بالشحن تستخدم عادة لمحولات الطاقة الشمسية خارج الشبكة: وحدات التحكم القصوى لتتبع نقاط الطاقة (MPPT) ووحدات تحكم تعديل عرض النبض (PWM). 

تحكم MPPT تعتبر أفضل من الناحية الفنية حيث يمكنها تحويل جهد أعلى للوحة الشمسية إلى جهد أقل وتكون قادرة على شحن البطاريات بفقد أقل للطاقة أو كفاءة أعلى. يمكن أن تقدم MPPT 93-97٪ كفاءة في تحويل قوتهم ؛ ومع ذلك ، فهي أكثر تكلفة مقارنة بوحدات التحكم PWM. 

أجهزة التحكم PWM أرخص ، لكنها يمكن أن تسبب ما يصل إلى 60٪ من فقدان الطاقة. هذا يجعلها غير مناسبة للأنظمة الكبيرة ولكنها خيار قابل للتطبيق للأنظمة الأصغر. من الناحية المثالية ، من الأفضل اختيار عاكس مزود بوحدة تحكم شحن مدمجة تعمل على تحسين نقل الجهد بحيث يتلقى بنك البطارية أقصى قدر من الطاقة.

اختر أفضل عاكس للطاقة الشمسية خارج الشبكة

يتطلب اختيار أفضل عاكس للطاقة الشمسية خارج الشبكة للعملاء المستهدفين دراسة متأنية لعدد من العوامل ، بما في ذلك جهد الخرج ، ونطاق الطاقة ، والجهد الكهربي للإدخال ، وسعة البطارية ، ووحدات التحكم في الشحن الشمسي المدمجة.

كل هذه العوامل لها تأثير على نوع نظام الطاقة الشمسية خارج الشبكة الذي يمتلكه المستخدمون ، لذلك يجب على تجار التجزئة التفكير في من يتم استهدافهم لأن هذا سيساعد في إنشاء أفضل خيار للعاكس بالنسبة لهم.

في النهاية ، يبحث العملاء عن أنظمة يسهل صيانتها وسهلة الاستخدام وخالية من المتاعب. يتيح الحساب الدقيق للأحمال الكهربائية وأنماط الاستخدام للعملاء المحتملين الحجم الصحيح للنظام الشمسي خارج الشبكة ، والوظائف الأعلى ، والحد الأدنى من فشل النظام.