الطاقة هي حجر الزاوية في التنمية الاجتماعية البشرية، والعاكسات هي واحدة من التقنيات الأساسية لبناء أنظمة تحويل الطاقة الجديدة. في عائلة العاكسون، العاكسون أحادي الطور والمحولات ثلاثية الطور هما العضوان الرئيسيان. ولكل منهم خصائصه ومزاياه وعيوبه.
تنقسم أنظمة توليد الطاقة الكهروضوئية عمومًا إلى أنظمة توليد طاقة متصلة بالشبكة أحادية الطور وأنظمة توليد طاقة متصلة بالشبكة ثلاثية الطور. بشكل عام، تستخدم الأنظمة التي تقل قدرتها عن 5 كيلو وات بشكل عام أنظمة متصلة بالشبكة أحادية الطور، بينما تستخدم الأنظمة التي تزيد قدرتها عن 5 كيلو وات بشكل عام أنظمة متصلة بالشبكة ثلاثية الطور. إذًا، ما هو الفرق بين العاكسات أحادية الطور والمحولات ثلاثية الطور، وعلى أي جانب تقف في حبهما لتشابكات الكراهية؟
قبل أن نبدأ، علينا أن نفهم ما هي "المرحلة". في نظام الطاقة، يشير "الطور" إلى الأسلاك الحية ثلاثية الطور (A، B، C أو L1، L2، L3)، عادةً ما تقوم المحولات بإخراج ثلاثة أسلاك حية وسلك واحد محايد (سلك N). لاحظ أن "السلك الحي" هنا يشير إلى سلك ذو تيار عالي وإمكانية الشحن، وعادة ما يستخدم لنقل الطاقة. و"السلك المحايد" هو سلك متصل بالأرض لإعادة التيار. بالإضافة إلى ذلك، تقوم بعض المحولات أيضًا بإخراج سلك أرضي (PE) لضمان التأريض الآمن للمعدات وضمان السلامة الشخصية بشكل أكبر.
ما هي مرحلة واحدة وثلاث مراحل؟
يقوم العاكس أحادي الطور بتحويل طاقة التيار المستمر إلى خرج طاقة تيار متردد، ويقوم العاكس أحادي الطور بتحويل جهد التيار المتردد الناتج إلى طور واحد، مثل تيار متردد 220 فولت أو 230 فولت.
هناك ثلاثة مقابس في واجهة العاكس أحادي الطور، تسمى "N"، "L"، و"PE" على التوالي.
يمثل L السلك المباشر (المميز بالحرف "L" Live Wire) بسلك أحمر أو بني.
يمثل N السلك المحايد (المميز بالحرف "N" السلك المحايد) بخط أزرق أو أبيض.
يمثل PE السلك الأرضي (المميز بالحرف "E" Earth) بخطوط متناوبة صفراء وخضراء.
يقوم العاكس ثلاثي الطور بتحويل جهد التيار المتردد الناتج إلى ثلاث مراحل، مثل تيار متردد 380 فولت أو 400 فولت. تتكون الكهرباء ثلاثية الطور من ثلاثة جهود متناوبة لها نفس التردد، وسعة متساوية، وفرق طور قدره 120 درجة على التوالي.
تحتوي واجهة العاكس ثلاثي الطور على خمس فتحات، وهي A، B، C، N، PE. وفقًا للمعيار الوطني GB7947-2010، في دائرة ثلاثية الطور، A أصفر، B أخضر، C أحمر، N يمثل السلك المحايد، ويتم استخدام السلك الأزرق أو الأبيض؛ يرمز PE إلى السلك الأرضي، باستخدام خطوط متناوبة باللونين الأصفر والأخضر. يتم تمثيل المرحلتين A. B وC أحيانًا على شكل L1 أو L2 أو L3 أو U أو V أو W.
ببساطة، إنها واجهة 5-ثقبية بمستوى جهد 400 فولت.
لهذا السبب، عند تركيب محولات ثلاثية الطور، غالبًا ما تُسمع أسماء مثل أسلاك ثلاثية الطور وأربعة وأسلاك ثلاثية الطور.
بعد قول "المرحلة"، دعونا نتحدث عن "الخط". هناك عدة أنواع شائعة:
خط مزدوج أحادي الطور: سلك حي واحد وسلك محايد واحد
مرحلة واحدة ثلاثة أسلاك: سلك حي واحد + سلك محايد + سلك أرضي واحد
ثلاثة أسلاك ثلاثية الطور (نظام TT): ثلاثة أسلاك حية، معظمها للخطوط التي تزيد عن 10 كيلو فولت
ثلاثة أسلاك رباعية الطور (نظام TN-C): ثلاثة أسلاك حية وسلك محايد واحد، يستخدم بشكل أساسي لخطوط الجهد المنخفض 380 فولت/220 فولت (400 فولت/230 فولت)، مع السلك المحايد العامل N أيضًا بمثابة سلك حماية التأريض PE، والذي يمكن تسميته بالسلك المحايد الواقي، والذي يمثله NPE، وهو مناسب لمحطات المجال الكهربائي ذات التوازن الأساسي للأحمال ثلاثية الطور.
أسلاك ثلاثية الطور خمسة (نظام TN-S): نظام إمداد طاقة يتكون من ثلاثة أسلاك حية، وسلك محايد واحد، وسلك أرضي واحد، والذي يفصل بشكل صارم السلك المحايد العامل N عن سلك الحماية المخصص PE. يتم استخدامه في الأماكن التي تكون فيها متطلبات السلامة عالية وتتطلب المعدات الكهربائية التأريض.
بشكل عام، يتم دمج العاكسات المتصلة بالشبكة أحادية الطور في خطوط شبكة كهرباء أحادية الطور بسلكين أو أحادية الطور بثلاثة أسلاك.
تم دمج العاكس المتصل بالشبكة ثلاثية الطور في خطوط شبكة كهرباء ثلاثية الطور بأربعة أسلاك وثلاثة الطور بخمسة أسلاك.
كيف تختار؟
بدءًا من سيناريوهات تطبيق الخلايا الكهروضوئية الموزعة، فإن مطابقة العاكسات واختيار العاكسات المناسبة وفقًا للظروف المحلية يمكن أن يزيد من فعاليتها. كيفية اختيار نموذج معين؟ هل يجب أن أستخدم مرحلة واحدة أم ثلاث مراحل؟
ذلك يعتمد على قدرة شبكة الكهرباء والنظام.
بالنسبة للأسطح أو الأفنية ذات السعة المركبة الصغيرة، يتم اختيار محولات السلسلة أحادية الطور بشكل عام؛ عندما تكون مساحة السطح كبيرة، وإذا كانت شبكة الطاقة تحتوي على ثلاث مراحل، فمن المستحسن اختيار عاكس صغير ثلاثي الطور؛ بالنسبة للأسطح الصناعية والتجارية، والمشاريع الجبلية والدفيئة المعقدة، يتم اختيار محولات سلسلة MPPT الكبيرة ثلاثية الطور ومتعددة القنوات بشكل عام للسيناريوهات ذات الاتجاه غير المنتظم، وسهولة حدوث العوائق المحلية، والقدرة المركبة الكبيرة، والجهد المتعدد المتصل بالشبكة ذات الجهد المنخفض أو المتوسط الجهد االكهربى؛ بالنسبة لمحطات الطاقة الأرضية والصحراوية الكبيرة، يوصى باختيار سلسلة كبيرة أو محولات مركزية.