الفرق بين العاكسون الكهروضوئية ومحولات تخزين الطاقة

مع التطور السريع للطاقة المتجددة، أصبح توليد الطاقة الكهروضوئية وتخزين الطاقة تدريجياً عنصرين مهمين للطاقة الخضراء. على مدى السنوات العشرين الماضية، انتشرت الخلايا الكهروضوئية وتخزين الطاقة في كل ركن من أركان المدن والمناطق الريفية، عبر مختلف الصناعات. إذًا، بما أن المكونات الأساسية للخلايا الكهروضوئية وتخزين الطاقة، هل العاكسات هي نفسها؟

1 العاكس الضوئية

العاكس الكهروضوئي هو جهاز رئيسي يحول التيار المباشر (DC) الناتج عن الوحدات الكهروضوئية إلى تيار متردد (AC). نظرًا لأن مخرجات أنظمة توليد الطاقة الكهروضوئية هي تيار مباشر، في حين أن معظم أنظمة الطاقة والأجهزة المنزلية تستخدم التيار المتردد، فإن دور العاكسات الكهروضوئية هو تحويل التيار المباشر إلى تيار متردد يلبي معايير الشبكة.

1. مبدأ العاكس الكهروضوئي

المبدأ الأساسي للعاكس الكهروضوئي هو عكس تبديل تيار التيار المستمر بشكل دوري من خلال عناصر التبديل مثل IGBT أو MOSFET، وتشكيل خرج تيار متردد ثابت بعد التصفية والتحكم والتنظيم. يتم تحقيق هذه العملية من خلال دائرة عاكسة، وعادةً ما تستخدم تقنية تعديل عرض النبضة (PWM) للتأكد من أن جهد الخرج والتردد يلبيان متطلبات شبكة الطاقة.

يشتمل العاكس أيضًا على وحدة تحكم MPPT (تتبع الحد الأقصى لنقطة الطاقة)، ​​والتي يتم استخدامها لضبط نقطة التشغيل للوحدات الكهروضوئية في الوقت الفعلي، بحيث يمكن للنظام الكهروضوئي أن يعمل دائمًا في حالة خرج الطاقة المثلى، وبالتالي تحسين طاقة النظام كفاءة التوليد. بالإضافة إلى ذلك، أصبح لدى العديد من المحولات الآن أيضًا وظائف مثل الحماية من الجهد المنخفض والحماية من الجزر.

2. تصنيف العاكسات الضوئية

مصنفة حسب الهيكل:

العاكس المركزي:مناسب لمحطات الطاقة الكهروضوئية واسعة النطاق، فهو يجمع طاقة التيار المستمر لجميع الوحدات الكهروضوئية في عاكس واحد للتحويل. تتمتع العاكسات المركزية بقدرة كبيرة وتستخدم عادةً في محطات الطاقة الكهروضوئية الكبيرة.

العاكس سلسلة:مناسبة لمحطات الطاقة الكهروضوئية الصغيرة والمتوسطة الحجم، ويتم توصيل وحدات كهروضوئية متعددة في سلسلة، ويتم استخدام محولات متعددة لعكس إخراج كل سلسلة على حدة. تتميز محولات السلسلة بتكلفة منخفضة ومرونة في التركيب، مما يجعلها مناسبة للأنظمة الكهروضوئية الموزعة مثل المباني السكنية والتجارية.

العاكس الصغير:تم تجهيز كل وحدة كهروضوئية بعاكس صغير يمكنه تحويل طاقة التيار المستمر لكل لوحة بشكل مستقل. يمكن لهذه الطريقة أن تقلل من خسائر توليد الطاقة الناتجة عن الظلال الجزئية أو الأعطال، وهي مناسبة لتوليد الطاقة الكهروضوئية السكنية.

مصنفة حسب طريقة العمل:

الشبكة متصلة العاكس:إنه يرسل طاقة التيار المتردد الناتجة عن النظام الكهروضوئي إلى الشبكة العامة، وعادة ما تلبي المتطلبات القياسية لشركة شبكة الطاقة، وهي مناسبة لأنظمة توليد الطاقة الكهروضوئية المتصلة بالشبكة.

خارج الشبكة العاكس:يُستخدم في المناطق غير المتصلة بالشبكة، حيث يقوم بتخزين الطاقة الكهربائية من خلال البطاريات ويعمل بشكل مستقل.

2 عاكس لتخزين الطاقة

تُستخدم محولات تخزين الطاقة لتحويل التيار المباشر (DC) المخزن في البطاريات إلى تيار متردد (AC) وإدارة عملية شحن وتفريغ البطاريات. تتشابه محولات تخزين الطاقة ومحولات الطاقة الكهروضوئية في الوظائف، ولكن نظرًا لأن أنظمة تخزين الطاقة لا تشتمل فقط على واجهات الشبكة، ولكن أيضًا عوامل مثل إدارة البطارية، فإن محولات تخزين الطاقة تحتاج إلى المزيد من وظائف التحكم والإدارة.

1. مبدأ عاكس تخزين الطاقة

المبدأ الرئيسي لعاكس تخزين الطاقة هو تحويل طاقة التيار المستمر في حزمة البطارية إلى طاقة تيار متردد قياسية من خلال دائرة عاكسة. على غرار العاكسات الكهروضوئية، تقوم محولات تخزين الطاقة أيضًا بتحويل التيار المباشر إلى تيار متردد من خلال عناصر التبديل.

بالإضافة إلى ذلك، يحتوي عاكس تخزين الطاقة أيضًا على نظام إدارة البطارية (BMS)، وهو المسؤول عن المراقبة في الوقت الفعلي لحالة شحن وتفريغ البطارية، والجهد، والتيار، ودرجة الحرارة وغيرها من المعلمات لضمان سلامة وعمر خدمة البطارية. . وفي الوقت نفسه، يمكن لمحولات تخزين الطاقة التفاعل مع الشبكة ودعم الاتصال ثنائي الاتجاه، أي إرسال الطاقة الكهربائية الموجودة في البطارية إلى الشبكة، أو الشحن من الشبكة عندما تكون طاقة الشبكة غير كافية.

2. تصنيف محولات تخزين الطاقة

عاكس تخزين الطاقة المتصل بالشبكة: مناسب لأنظمة تخزين الطاقة المتصلة بالشبكة، قادر على إخراج الطاقة الكهربائية المخزنة إلى الشبكة أو توفير الطاقة في حالات الطوارئ في حالة تعطل الشبكة.

عاكس تخزين الطاقة خارج الشبكة: يستخدم في المناطق المعزولة أو أنظمة النسخ الاحتياطي في حالات الطوارئ لتحويل الطاقة الكهربائية الموجودة في بطاريات تخزين الطاقة إلى تيار متردد للاستخدام في المنازل أو الأجهزة.

3. سيناريوهات تطبيق محولات تخزين الطاقة

نظام تخزين الطاقة المنزلي:عند استخدامها مع أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية، يمكن لمحولات تخزين الطاقة المنزلية تحويل الطاقة الكهربائية المخزنة في البطارية إلى طاقة تيار متردد للاستخدام المنزلي، أو إرسال الطاقة الكهربائية المتبقية إلى الشبكة.

نظام تخزين الطاقة الصناعية والتجارية:تستخدم لتحقيق التوازن بين العرض والطلب على الطاقة، ودعم استجابة الطلب، وتوفير دعم الطاقة خاصة خلال فترات ذروة أسعار الكهرباء.

تخزين طاقة الشبكة:يوفر موازنة الحمل للشبكة، ويمكن لنظام تخزين طاقة الشبكة تخزين الكهرباء خلال فترات الطلب المنخفض وإطلاق الكهرباء خلال فترات الذروة لتحسين حمل الشبكة.

3 مقارنة بين محولات الطاقة الكهروضوئية ومحولات تخزين الطاقة

على الرغم من أن العاكسات الكهروضوئية ومحولات تخزين الطاقة كلاهما أجهزة إلكترونية للطاقة تستخدم لتحويل التيار المباشر إلى تيار متردد، إلا أن لديهم اختلافات كبيرة في المبادئ والوظائف وسيناريوهات التطبيق.