Published in: الطاقات المتجددة

محوّلات الطاقة الشمسية

Author م. ثراء حمود

Published on: 25 نوفمبر، 2023

م. ثراء حمود

تدقيق لغوي: أ. موانا دبس

تتعدّد مكونات النظام الشمسي ما بين الألواح الشمسية، والبطاريات، ومنظمات الشحن، بالإضافة إلى محوّل الطاقة الشمسية أو ما يُسمّى بالعاكس الشمسي، وكلُّ مكونٍ من هذه المكونات لا يقلُّ أهميةً عن الآخر، فلكل مكونٍ وظيفةٌ ومهمةٌ تميزه عن غيره.

ما هو المحوّل أو العاكس الشمسي؟

المحوّل أو العاكس الشمسي (الكهروضوئي) هو جهازٌ يقوم بتحويل التيار المباشر المستمر الناتج عن الألواح الشمسية إلى تيارٍ متناوبٍ في الجهد، والتردُّد، والطور المناسب، لأن التيار الناتج عن الألواح الكهروضوئية غير قابلٍ للاستخدام المباشر، فمعظم الأدوات والأجهزة الكهربائية تعمل على التيار المتردّد أو المتناوب، وليس على التيار المستمر. ^[1]

ما هي أنواع المحوّلات الكهروضوئية؟

يمكن تصنيف محوّلات الطاقة الشمسية إلى أربعة أنواعٍ مختلفة، وهي :

1- محوّلات السلسلة.

2- المحوّلات الدقيقة.

3- مُحسّنات الطاقة.

4- المحوّلات الهجينة الذكية.

ما هي محوّلات السلسلة؟

تعدُّ محوّلات السلسلة من أبسط أشكال محوّلات الطاقة الشمسية، حيث يتمُّ توصيل مجموعةٍ من الألواح الشمسية مع بعضها البعض على شكل سلسلةٍ مع عاكسٍ واحدٍ فقط، ويمكن تسميته بالعاكس المركزي الذي يقوم بتحويل التيار الناتج عن مصفوفة الألواح كلها إلى تيارٍ متردّدٍ قابل للاستخدام.

العيب الرئيسي في محوّلات السلسلة هو أن أي لوحةٍ تتعرض لأي مشكلةٍ سواءً في التظليل أو غيرها تؤثر على بقية السلسلة، وبالتالي فإنها تُقلّل من أداء السلسلة كلها لأنه غير قادرٍ على تحسين أداء كل لوحةٍ أو الفصل بين الألواح، وتعدُّ تكلفة هذه المحوّلات أقلّ من غيرها، كما أنها تعدُّ خياراً مناسباً لمن يبحث عن حلٍّ أقلّ تكلفة. ^{[2] [3]}

ما هي محوّلات الدقيقة؟

تختلف هذه المحوّلات عن محوّلات السلسلة بعدم وجود محولٍ واحدٍ مركزي، بل يتمُّ تركيب عاكسٍ أو محوّلٍ صغيرٍ بجوار كل لوحة، وتعمل هذه المحوّلات على التشغيل المستقل لكل لوحة بحيث إذا تعرضت لوحة ما إلى التظليل سواءً أكان من الأشجار، أو الحطام، أو الثلج، فإن ذلك لا يؤثر على باقي الألواح الشمسية.

تعدُّ هذه المحوّلات خياراً جيداً للأنظمة المُعقدّة والقابلة للتوسُّع، وذلك من خلال إمكانية زيادة عدد الألواح الشمسية مع المحوّلات الصغيرة الخاصة بها، وتتمحور سلبيات هذا النوع من المحوّلات بتكلفة التركيب العالية، وتكاليف عمليات الصيانة اللاحقة وتعقيدها. ^{[2] [3]}

ما هي مُحسّنات الطاقة؟

في هذا النظام تحتوي كل لوحةٍ شمسيةٍ فردية على مُحسّنٍ خاصٍّ بها، ليجمع أكبر قدرٍ ممكنٍ من طاقة التيار المستمر، وإرسالها إلى عاكسٍ مركزي، وإصلاح جهدها، ومن ثم إرسالها إلى عاكسٍ مركزي ليحوله إلى تيارٍ متردّد، ويُعتبر هذا النوع حلاً وسطياً بين المحولات الدقيقة ومحولات السلسلة، فهناك مُحسّنٌ في كل لوحةٍ شمسية، كما في المحوّلات الدقيقة، ويوجد عاكسٌ مركزي كما في محولات السلسلة.

تساعد مُحسّنات الطاقة في مشكلة التظليل كما في المحولات الدقيقة، وتمكننا من مراقبة أداء كل لوحةٍ منفردة، وتحديد الأعطال، وصيانتها بشكلٍ أسهل وأدق، ولكنها ذات تكلفةٍ أيضاً. ^[4] 

ما هي المحوّلات الهجينة الذكية؟

تعدُّ هذه المحوّلات من أحدث التقنيات المُستخدمة، فهي تجمع ما بين المحوّلات الدقيقة وشاحن البطارية، وتختلف هذه المحوّلات عن المحوّلات التقليدية بميزة مهمةٍ جداً، وهي إمكانية التحويل من التيار المستمر إلى التيار المتردّد، والعكس صحيح أي من التيار المتردّد إلى التيار المستمر، وإمكانية تخزين هذه الطاقة في البطاريات لاستخدامها لاحقاً، كما أن هذه المحوّلات ذات كفاءةٍ عالية، وتتناسب مع أكثر من نوع من الأنظمة، وليست محصورةً في تركيبات الطاقة الشمسية. ^[5]

كيف يُختار العاكس المناسب؟

يمكن تحديد النوع المناسب للنظام الشمسي حسب الموقع، وحسب إمكانية حدوث مشاكل في التظليل، إضافةً إلى القدرة المادية لتكلفة هذا النظام، فإذا كان هنالك مساحة خالية من التظليل، فإن محولات السلسلة مناسبةٌ جداً من حيث التكلفة والأداء المتوسط، أما في حال وجود مشاكل في التظليل، والرغبة في زيادة الإنتاج، فيمكن تركيب المحولات الدقيقة، فهي مناسبةٌ في هذا الحال، أما بالنسبة للمحولات الهجينة، فهي مناسبةٌ للأنظمة المعقدة والكبيرة مع مراعاة التكلفة العالية لها. ^[6]