كيف يمكنك تحويل محول كهربائي عادي إلى محول شمسي؟

نستخدم الكهرباء في كل مكان هذه الأيام، وقد يتسبب انقطاع التيار الكهربائي في إزعاج كبير لحياتنا. لذا، نشتري جميعًا محولات كهربائية عادية لمواجهة انقطاعات التيار. ومع انخفاض أسعار الألواح الشمسية، يتزايد إقبال الناس على ترقية محولاتهم الكهربائية.
لا يقتصر دور محول الطاقة الشمسية على توفير الطاقة في حالة انقطاع التيار الكهربائي، بل يمكنه العمل على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع. فما دام الضوء مسلطًا على اللوحة الشمسية، فإنه يُنتج الكهرباء باستمرار لتشغيل الأجهزة المنزلية، مما يوفر لنا المال على فواتير الكهرباء. في هذه المقالة، سنتعرف على بعض الإرشادات الأساسية لمحولات الطاقة الشمسية، مثل:

1. الفرق بين العاكس الشمسي والعاكس العادي
2. الفرق بين وحدات التحكم PWM و MPPT
3. كيفية تحويل محول التيار الكهربائي العادي إلى محول طاقة شمسية

يعمل محول الطاقة الشمسية بتحويل التيار المستمر إلى تيار متردد. ولتوليد طاقة كهربائية ثابتة، يُوصل المحول بلوحة شمسية. بالطبع، في حال عدم وجود بطارية، يمكن الاستغناء عنه (دور البطارية هو تخزين الطاقة). هذا هو المبدأ البسيط لتحويل محول الطاقة العادي إلى محول طاقة شمسية. الفرق الأهم بينهما هو أن محول الطاقة الشمسية يُمكن استخدامه حتى في حال انقطاع التيار الكهربائي، ويُمكنه توليد طاقة كافية للاستخدام المنزلي. أما محول الطاقة العادي، فيُمكنه تحويل التيار المستمر إلى تيار متردد فقط عند توفر التيار الكهربائي.
بدلاً من البطاريات، يستخدم محول الطاقة الشمسية النقي تيارًا كهربائيًا مستمرًا من الألواح الشمسية. غالبًا ما تستخدم أنظمة الطاقة الشمسية المتصلة بالشبكة محولات الطاقة الشمسية النقية. كما نجد في السوق محولات طاقة شمسية هجينة، تجمع بين خصائص محول الطاقة المستقل ومحول الطاقة الشمسية. باختصار، يحتوي محول الطاقة الشمسية الهجين على مصدرين للطاقة المستمرة: بطارية ولوح شمسي. وبغض النظر عن نوع محول الطاقة الشمسية المستخدم، فإن جميعها تتمتع بالعديد من المزايا نفسها.

1. تراقب الهواتف المحمولة طاقة محول الطاقة الشمسية
2. وفر المال على الكهرباء بتكلفة منخفضة
3. سهولة تحديث النظام وترقيته
4. سهل الإصلاح والصيانة

نعم، يمكننا بالتأكيد تحويل العاكس الحالي إلى عاكس طاقة شمسية. بهذه الطريقة، ستأتي جميع الكهرباء المستخدمة في المنزل من الشمس، مما يُعدّ خيارًا صديقًا للبيئة. كما أنه يعمل على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع طالما توفرت الإضاءة، مما يُخفّض فاتورة الكهرباء بشكل كبير. في حال وجود فائض من الكهرباء شهريًا، يُمكنكم التواصل مع الجهات الحكومية المحلية وبيعها إلى هيئة الشبكة الوطنية للكهرباء. بهذه الطريقة، قد تُوفّر الأموال المُقتصدة من نظام عاكس الطاقة الشمسية ما يكفي لتركيب النظام الشمسي خلال سنتين أو ثلاث سنوات. لذا، يُعدّ نظام عاكس الألواح الشمسية استثمارًا مُجديًا.

سنحتاج إلى شراء ألواح شمسية، ووحدة تحكم شحن عاكس الطاقة الشمسية (مجموعة تحويل)، وقطع أخرى متنوعة لتحويل العاكس إلى نظام طاقة شمسية. توجد منافذ توصيل العاكس على وحدة الشحن الشمسية. يجب توصيل العاكس بوحدة تحكم شحن عاكس الطاقة الشمسية فقط، وهي بدورها مرتبطة بخلايا الطاقة الشمسية. باتباع هذه الخطوات البسيطة، يمكنك تحويل العاكس الحالي إلى عاكس طاقة شمسية.
نتيجةً لذلك، سيكون توصيل محول الطاقة العادي بمحول الطاقة الشمسية سهلاً إذا كنت مستخدمًا منتظمًا. ستحتاج أولاً إلى إعداد نظام احتياطي إذا لم يكن لديك محول طاقة. يجب تركيب محول الطاقة الشمسية، وليس محول الطاقة العادي.
يمكنك أيضًا استخدام هاتفك لتتبع كمية الطاقة الشمسية المُولّدة ومقدار الكهرباء المُستهلكة في الساعة. وسنكون أول من يعلم بتعطل النظام بالكامل في حال وجود مشكلة في مُحوّل الطاقة الشمسية. إضافةً إلى ذلك، تستطيع البطارية تخزين 100% من الطاقة الشمسية، ما يُمكّنها من العمل ليلًا أيضًا.

محول الطاقة الشمسية التقليدي جهاز بسيط يعمل فقط مع التيار المتردد، أي التيار الكهربائي من الشبكة. ولا يعمل ضمن أنظمة محولات الطاقة الشمسية. في المقابل، يُعد محول الطاقة الشمسية تقنية أكثر تطورًا لالتقاط الطاقة الشمسية، إذ يتميز بقدرته على تحويل التيار المستمر إلى تيار متردد لتشغيل أنظمة الطاقة الشمسية.
توفر الطاقة الشمسية الكهرباء والإضاءة بتكلفة أقل بكثير من تكلفة الكهرباء من الشبكة العامة. وهي تأتي من التيار المباشر للشمس. تمتص الألواح الشمسية ضوء الشمس، بينما تعمل محولات الطاقة الشمسية على تنظيم الجهد الكهربائي المار عبرها.
بمعنى آخر، بدلاً من استخدام محول طاقة عادي، نحتاج إلى محول طاقة شمسية لتحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء. يُعدّ تحويل الطاقة هذا بالغ الأهمية لأننا لا نستطيع توفير تيار مستمر مباشر لتشغيل أجهزتنا.

فوائد التحويل إلى محول الطاقة الشمسية

1. توفير المال على الكهرباء (أكبر فائدة)
2. يمنع التيار العكسي من الخلايا الشمسية إلى الألواح الشمسية
3. سهل التشغيل مع الهواتف المحمولة لمراقبة طاقة النظام بالإضافة إلى تشغيله
4. تكلفة أقل
5. لا داعي للقلق بشأن انقطاع التيار الكهربائي، يمكنك تزويد نفسك بالطاقة
6. يطيل عمر الخلايا الشمسية ويمنعها من الشحن الزائد.

يخفض منظم PWM جهد اللوحة الشمسية إلى ما يزيد قليلاً عن جهد البطارية، بعيدًا عن نقطة الطاقة القصوى للوحة. في المقابل، يرفع منظم MPPT الجهد قليلاً فوق جهد البطارية (MPP). ويضبط منظم شحن MPPT مقاومته الداخلية لتتوافق مع المقاومة المميزة للوحة الشمسية، مما يسمح لها بسحب التيار بأقصى طاقة.
على الرغم من أن تقنية تعديل عرض النبضة (PWM) أقل تكلفة، إلا أن وحدة التحكم بالشحن بتقنية تتبع نقطة الطاقة القصوى (MPPT) قادرة على مراقبة جهد وتيار النظام الشمسي في الوقت الفعلي. كما يمكنها تغيير جهد الإدخال لضمان حصول البطارية والحمل على كامل كمية الكهرباء.
تتضمن وحدات التحكم بالشحن بتقنية تتبع نقطة الطاقة القصوى (MPPT) مراحل شحن متعددة، تشمل الشحن الامتصاصي، والشحن بجهد ثابت، والشحن البطيء. وعلى عكس شواحن PWM، يمكنها التبديل بين مراحل الشحن المختلفة بتقنية MPPT حسب احتياجات النظام. وتكمن الميزة الرئيسية لوحدة التحكم بالشحن الشمسي بتقنية MPPT في ذلك.

في معظم منظمات الشحن، يمر تيار الشحن عبر أشباه الموصلات. يعمل منظم الشحن كمفتاح يتحكم في تدفق الطاقة إلى البطارية، ويمنعها من الشحن الزائد. فالشحن الزائد للبطارية قد يُلحق بها ضرراً بالغاً.
توفر منظمات الشحن أيضاً العديد من الوظائف المهمة الأخرى:

فصل الجهد المنخفض

قد يؤدي انخفاض الجهد إلى تلف البطارية حتى مع توصيل الحمل. عندما ينخفض جهد البطارية بشكل كبير، يستشعر جهاز التحكم ذلك. وسيفصل جهاز التحكم الحمل عن البطارية إذا انخفض جهد البطارية عن مستوى محدد. قبل إعادة التوصيل، انتظر حتى يتم شحن البطارية مرة أخرى.

أوقف التيار العكسي

تكلفة الألواح الشمسية

يُعدّ هذا أحد العوامل الأولى التي نأخذها في الاعتبار عند مقارنة الألواح الشمسية. مع ذلك، يرتبط سعر الألواح الشمسية بعوامل عديدة، مثل الشركة المصنّعة لعواكس الألواح الشمسية، والمواد المستخدمة، وفترة الضمان، والحجم، وغيرها. لذا، يُعدّ السعر أحد العوامل في اختيارنا، ولكنه ليس العامل الوحيد. فالأغلى ليس بالضرورة الأفضل، بينما قد يكون الأرخص أنسب لك. كما أن عمر الألواح الشمسية طويل عمومًا، فحتى مع اختلاف أسعارها، لا يختلف عمرها الافتراضي كثيرًا.

كفاءة الألواح الشمسية هي مقدار الضوء الذي يتم تحويله إلى كهرباء. وهذا عامل بالغ الأهمية يجب مراعاته، فكلما زادت كفاءة اللوح الشمسي زادت كمية الكهرباء المُحوّلة. في الوقت نفسه، ترتبط الكفاءة ارتباطًا وثيقًا بسعر الألواح الشمسية، فعمومًا، يرتفع السعر مع ارتفاع الكفاءة. لذا، نفضل إنفاق المزيد من المال لاختيار لوح شمسي عالي الكفاءة، وهو أمر بالغ الأهمية لتلبية احتياجاتنا من الطاقة لاحقًا.

معامل درجة الحرارة

يشير هذا إلى تأثير الحرارة على كفاءة تشغيل الألواح الشمسية بعد تركيبها. وبما أن ارتفاع درجة حرارة الألواح الشمسية يُسرّع من تلفها، فكلما انخفضت النسبة المئوية لكل درجة مئوية، كان ذلك أفضل.

صيانة

على الرغم من أن الألواح الشمسية ليست باهظة الثمن كأجهزة تحويل الطاقة الشمسية، إلا أنه لا يزال من الضروري حمايتها لتقليل التكاليف. من المهم صيانة الألواح الشمسية بانتظام لإطالة عمرها. نسعى جاهدين لتعريضها لأشعة الشمس قدر الإمكان، ولكن في المقابل، يجب تنظيفها باستمرار من الغبار والأوساخ المتراكمة حولها للحفاظ عليها نظيفة.

مقاس

ينقسم حجم النظام الشمسي إلى مساحة الألواح الشمسية وكمية الطاقة. ويعني حجم النظام ضرورة التأكد من تركيب نظام شمسي بقدرة كافية. وذلك لضمان قدرة الألواح الشمسية على تزويد جميع الأجهزة المنزلية بالطاقة اللازمة. لذا، يجب تقدير إجمالي استهلاك الطاقة المنزلية. فإذا كانت قدرة الألواح الشمسية أقل من قدرة الأجهزة المنزلية، سيؤدي ذلك إلى نقص في الطاقة، وإذا كانت أعلى بكثير، سيؤدي ذلك إلى هدرها.
الهدف من قياس المساحة هو ضمان وجود مساحة كافية على السطح وفي ضوء الشمس لتركيب الألواح الشمسية. ولأننا نرغب في أن تُسلط الألواح الشمسية أكبر قدر ممكن من ضوء الشمس، فإن ذلك يُمكّننا من تحويل أكبر قدر من الطاقة الضوئية إلى كهرباء.

أنواع مواد الألواح الشمسية