تتغلغل الطاقة الشمسية تدريجيًا في جميع جوانب حياتنا، بما في ذلك منازلنا. ومن البديهي أن نظام الطاقة الشمسية يحتاج إلى عاكس كهربائي، فهو بمثابة عقل النظام. يتطلب العاكس التقليدي عاكسًا منفصلاً لتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر ذهابًا وإيابًا. أما العاكس الهجين، فلا يحتاج إلى عاكس بطارية إضافي، بل يمكن استخدامه حتى بدون بطاريات. لذا، قد يكون اختيار العاكس المناسب من بين الخيارات الكثيرة المتاحة في السوق أمرًا صعبًا.
محول عادي
العاكس العادي وكيفية تشغيله
يُشار إلى محول الطاقة أيضًا باسم المحول العادي. وهو جهاز يقوم بتحويل التيار المستمر (DC) إلى تيار متردد (AC) باستخدام مفاتيح ودوائر تحكم ومحولات. هذا هو الهدف الأساسي لكل محول، سواء كان محولًا شمسيًا أو محولًا عاديًا. يقوم المحول النموذجي بتحويل التيار المستمر من البطارية إلى تيار متردد لاستخدامه في الأجهزة. عادةً ما يتم توصيل بطاريات المحولات والمحولات بمصدر الطاقة المنزلي. تُشحن البطاريات عند توفر الطاقة من الشبكة. يتحول المحول تلقائيًا إلى وضع البطارية عند انقطاع التيار الكهربائي، مما يسمح لك باستخدام الأجهزة وغيرها من الضروريات.
مزايا العاكس العادي
الإيجابيات
- نظام مستقر
- تشيب باي
السلبيات
- قد يكون هذا النظام مزودًا ببطارية عاكسة مثالية لتخزين الطاقة المنزلية. مع ذلك، يحتاج جانب البطارية في النظام إلى عاكس منفصل.
- قد نحتاج إلى نظام منفصل لإدارة الطاقة لزيادة كفاءة النظام الكلية إلى أقصى حد.
العاكس الهجين
يُعدّ العاكس الهجين من أكثر أنواع العواكس استخدامًا اليوم. وظيفته الأساسية هي دمج عاكسات الطاقة الشمسية والبطاريات في وحدة واحدة بسيطة. وقد انخفضت أسعار العواكس الهجينة مع تطور تقنية العواكس الهجينة، وأصبحت أكثر تنافسية مقارنةً بعواكس الطاقة الشمسية. يُعتبر العاكس الهجين استثمارًا حكيمًا إذا كنت تتوقع الحاجة إلى تخزين الطاقة قريبًا، فهو يعمل بكفاءة سواءً توفرت الطاقة أم لا. فيما يلي بعض المزايا الرئيسية للعواكس الشمسية الهجينة.
1. نظام مراقبة ذكي
تُسهّل وظيفة المراقبة في العاكس الهجين فهم ظروف تشغيله. كما أنه في حال توصيل بطارية العاكس المنزلية، سيستمر العاكس الهجين بالعمل حتى في حالة انقطاع التيار الكهربائي. هذا يعني إمكانية إجراء المكالمات والقيام بالعديد من الأنشطة المفيدة عبر هواتفنا. يمكنك تسجيل الدخول إلى التطبيق المُقدّم من المورّد لمتابعة أداء النظام، وتلقّي إشعارات في حال وجود أي خلل أو خلل في تشغيله.
2. كفاءة عالية
ما يُميّز العاكس الهجين عن العواكس الدقيقة وعواكس السلسلة، على سبيل المثال، هو كفاءته العالية في تحويل الطاقة الشمسية. فهو يستغل ضوء الشمس إلى أقصى حد. وبالمقارنة مع عواكس السلسلة، لا يتأثر العاكس الهجين بألواح الطاقة الشمسية الفردية. فحتى في حال حجب أحد الألواح، لا يؤثر ذلك على عمل الألواح الأخرى. كما يتميز العاكس الهجين بأوضاع قابلة للبرمجة تُمكّنك من وضعه في وضع الإجازة أو وضع الاستعداد باستخدام تطبيق مخصص. حتى في غيابك، تضمن هذه الأوضاع حصولك على أقصى استفادة من الطاقة المُنتجة من الألواح الشمسية.
3. صيانة منخفضة وانعدام التلوث
لا يتطلب العاكس الشمسي الهجين صيانةً كبيرةً من جانبنا لاحقًا. في حال حدوث عطل، سيُظهر تطبيقنا على الهاتف المحمول وشاشة العاكس الهجين العطل. كما أنه لا يستخدم الفحم أو النفط التقليديين، حفاظًا على البيئة وتقليلًا للتلوث.
السلبيات
- تتميز الحلول المعيارية التي تستخدم محولات منفصلة للخلايا الكهروضوئية والبطاريات بمرونة تصميم أقل.
- غالباً ما تكون كفاءة محولات الطاقة الشمسية المخصصة أو أفضل محولات الطاقة للاستخدام المنزلي منخفضة.
يمكن تصنيف محولات الطاقة الشمسية الهجينة إلى أربعة أنواع بناءً على ميزاتها ومواصفاتها.
1. محول هجين أساسي
يعمل العاكس الهجين الأساسي للخلايا الشمسية بشكل مشابه للعاكس المتصل بالشبكة. ويُعدّ عدم قدرته على فصل نفسه عن الشبكة أكبر عيوبه، مما يعني أنه غير قادر على تزويد المنزل بالطاقة في حال انقطاع التيار الكهربائي. لذا، فإن الاعتماد على مصادر طاقة موثوقة من الشبكة فقط يجعل العاكس الهجين الأساسي خيارًا مناسبًا.
2. محول هجين يعمل بالبطارية
محولات البطاريات، والتي تُسمى أيضًا محولات الطاقة الهجينة متعددة الأوضاع، هي حل متطور. يوفر هذا النوع من المحولات طاقة احتياطية عند الحاجة. تتوفر محولات الطاقة الهجينة إما كوحدات مدمجة أو كوحدات منفصلة. يمكن لهذه المحولات تزويد منزلك بالطاقة، وشحن البطاريات، وتوفير فائض الطاقة للشبكة الكهربائية. في حال انقطاع التيار الكهربائي، تتحول الوحدة تلقائيًا إلى طاقة البطارية وتعمل بشكل مستقل عن الشبكة.
3. أنظمة تخزين الطاقة الهجينة المتكاملة
تتضمن محولات الطاقة الهجينة الحديثة غالبًا بطارية مثالية لنظام الطاقة المنزلية ككل. يُعرف هذا النوع من الأجهزة بنظام تخزين الطاقة بالبطارية (BESS). يمكن تركيبه في منزلك باستخدام نظام الطاقة الشمسية الموجود مسبقًا. تتوفر هذه الأنظمة الهجينة بأشكال وتكوينات متنوعة.
4. أنظمة هجينة وأنظمة خارج الشبكة مقترنة بالتيار المتردد
عادةً ما تُشكّل العواكس المنفصلة جزءًا من الأنظمة الهجينة، حيث تتحد لتكوين نظام تيار متردد. تحتوي هذه الأنظمة عادةً على عاكس شمسي قياسي، بالإضافة إلى عاكس بطارية تفاعلي أو متعدد الأوضاع. تعمل العواكس متعددة الأوضاع كعواكس بطارية لاستكمال نظام إدارة الطاقة وتحسين استهلاكها بمساعدة البرمجيات.
محولات البطاريات
محولات البطاريات، مثلها مثل المحولات الأخرى، تعمل على تحويل التيار المستمر إلى تيار متردد. لكنها تقوم أيضاً بالعملية المعاكسة، وهي تحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر لشحن مجموعة من البطاريات. يمكن للمنازل التي لا تحتوي على أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية تركيب محولات البطاريات. تُشحن البطاريات باستخدام طاقة الشبكة الرخيصة خارج أوقات الذروة. مع ذلك، تُستخدم هذه المحولات بشكل أكثر شيوعاً في المنازل العادية لجمع وتخزين الطاقة الشمسية الزائدة.
المزايا
- تُضفي الطبيعة المعيارية مرونة أكبر على تصميم النظام
- معظم هذه التركيبات صعبة بشكل خاص لأنها تتمتع بتاريخ طويل من الاستخدام في أنظمة الطاقة المستقلة وغير المتصلة بالشبكة.
- يمكن تركيبها بسهولة نسبية على أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية الحالية لزيادة سعة تخزين البطارية
العاكس العادي مقابل العاكس الهجين
متى يجب عليّ استخدام العاكس الهجين أو العاكس القياسي؟
يُعدّ العاكس الهجين جهازًا قويًا. بفضل خصائصه الفريدة، يُمكن استخدامه مع أو بدون خلايا شمسية. كما يُمكن استخدامه في الأنظمة التي تتطلب أحمال تيار متردد بجهد 120-240 فولت. يتميز هذا العاكس بمرونة فائقة سواءً مع الألواح الشمسية أو بدونها. في بعض الحالات، إذا لم يكن بالإمكان شراء الألواح الشمسية، يُتيح بعض المصنّعين إمكانية توصيل هذا العاكس بشبكة الكهرباء وشبكة الواي فاي المنزلية، مما يسمح بإجراء تعديلات عن بُعد.
العاكس العادي: يمكنك أيضًا استخدام الجهاز مع أحمال تيار متردد بجهد 120-240 فولت. مع ذلك، عليك اختيار حجم العاكس المناسب. في معظم الحالات، يُفضل توصيل العاكس العادي بلوحة شمسية وخلايا شمسية.
هل يمكن تشغيلها بدون بطاريات؟
نعم. بفضل تصميمها، يمكن ربط الشبكة بمحول هجين. يقوم المحول بتحويل الطاقة التي تجمعها الألواح الشمسية وتخزينها في الشبكة. وهذا مفيد للاستخدام في حالة انقطاع التيار الكهربائي. وعندما تكون الشمس مشرقة، يمكنك أيضًا توصيل الجهاز مباشرةً بالمحول.
نعم، يمكنك توصيل عاكس عادي بدون خلايا شمسية. مع ذلك، عليك اختيار الحجم المناسب للعاكس. لنفترض أن اللوحة الشمسية تُرسل تيارًا أعلى مما يستطيع العاكس تحمله، فقد يتلف العاكس بشكل دائم، مما يستدعي دفع مبلغ كبير لشراء عاكس شمسي جديد. إذا كان موقعك يسمح بالربط بالشبكة الكهربائية، فيمكنك توصيل العاكس القياسي بها. يمكن تخزين الطاقة الزائدة في الشبكة واستخدامها في غياب ضوء الشمس. قد تضطر لدفع بعض فواتير الكهرباء، لأنه بمجرد استنفاد الطاقة الشمسية المُجمعة، سيتحول نظامك مباشرةً إلى استخدام الكهرباء.
هل تتطلب هذه الأجهزة وحدة تحكم في الشحن؟
تتميز محولات الطاقة الهجينة بقدرتها العالية على العمل بشكل مستقل دون الحاجة إلى وحدة تحكم بالشحن. فهي قادرة على تحويل الطاقة التي تتلقاها من الألواح الشمسية إلى تيار متردد لتشغيل الأجهزة. إضافةً إلى استخدامها كطاقة احتياطية، يمكن لمحولات الطاقة الهجينة تخزين الطاقة أيضًا. مع ذلك، ولتحقيق أقصى استفادة من الطاقة الشمسية وحماية المحول والخلايا الشمسية، يُنصح باستخدام وحدة تحكم شحن قوية مثل وحدة تتبع نقطة الطاقة القصوى (MPPT).
نعم. يمكن للمحول الهجين أن يعمل بدون بطاريات، حيث يتم توصيله بشبكة الكهرباء بدلاً من البطاريات. في هذه الحالة، يتم تزويد المحول بالطاقة من كلٍ من الطاقة الشمسية وشبكة الكهرباء. ومع ذلك، تتيح البطاريات الاحتياطية إمكانية تشغيل الدوائر الكهربائية المنزلية الحيوية أثناء انقطاع التيار الكهربائي. لا يستطيع المحول الهجين بدون بطاريات توفير الطاقة في حالة انقطاع التيار الكهربائي. يُعد المحول الهجين بدون بطاريات الخيار الأمثل من حيث التكلفة إذا لم يكن استقرار الشبكة مصدر قلق. بالإضافة إلى ذلك، فهو سهل الصيانة نظرًا لقلة مكوناته.
كيفية اختيار محول الطاقة الشمسية المناسب
إذا كنتَ غير متأكد من نوع العاكس الشمسي الأنسب لمنزلك، أو من كيفية شرائه، فسأشرح لك الخطوات الأولية. بالطبع، من الضروري الاستماع إلى نصيحة المورّد بشأن العاكس الشمسي الذي تنوي شراءه، فهم خبراء وسيقدمون لك الحل الأمثل.
الخطوة 1: تحديد القدرة الكلية
لاحظ أن هذا لا يعني ضرورة حساب إجمالي استهلاك الطاقة في منزلك بدقة. يكفي حساب قيمة تقريبية، وعند شراء أفضل محول طاقة منزلي، يجب اختيار محول طاقة بقدرة تتراوح بين 1.2 و1.4 ضعف إجمالي استهلاك الطاقة في المنزل. هذا يضمن عدم نقص طاقة المحول، كما يضمن عدم هدر الطاقة.
الخطوة الثانية: تحقق من تصنيف إدارة شؤون المحاربين القدامى
خطوتنا التالية هي شراء محول كهربائي (Varger) ذي تصنيف فولت أمبير (VA) مناسب، والذي يُشير إلى الجهد والتيار اللذين يُوفرهما المحول للجهاز. إذن، كيف نُحدد مقدار الفولت أمبير المطلوب لتلبية احتياجاتنا من الطاقة؟ VA = الطلب على الطاقة / معامل القدرة. معامل القدرة هو ببساطة نسبة الطاقة التي يحتاجها الجهاز إلى الطاقة التي يُوفرها أفضل محول كهربائي منزلي. متوسط معامل القدرة للمحولات الكهربائية هو 0.7 أو 0.8. إذا كان VA = 140 / 0.7، فإن VA = 200 تقريبًا. لذلك، في حالتنا، يجب أن نبحث عن محول كهربائي بقدرة 210 فولت أمبير تقريبًا.
الخطوة 3: العثور على البطارية المناسبة
تُعدّ البطارية المناسبة أساس أفضل محول طاقة منزلي، فهي تُحدد أداءه وعمره الافتراضي، كما تُحدد مدة استخدامه بعد انقطاع التيار الكهربائي. يمكنك اختيار البطارية المناسبة بالاستعانة بنصيحة مُورّد محولات الطاقة الشمسية.

