انالعاكس على الشبكة، المعروف أيضًا باسم عاكس ربط الشبكة، هو مكون رئيسي لأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية المتصلة بالشبكة. إنها تلعب دورًا حاسمًا في تحويل كهرباء التيار المباشر (DC) التي تولدها الألواح الشمسية إلى كهرباء التيار المتردد (AC) التي يمكن استخدامها من قبل الأسرة أو تغذيتها مرة أخرى إلى الشبكة.
في هذه المقالة، سوف نتعمق أكثر في الجوانب الفنية للمحولات المتصلة بالشبكة، وفوائدها، وكيفية مقارنتها بالمحولات خارج الشبكة.
ما هو العاكس على الشبكة؟
العاكس الموجود على الشبكة هو جهاز إلكتروني يحول كهرباء التيار المستمر التي تنتجها الألواح الشمسية إلى كهرباء تيار متردد يمكن استخدامها بواسطة الأجهزة في المنزل أو تغذيتها مرة أخرى إلى الشبكة. ويتم ذلك من خلال عملية تسمى تتبع نقطة الطاقة القصوى (MPPT) والتي تكتشف الجهد والتيار المثالي الذي يتطابق مع مخرج اللوحة الشمسية.
تم تصميم العاكسات الموجودة على الشبكة لتتزامن مع تردد وجهد التيار المتردد للشبكة الكهربائية. وهذا يسمح لهم بسحب الطاقة من شبكة الكهرباء وتكملة أي نقص في الطاقة المولدة من الألواح الشمسية.
تأتي العاكسات الموجودة على الشبكة بأحجام وأنواع مختلفة، بدءًا من العاكسات الصغيرة التي يمكنها التعامل مع لوحة شمسية واحدة إلى العاكسات المركزية الكبيرة التي يمكنها التعامل مع الكهرباء المولدة من المصفوفات الشمسية المثبتة على الأسطح أو الأرضية.
كيف يعمل العاكس على الشبكة؟
تتمثل الوظيفة الأساسية للعاكس الموجود على الشبكة في تحويل كهرباء التيار المستمر إلى كهرباء تيار متردد يمكن استخدامها بواسطة الأجهزة في المنزل أو تغذيتها مرة أخرى إلى الشبكة. من أجل القيام بذلك، تستخدم المحولات المتصلة بالشبكة عملية من ثلاث خطوات:
1. التحكم MPPT: يقوم العاكس الموجود على الشبكة بمراقبة الجهد والتيار للألواح الشمسية باستمرار ويستخدم تقنية تسمى التحكم MPPT لتحديد الجهد والتيار المثاليين المطلوبين لإنتاج أقصى قدر من الطاقة.
2. تحويل التيار المستمر إلى تيار متردد: بمجرد تحديد الجهد والتيار الأمثل، سيقوم العاكس الموجود على الشبكة بعد ذلك بتحويل كهرباء التيار المستمر الناتجة عن الألواح الشمسية إلى كهرباء تيار متردد يمكن استخدامها بواسطة الأجهزة المنزلية أو تغذيتها مرة أخرى إلى الشبكة.
3. تزامن الشبكة: تم تصميم العاكسات الموجودة على الشبكة لتتزامن مع تردد وجهد التيار المتردد للشبكة الكهربائية. وهذا يمكّنها من تعويض أي نقص في الطاقة المولدة من الألواح الشمسية عن طريق سحب الطاقة من الشبكة.
مزايا استخدام العاكس على الشبكة
تأتي المحولات المتصلة بالشبكة مع مجموعة من المزايا التي تجعلها خيارًا شائعًا بين أصحاب المنازل الذين يتطلعون إلى توليد الكهرباء الخاصة بهم من الألواح الشمسية. تتضمن بعض الفوائد الرئيسية لاستخدام العاكس الموجود على الشبكة ما يلي:
1. توفير التكلفة: عادة ما تكون المحولات المتصلة بالشبكة أقل تكلفة من المحولات خارج الشبكة لأنها لا تتطلب بطاريات أو أجهزة أخرى لتخزين الطاقة.
2. زيادة الكفاءة: تم تصميم المحولات المتصلة بالشبكة للعمل جنبًا إلى جنب مع الشبكة الكهربائية، مما يعني أنها تتمتع بمعدل كفاءة أعلى من المحولات خارج الشبكة. وينتج عن ذلك فقدان أقل للطاقة، مما يمكن أن يوفر لأصحاب المنازل أموالًا على فواتير الكهرباء الشهرية.
3. صافي القياس: تسمح بعض الولايات في الولايات المتحدة لأصحاب المنازل الذين لديهم محولات متصلة بالشبكة بالمشاركة في برنامج يسمى القياس الصافي. يسمح هذا البرنامج لأصحاب المنازل ببيع الكهرباء الزائدة الناتجة عن الألواح الشمسية الخاصة بهم إلى الشبكة، مما يقلل أو يلغي فواتير الكهرباء الشهرية بشكل فعال.
4. سهولة التركيب: بما أن المحولات المتصلة بالشبكة لا تتطلب بطاريات أو أجهزة أخرى لتخزين الطاقة، فهي أسهل وأقل تكلفة في التركيب مقارنة بالمحولات خارج الشبكة.
مقارنة مع العاكسون خارج الشبكة
تم تصميم المحولات خارج الشبكة، على عكس المحولات الموجودة على الشبكة، لتحويل كهرباء التيار المستمر إلى كهرباء تيار متردد يمكن استخدامها بواسطة الأجهزة في المنزل أو تخزينها في البطاريات لاستخدامها لاحقًا. يتم استخدامها عادةً في المناطق النائية حيث لا يمكن الوصول إلى شبكة الكهرباء.
أحد الاختلافات الرئيسية بين الاثنين هو أن العاكسات خارج الشبكة تتطلب بطاريات أو أجهزة تخزين الطاقة الأخرى لتخزين الطاقة الزائدة الناتجة عن الألواح الشمسية. وهذا يمكن أن يضيف إلى التكلفة الإجمالية للنظام الشمسي.
تتطلب العاكسات خارج الشبكة أيضًا المزيد من الصيانة لأنها تعتمد على البطاريات لتوفير الطاقة عندما لا تقوم الألواح الشمسية بتوليد الكهرباء. بالإضافة إلى ذلك، فإن البطاريات المستخدمة في الأنظمة خارج الشبكة لها أيضًا عمر محدود وتحتاج إلى الاستبدال بشكل دوري.
تلعب العاكسات الموجودة على الشبكة دورًا مهمًا في التشغيل الفعال لأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية المتصلة بالشبكة. كما رأينا، هناك العديد من المزايا لاستخدام العاكسات المتصلة بالشبكة مقارنة بالمحولات خارج الشبكة، بما في ذلك زيادة الكفاءة وتوفير التكاليف والقدرة على المشاركة في برامج مثل القياس الصافي.
إذا كنت تفكر في تركيب الألواح الشمسية على سطح منزلك، فمن المهم تقييم احتياجاتك من الطاقة بعناية وتحديد ما إذا كان العاكس الموجود على الشبكة أو خارج الشبكة هو الخيار الأفضل لمنزلك. من خلال التخطيط الصحيح، يمكنك توليد الطاقة النظيفة الخاصة بك وتقليل اعتمادك على مصادر الطاقة التقليدية.