أنواع منظمات الطاقة الشمسية ورموزها

أنواع منظمات الطاقة الشمسية

• منظم شحن الطاقة الشمسية العادي أو البسيط (Shunt).
• منظم شحن الطاقة الشمسية Pulse Width Modulation.
• منظم شحن الطاقة الشمسية Maximum Power Point Tracking.

هناك عديد من أنواع منظمات الطاقة الشمسية؛ فمنها: منظم شحن الطاقة الشمسية العادي، والمنظم Pulse Width Modulation، والمنظم Maximum Power Point Tracking، كل تلك المنظمات تُعد مكونات إلكترونية تتحكم في كم الشحن الذي يدخل ويخرج من البطارية، مما يجعل البطارية تعمل بكفاءة، فتكون محمية من أي شحن زائد أو تسرب التيار إلى اللوحة الشمسية أثناء الليل، وبدون تلك المنظمات سوف تتلف البطاريات.

منظم شحن الطاقة الشمسية العادي أو البسيط (Shunt):

هو أحد أنواع منظمات الطاقة الشمسية البسيط، ويعتمد هذا المنظم على الترانزستور للتحكم في الجهد في خطوة أو خطوتين، فيعمل على فصل

الألواح الشمسية

عند الوصول إلى جهد معين، فعندما يكون جهد البطارية منخفضاً (أي يحتاج إلى شحن) يعمل المنظم وتتدفق الطاقة من المجموعة الشمسية إلى البطارية؛ بينما عندما يكون جهد البطارية مرتفعاً (أي مشحونة) ينطفئ المنظم ويتوقف الشحن، رغم بساطة ذلك النوع إلا أنه ليس أفضل أنواع المنظمات ولم يعد يُستخدم كثيراً؛ فهو ذو مرحلتين فقط (إيقاف التشغيل أو التشغيل كامل) لذا يعمل على البطاريات الصغيرة الأقل كفاءة.

منظم شحن الطاقة الشمسية Pulse Width Modulation:

هذا المنظم يتحكم في متوسط جهد الشحن الداخل إلى البطارية مما يسمح بالشحن متعدد المراحل وتحسين كفاءة البطارية وزيادة عمرها، ويعمل هذا المنظم بكفاءة تصل إلى 75% إلى 80%.

منظم شحن الطاقة الشمسية Maximum Power Point Tracking:

إذا أردنا تحقيق أقصى قدر من الكفاءة والفعالية في الشحن؛ فنحن بحاجة إلى أحد أنواع منظمات الطاقة الشمسية التي تسمح للمصفوفة الشمسية بالعمل بأقصى قدر من الكفاءة مع توفير الشحن الأمثل للبطارية في ذات الوقت، وهذا بالضبط ما ينطبق على منظم الشحن Maximum Power Point Tracking الذي يُعد من أكثر المنظمات استخداماً في يومنا هذا، ويتميز منظم شحن الطاقة الشمسية Maximum Power Point Tracking عن باقي أنواع منظمات الطاقة الشمسية بقدرته الفائقة على البرمجة وتسجيل البيانات، التي يمكن أن تكون ذات قيمة كبيرة لاستكشاف الأخطاء وإصلاحها، ويصل كفاءة هذا النوع من 94% إلى 98%، كما أنه يعمل على توفير أكبر نسبة من الطاقة للبطارية، إذ تصل من 10% إلى 30%، ويمكن له أن يُدخل جهد عالٍ ويخفض هذا الجهد لمطابقة جهد البطارية لشحن صحيح، وعلى الرغم من من خفضه للجهد، إلا أنه قادر على استعادة أي طاقة محتملة مفقودة عبر التيار، مما يزيد من قوة التيار لتعويض الجهد المفقود. [1] [2]

رموز منظمات الطاقة الشمسية

1. العرض الليلي الافتراضي لمنظم الطاقة الشمسية: عندما يكتشف منظم الطاقة الشمسية أن جهد الدخل للوحة الشمسية أقل من جهد نقطة تعريف المستشعر، يظهر هذا الرمز.
2. عرض النهار الافتراضي لمنظم الطاقة الشمسية: عندما يكتشف منظم الطاقة الشمسية أن جهد الدخل للوحة الشمسية يتجاوز جهد نقطة تعريف المستشعر، يظهر هذا الرمز.
3. مؤشر الصفيف الكهروضوئي: أحد رموز منظمات الطاقة الشمسية، ويعرض بيانات اللوحة الشمسية مثل جهد اللوحة الشمسية.
4. مؤشر البطارية: يعرض جهد البطارية ودرجة حرارة البطارية.
5. مؤشر التحميل.
6. جهد النظام.
7. منطقة العرض العددية.
8. وظيفة ضبط الموقت.
9. تحميل وتبديل الرموز الرسومية.
10. قيمة رمز الوحدة.
11. تحذير: عند حدوث خطأ في أي نوع من أنواع منظمات الطاقة الشمسية، سيومض هذا الرمز الرسومي.
12. مؤشر حالة التحميل: فيخبرنا إذا كان الحمل قيد التشغيل، أو الحمل متوقف.
13. مؤشر الطاقة الناتجة.
14. مؤشر سعة البطارية.
15. مؤشر حالة الشحن: عند شحن منظم الطاقة الشمسية، يكون سهم الإشارة قيد التشغيل، ويومض المؤشر، ولا يُعرض هذا الرمز عندما لا تُشحن الطاقة. [3]

الفرق بين PWM و MPPT

• منظم الطاقة الشمسية Pulse Width Modulation (PWM).
• منظم الطاقة الشمسية Maximum Power Point Tracking (MPPT).

هناك نوعان مختلفان من أجهزة التحكم بالشحن بالطاقة الشمسية Pulse Width Modulation وكذلك Maximum Power Point Tracking، تُستخدم كلتا التقنيتين على نطاق واسع في الطاقة الشمسية لمنع التغير الزائد أو الجهد الزائد من الألواح الشمسية، ونظراً لأن الألواح في مصابيح الشوارع بالطاقة الشمسية تحتاج إلى الشحن، فإن وحدات التحكم في الشحن بالطاقة الشمسية هذه ضرورية لتدوم المصابيح لأمد طويل والحصول منها على أفضل جودة، وقبل شرائها يجب معرفة الفرق بين PMW و MPPT واختلافهما عن باقي أنواع منظمات

الطاقة الشمسية

.

منظم الطاقة الشمسية Pulse Width Modulation (PWM):

تعمل منظمات Pulse Width Modulation على تنظيم تدفق الطاقة إلى البطارية عن طريق تقليل التيار تدريجياً، وهو ما يسمى “تعديل عرض النبض”، وعندما تكون البطاريات ممتلئة، تستمر وحدات التحكم في الشحن PWM في توفير قدر ضئيل من الطاقة للحفاظ على البطاريات ممتلئة، لذا فهي تُعد الأفضل للتركيبات صغيرة الحجم لأن نظام الألواح الشمسية والبطاريات يجب أن يكون له جهد متطابق، ويصبح هذا الأمر أكثر صعوبة مع التركيبات الكبيرة.

• مميزات PWM: إن سعر Pulse Width Modulation أرخص من المنظم Maximum Power Point Tracking، كما أنه أفضل أنواع منظمات الطاقة الشمسية للأنظمة الصغيرة (عربات السكن المتنقلة، والمنازل الصغيرة) والموجودة بالطقس الدافئ المشمس، ويعمل أفضل عندما تكون البطارية قريبة من حالة الشحن الكاملة.
• عيوب PMW: على الرغم من سعره الرخيص إلا أنه أقل كفاءة من MPPT؛ نظراً لأن الألواح الشمسية والبطاريات يجب أن يكون لها جهد متطابق مع وحدات التحكم، وبهذا فهو ليس أفضل نوع للأنظمة الكبيرة والمعقدة.

منظم الطاقة الشمسية Maximum Power Point Tracking (MPPT):

تعمل منظمات Maximum Power Point Tracking على خفض الجهد وتعزيز التيار، وتراقب هذه المنظمات مدخلاتها وتعدلها لتنظيم تيار نظامك الشمسي؛ فعلى سبيل المثال: عندما يكون الجو غائماً، يُخفِض منظم MPPT التيار المسحوب من أجل الحفاظ على الجهد المطلوب، وعندما يصبح الجو مشمساً مرة أخرى، يسمح هذا المنظم بمرور مزيد من التيار من الألواح الشمسية مرة أخرى.

• مميزات MPPT: إن كفاءة هذا المنظم عالية جداً فتصل من 94% إلى 98%، لذا فهو يُعد أفضل أنواع منظمات الطاقة الشمسية للأنظمة الكبيرة (المدارس والشركات)، والموجودة في البيئات الأكثر برودة والغائمة، كما أنه يعمل أفضل عندما تكون البطارية في حالة شحن منخفضة.
• عيوب MPPT: يُعد هذا المنظم أغلى من PWM، كما أن عمره أقصر بسبب تعدد مكوناته. [4] [5]