العاكس للطاقة الشمسية

يمكن للعاكس الكهروضوئي (العاكس الكهروضوئي أو العاكس الشمسي) تحويل جهد التيار المستمر المتغير الناتج عن الألواح الشمسية الكهروضوئية (PV) إلى عاكس بتردد التيار المتردد (AC) لتردد التيار الكهربائي، والذي يمكن تغذيته مرة أخرى إلى نظام نقل الطاقة التجاري، أو المقدمة لاستخدام الشبكة من الشبكة.يعد العاكس الكهروضوئي أحد التوازنات المهمة للنظام (BOS) في نظام المصفوفة الكهروضوئية، والذي يمكن استخدامه مع معدات إمداد طاقة التيار المتردد العامة.تتمتع محولات الطاقة الشمسية بوظائف خاصة للمصفوفات الكهروضوئية، مثل تتبع أقصى نقطة للطاقة وحماية الجزر.

يمكن تقسيم محولات الطاقة الشمسية إلى الفئات الثلاث التالية:
العاكسون المستقلون:يستخدم في الأنظمة المستقلة، حيث يقوم المصفوفة الكهروضوئية بشحن البطارية، ويستخدم العاكس جهد التيار المستمر للبطارية كمصدر للطاقة.تشتمل العديد من المحولات المستقلة أيضًا على شواحن بطاريات يمكنها شحن البطارية من طاقة التيار المتردد.بشكل عام، لا تلمس هذه العاكسات الشبكة وبالتالي لا تحتاج إلى حماية من الجزر.

محولات ربط الشبكة:يمكن إرجاع جهد الخرج للعاكس إلى مصدر طاقة التيار المتردد التجاري، لذلك يجب أن تكون موجة الخرج الجيبية هي نفس الطور والتردد والجهد لمصدر الطاقة.يتميز العاكس المتصل بالشبكة بتصميم آمن، وإذا لم يكن متصلاً بمصدر الطاقة، فسيتم إيقاف تشغيل الإخراج تلقائيًا.إذا تعطلت طاقة الشبكة، فإن العاكس المتصل بالشبكة ليس لديه وظيفة النسخ الاحتياطي لمصدر الطاقة.

محولات البطارية الاحتياطية (محولات البطارية الاحتياطية)عبارة عن محولات خاصة تستخدم البطاريات كمصدر للطاقة وتتعاون مع شاحن البطارية لشحن البطاريات.إذا كان هناك الكثير من الطاقة، فسيتم إعادة شحنها إلى مصدر طاقة التيار المتردد.هذا النوع من العاكس يمكن أن يوفر طاقة التيار المتردد للحمل المحدد عند فشل طاقة الشبكة، لذلك يحتاج إلى وظيفة حماية تأثير الجزيرة.
المقال الرئيسي: أقصى تتبع نقطة الطاقة
تستخدم المحولات الكهروضوئية تقنية تتبع نقطة الطاقة القصوى (MPPT) لسحب أقصى قدر ممكن من الطاقة من الألواح الشمسية.هناك علاقة معقدة بين الإشعاع الشمسي ودرجة الحرارة والمقاومة الكلية للخلايا الشمسية، وبالتالي فإن كفاءة الخرج سوف تتغير بشكل غير خطي، وهو ما يسمى منحنى الجهد الحالي (منحنى IV).الغرض من تتبع نقطة الطاقة القصوى هو توليد مقاومة الحمل (لوحدة الطاقة الشمسية) للحصول على أقصى قدر من الطاقة وفقًا لمخرجات وحدة الطاقة الشمسية في كل بيئة.
سيحدد عامل الشكل (FF) للخلية الشمسية مع جهد الدائرة المفتوحة (VOC) وتيار الدائرة القصيرة (ISC) الطاقة القصوى للخلية الشمسية.يتم تعريف عامل الشكل على أنه نسبة الطاقة القصوى للخلية الشمسية مقسومة على منتج المركبات العضوية المتطايرة ومركز الدعم غير المباشر.

هناك ثلاث خوارزميات مختلفة لأقصى تتبع لنقطة الطاقة:الاضطراب والمراقبة، والتوصيل المتزايد، والجهد المستمر.غالبًا ما يُشار إلى النوعين الأولين باسم "تسلق التل".الطريقة هي اتباع منحنى الجهد مقابل الطاقة.إذا سقط على يسار نقطة الطاقة القصوى، قم بزيادة الجهد، وإذا سقط على يمين نقطة الطاقة القصوى، قم بتقليل الجهد.

يمكن استخدام وحدات التحكم بالشحن مع الألواح الشمسية وكذلك مع الأجهزة التي تعمل بالتيار المستمر.يمكن لوحدة التحكم في الشحن توفير خرج طاقة ثابت للتيار المستمر، وتخزين الطاقة الزائدة في البطارية، ومراقبة شحن البطارية لتجنب الشحن الزائد أو التفريغ الزائد.إذا كانت بعض الوحدات الأكثر تكلفة يمكنها أيضًا دعم MPPT.يمكن توصيل العاكس بمخرج جهاز التحكم بالشحن بالطاقة الشمسية، ومن ثم يمكن للعاكس أن يقود حمل التيار المتردد.