العاكس، المعروف أيضًا باسم منظم الطاقة، هو جزء لا غنى عنه في نظام الطاقة الكهروضوئية. وظيفته الرئيسية هي تحويل التيار المستمر الناتج عن الألواح الشمسية إلى تيار متردد تستخدمه الأجهزة المنزلية. من خلال دائرة الجسر الكامل، يُستخدم معالج SPWM عادةً لتعديل وتصفية وتعزيز التيار، وما إلى ذلك، للحصول على طاقة تيار متردد جيبية تتوافق مع تردد حمل الإضاءة والجهد المقنن، وما إلى ذلك، للمستخدم النهائي للنظام. مع العاكس، يمكن استخدام بطارية تيار مستمر لتزويد الجهاز بالطاقة المترددة.
يتكون نظام توليد الطاقة الشمسية المترددة من ألواح شمسية، ووحدات تحكم في الشحن، ومحولات عاكسة، وبطاريات؛ ولا يتضمن نظام توليد الطاقة الشمسية المترددة محولات عاكسة. تُسمى عملية تحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر بالتصحيح، وتُسمى الدائرة التي تُكمل عملية التصحيح بدائرة المقوم، ويُسمى الجهاز الذي يُحقق عملية التصحيح جهاز المقوم. وبالمثل، تُسمى عملية تحويل التيار المستمر إلى تيار متردد بالعاكس، وتُسمى الدائرة التي تُكمل وظيفة العاكس بدائرة العاكس، ويُسمى الجهاز الذي يُحقق عملية العاكس بمعدات العاكس.
جوهر جهاز العاكس هو دائرة تبديل العاكس، والتي تُعرف اختصارًا باسم دائرة العاكس. تُكمل هذه الدائرة وظيفة العاكس بتشغيل وإيقاف مفتاح إلكترونيات الطاقة. يتطلب تشغيل وإيقاف أجهزة تبديل إلكترونيات الطاقة نبضات تشغيل مُحددة، ويمكن تعديل هذه النبضات بتغيير إشارة الجهد. غالبًا ما تُسمى الدوائر التي تُولّد النبضات وتُهيئها بدوائر التحكم أو حلقات التحكم. يتضمن الهيكل الأساسي لجهاز العاكس دائرة حماية، ودائرة خرج، ودائرة دخل، ودائرة خرج، وما شابه، بالإضافة إلى دائرة العاكس ودائرة التحكم المذكورتين أعلاه.
لا يقتصر عمل العاكس على تحويل التيار المستمر إلى تيار متردد فحسب، بل يُحسّن أيضًا أداء الخلية الشمسية ويحمي النظام من الأعطال. باختصار، يتضمن وظائف التشغيل والإيقاف التلقائي، وتتبع الطاقة القصوى، والتشغيل المضاد للاستقلالية (للأنظمة المتصلة بالشبكة)، وضبط الجهد التلقائي (للأنظمة المتصلة بالشبكة)، وكشف التيار المستمر (للأنظمة المتصلة بالشبكة)، وكشف تأريض التيار المستمر (للأنظمة المتصلة بالشبكة). فيما يلي مقدمة موجزة عن وظائف التشغيل والإيقاف التلقائي، وتتبع الطاقة القصوى.
١. وظيفة التشغيل والإيقاف التلقائي: بعد شروق الشمس، تزداد شدة الإشعاع الشمسي تدريجيًا، ويزداد خرج الخلية الشمسية أيضًا. عند الوصول إلى طاقة الخرج المطلوبة لمهمة العاكس، يبدأ العاكس العمل تلقائيًا. بعد بدء التشغيل، سيتولى العاكس إخراج وحدة الخلية الشمسية باستمرار. طالما أن طاقة الخرج لوحدة الخلية الشمسية أكبر من طاقة الخرج المطلوبة لمهمة العاكس، سيستمر العاكس في العمل؛ ويمكن أيضًا تشغيل العاكس في الأيام الممطرة. عندما يصبح خرج وحدة الخلية الشمسية أصغر ويكون خرج العاكس قريبًا من الصفر، يشكل العاكس حالة استعداد.
٢. وظيفة التحكم في تتبع أقصى طاقة: يتغير خرج وحدة الخلايا الشمسية مع شدة الإشعاع الشمسي ودرجة حرارة وحدة الخلايا الشمسية نفسها (درجة حرارة الشريحة). بالإضافة إلى ذلك، ولأن وحدة الخلايا الشمسية تتميز بانخفاض الجهد مع زيادة التيار، توجد نقطة تشغيل مثالية يمكن الحصول على أقصى طاقة منها. تتغير شدة الإشعاع الشمسي، وكذلك نقطة التشغيل المثالية الظاهرة. فيما يتعلق بهذه التغييرات، تكون نقطة تشغيل وحدة الخلايا الشمسية دائمًا عند أقصى نقطة طاقة، ويحصل النظام دائمًا على أقصى طاقة خرج من وحدة الخلايا الشمسية. هذا التحكم هو التحكم في تتبع أقصى طاقة. أهم ميزة في عاكسات أنظمة الطاقة الشمسية هي أنها تتضمن وظيفة تتبع أقصى نقطة طاقة (MPPT).
وقت النشر: ١٢ سبتمبر ٢٠٢٢
