ابدأ بحدين منفصلين

يحتوي جهاز التحكم في تتبع نقطة الطاقة القصوى (MPPT) على حدين كهربائيين يسهل الخلط بينهما. يجب أن يبقى جهد دخل الألواح الشمسية أقل من أقصى جهد له، بينما يجب أن يبقى تيار خرج البطارية أقل من تيار الشحن المستمر المقنن. ولا يمكن لملصق قدرة الألواح الشمسية إثبات أي من هذين الشرطين.

تتمثل المهمة الأولى في التصميم في جمع بيانات جهد الدائرة المفتوحة (Voc)، وجهد التشغيل الأمثل (Vmp)، ومعامل درجة الحرارة، وتيار الدائرة القصيرة، وقدرة الطاقة للوحدة. أضف عدد الوحدات الموصولة على التوالي والتوازي، ونطاق جهد البطارية، ونطاق تشغيل وحدة التحكم. يجب تجميع هذه القيم في جدول حسابات واحد قبل مقارنة أي نموذج من حيث السعر.

• يُعد جهد الخلايا الكهروضوئية مشكلة تتعلق بتصميم السلسلة ودرجة الحرارة.

الفحص العملي 1

• تيار الشحن هو مشكلة تتعلق بالتحويل والبطارية والأسلاك.
• يجب التحقق من تصنيفات الحماية على جانبي وحدة التحكم.

احسب الحد الأقصى للجهد البارد

لماذا يُعدّ جهد الدائرة المفتوحة (Voc) أهم من الجهد الاسمي؟

يرتفع جهد الدائرة المفتوحة مع انخفاض درجة حرارة الخلية. قد يكون لوحدة "12 فولت" جهد دائرة مفتوحة أعلى بكثير من 12 فولت، وتضاعف سلسلة الخلايا المتصلة على التوالي هذه القيمة. استخدم أدنى درجة حرارة تصميمية للموقع، وليس متوسط ​​درجة حرارة الشتاء. يمكن أن تُنتج الصباحات الصافية والباردة أعلى جهد حتى عندما تُنتج المصفوفة طاقة قليلة.

التقدير العملي هو: Voc,cold = Voc,STC × [1 + معامل درجة الحرارة المطلقة × (25 – Tmin)]. استخدم المعامل والإشارة كما هو موضح في ورقة بيانات الوحدة. ثم اترك هامشًا أقل من الحد الأقصى لجهد وحدة التحكم الكهروضوئية لمراعاة تفاوت القياس، واختلافات التركيب، وإمكانية استبدال الوحدة مستقبلًا.

إن لوحة كهروضوئية أحادية اللون من نوع Soonest Mono A يتم تحديدها من خلال جهد الدائرة المفتوحة (Voc)، وجهد التشغيل الأمثل (Vmp)، ومعامل درجة الحرارة، وحدود التيار. يجب إدخال هذه القيم في حسابات السلسلة قبل الموافقة على عدد السلاسل.

تأكد من تشغيل Vmp الساخن ونافذة التتبع

تُؤدي الظروف الحارة إلى مخاطر معاكسة. ينخفض ​​جهد الخلية مع ارتفاع درجة الحرارة، لذا قد يبقى جهد السلسلة أقل من الحد الأقصى لجهد الخلايا الكهروضوئية، ولكنه قد ينخفض ​​أيضًا إلى ما دون الحد الأدنى لجهد نقطة التتبع القصوى (MPPT) أو جهد بدء التشغيل الخاص بوحدة التحكم. تحقق من جهد نقطة التتبع القصوى (Vmp) عند أعلى درجة حرارة متوقعة للخلايا، بما في ذلك حرارة السطح وظروف الرياح الخفيفة.

قد يؤدي فقدان الإشارة في الكابلات إلى انخفاض جهد التشغيل. كما أن التمديدات الطويلة على أسطح المنازل، والموصلات ذات القطر الصغير، والموصلات الساخنة تقلل من الجهد الواصل إلى وحدة التحكم. لذا، يجب مراعاة انخفاض الجهد المتوقع عند فحص جانب التيار الساخن، خاصةً عند استخدام عدد قليل من الوحدات المتصلة على التوالي في التصميم.

يوفر جهاز التحكم ذو نطاق تشغيل MPPT واسع مرونة أكبر في التصميم، ولكنه لا يلغي الحاجة إلى حساب Voc البارد و Vmp الساخن.

تحويل طاقة الخلايا الكهروضوئية إلى تيار البطارية

تستقبل البطارية الطاقة المُحوّلة، وليس التيار المُدوّن على لوحة الخلايا الكهروضوئية. يُقدّر الحد الأقصى لتيار الشحن بضرب قدرة الخلايا الكهروضوئية في كفاءة وحدة التحكم، ثم قسمة الناتج على الحد الأدنى لجهد شحن البطارية. أضف أحمال التيار المستمر المتزامنة، وخذ في الاعتبار جهد البطارية عند المرحلة التي يكون فيها تيار الشحن في أعلى مستوياته.

قارن النتيجة مع معدل خرج وحدة التحكم، وحدود شحن البطارية من الشركة المصنعة، وحدود نظام إدارة البطارية، وقضيب التوصيل، والفيوز، ومفتاح الفصل، وسعة التيار الكهربائي للكابل المستمر. قد تتطلب مجموعة بطاريات 48 فولت تيارًا أعلى بعدة مرات من سلسلة الألواح الشمسية عالية الجهد للحصول على نفس القدرة. يجب حساب الارتفاع الحراري وانخفاض الجهد بدلًا من التخمين.

• تحقق من قبول البطارية عند مستويات الشحن المنخفضة والعالية.

الفحص العملي 2

• قم بتنسيق تصنيف قطع الصمامات مع تيار عطل البطارية.
• سجل طول الموصل، ومساره، ودرجة الحرارة المحيطة، وطريقة التوصيل.

تحديد ما إذا كان تضخيم حجم الألواح الكهروضوئية متعمداً

يمكن أن يؤدي استخدام الألواح الكهروضوئية الإضافية إلى تحسين إنتاجية المحاصيل خلال فترات ضعف أشعة الشمس وفصول الانتقال. كما يمكن أن يتسبب في انخفاض الإنتاجية، أو زيادة تيار قصر الدائرة، أو زيادة الحمل الحراري. ولا يُسمح بزيادة حجم الألواح إلا ضمن حدود الجهد والتيار وانخفاض الإنتاجية والظروف البيئية الخاصة بكل طراز.

اكتب نطاق القطع المتوقع في المواصفات. إذا كانت البطارية ممتلئة بحلول منتصف النهار، فقد لا تضيف الألواح الكهروضوئية الإضافية سوى القليل من الطاقة؛ أما إذا كانت الطاقة الشتوية هي المشكلة، فقد يكون تركيب مجموعة أكبر من الألواح الكهروضوئية مجديًا. إذا كان تيار شحن البطارية هو العائق، فإن إضافة ألواح إضافية لا يحل المشكلة. قد يكون الحل هو استخدام وحدة تحكم مختلفة أو نظام منسق. حلول العاكس الشمسي الهجين قد يكون هذا هو التصميم المعماري الصحيح.

قم بتكليف المصمم بناءً على الحسابات

يجب أن تُعيد عملية التشغيل إنتاج الافتراضات التي بررت عملية الشراء. قم بقياس جهد السلسلة قبل التوصيل، وجهد تشغيل الألواح الكهروضوئية، وتيار البطارية أثناء الإشعاع الشمسي القوي، ودرجة حرارة وحدة التحكم، وانخفاض الكابل، وأي انقطاع أو حدث إنذار.

صوّر ملصقات الأسلاك، وقيم المصهرات، ونهايات الكابلات. تأكد من تطابق عدد التوصيلات المتصلة على التوالي والتوازي مع الرسم المعتمد. احتفظ بالسجل المكتمل لفرق الصيانة؛ إذ إن استبدال لوحة واحدة أو تغيير جهد البطارية قد يُبطل الهوامش الأصلية.

بالنسبة للمشاريع المتكررة، استخدم القيم المستهدفة وحدود القبول. هذا يمنح فرق الشراء والتركيب والصيانة نفس تعريف وحدة التحكم الناجحة.

تنسيق الحماية على جانبي العاصمة واشنطن

تعتمد حماية جانب الألواح الكهروضوئية على تيار السلسلة، والتعرض للتيار العكسي، وحجم الموصل، وعدد السلاسل المتوازية. أما حماية جانب البطاريات فتواجه تيار عطل أعلى بكثير. وقد يكون المصهر المناسب لسلسلة الألواح الكهروضوئية غير مناسب تمامًا بجانب مجموعة بطاريات الليثيوم.

حدد عوازل التيار المستمر، وسعة قطع المصهر، وسعة التيار للموصل، وحدود درجة حرارة الأطراف، وشروط الغلاف. يجب أن تعزل الحماية العطل دون تجاوز تصنيفات وحدة التحكم أو الكابل المتصل بها.

قم بمطابقة ملف تعريف الشحن مع البطارية

لا يكون تيار خرج وحدة التحكم مفيدًا إلا عندما تكون البطارية قادرة على استيعابه. قد تُقلل أنظمة الليثيوم تيار الشحن عبر نظام إدارة البطارية (BMS) عند اقترابها من حدود درجة الحرارة أو حالة الشحن. قد تتطلب بنوك بطاريات الرصاص الحمضية مرحلة امتصاص طويلة، مما يُغير الحمل الحراري حتى عندما يكون تيار الذروة منخفضًا.

تأكد من إعدادات الشحن السريع، والامتصاص، والشحن العائم، والمعادلة، وقطع التيار عند درجات الحرارة المنخفضة، وإعادة التشغيل مع الشركة المصنعة للبطارية. لا يضمن وجود ملصق جهد متوافق توافق ملف تعريف الشحن.

ضع في اعتبارك عدم التطابق والظل وفقدان الكابل

قد يؤدي التظليل الجزئي إلى تفعيل ثنائيات التجاوز وتقليل جهد السلسلة الفعال. كما أن عدم تطابق الوحدات، والأوساخ، ومقاومة الموصلات، وطول الكابلات تؤثر على نقطة التشغيل. قد تعمل سلسلة تقع ضمن نطاق نقطة التشغيل القصوى (MPPT) نظريًا بالقرب من الحد الأدنى في ظروف حارة ومظللة.

راجع تصميم السطح ومسار الكابلات قبل تثبيت عدد الكابلات المتسلسلة. قم بقياس جهد التشغيل تحت ظل نموذجي أثناء التشغيل التجريبي عندما يحتوي الموقع على جدران واقية أو أشجار أو هوائيات أو اتجاهات متعددة للسطح.

حوّل العملية الحسابية إلى سجل قبول

يجب أن تتضمن وثيقة الشراء بيانات المصدر، ودرجات حرارة التصميم، والصيغ، والهوامش، وافتراضات الكابلات، وتصنيفات الحماية. سجّل رقم إصدار الوحدة بدقة، لأن لوحة أحدث بنفس القدرة الكهربائية قد تحتوي على قيم مختلفة لجهد الدائرة المفتوحة (Voc) أو جهد التشغيل الأمثل (Vmp) أو معاملات درجة الحرارة.

استخدم قيمًا مستهدفة وقيم رفض منفصلة. يصف الهدف التشغيل المفضل؛ بينما تحدد قيمة الرفض متى يجب تصحيح الأسلاك أو عدد السلاسل أو اختيار وحدة التحكم أو إعدادات البطارية قبل التسليم.

تشخيص انخفاض المحصول دون تخمين

انخفاض الطاقة عن المتوقع لا يشير بالضرورة إلى عطل في وحدة التحكم. قد تصل البطارية إلى حد شحنها قبل الأوان، أو قد يحدث قص في إشارة المصفوفة الشمسية، أو قد يكون جهد التشغيل الأمثل (Vmp) مرتفعًا وقريبًا من حدود التتبع. كما يمكن أن يتسبب فقدان الكابلات أو وجود الظل في ظهور أعراض مشابهة.

قارن بين جهد الخلايا الكهروضوئية المقاس، وتيار البطارية، ودرجة حرارة وحدة التحكم، ووقت القطع، وحالة الشحن مع الحسابات الأصلية. يُسهم وجود خط أساس للتشغيل في اتخاذ قرارات الصيانة اللاحقة بناءً على الأدلة.

الأسئلة المتداولة

لماذا قد يتعطل جهاز التحكم في صباح بارد مشمس؟

تؤدي الخلايا الباردة إلى زيادة جهد الدائرة المفتوحة للمصفوفة. إذا تجاوز جهد السلسلة المتسلسلة الحد الأقصى لإدخال وحدة التحكم، فقد تتعطل وحدة التحكم أو تتعرض للتلف على الرغم من أن جهد التشغيل العادي يبدو مقبولاً.

هل يجب حساب تيار البطارية عند الجهد الاسمي؟

استخدم أقل جهد شحن واقعي لتقدير الحد الأقصى للتيار، ثم تحقق من النتيجة مقابل وحدة التحكم، ونظام إدارة البطارية، والكابلات، وقضبان التوصيل، وأجهزة الحماية.

هل يمكن لمجموعة أكبر من الخلايا الكهروضوئية أن تعوض عن وحدة تحكم صغيرة؟

يُسمح بذلك فقط ضمن حدود التكبير والتصغير الموثقة. لا يمكن أن تؤدي الألواح الشمسية الإضافية إلى زيادة معدل تيار خرج وحدة التحكم أو حد قبول شحن البطارية.

في أقرب وقت

توفر شركة Soonest أجهزة التحكم بالطاقة الشمسية، والمحولات، والبطاريات، ودعم الأنظمة من خلال مجموعة منتجات الطاقة الشمسيةيمكن للمشترين الاطلاع على معلومات الشركة على صفحة "نبذة عنا" ولا يتم تقييم وحدة التحكم إلا بعد توثيق متطلبات الجهد البارد وتيار الشحن والحماية والتشغيل.