عندما تفكر في استخدام الطاقة الشمسية، فإن أول ما يتبادر إلى الذهن هو الألواح. ومع ذلك، فإن الجزء الأكثر أهمية في النظام هو في الواقع العاكس . تعمل محولات الطاقة الشمسية كعقل للتركيب الشمسي وتجعله حتى تتمكن من استخدام الكهرباء التي تنتجها الألواح الشمسية.
نظرًا لأن المحولات مهمة جدًا، فقد يكون من المخيف بعض الشيء معرفة إعداد العاكس المناسب لمنزلك. سيساعدك هذا الدليل على فهم كيفية عمل العواكس، والأنواع المتوفرة، وإعدادات العاكس الشمسي المناسب لك.
الماخذ الرئيسية
- تقوم محولات الطاقة الشمسية بتحويل كهرباء التيار المستمر التي تنتجها الألواح الشمسية إلى كهرباء تيار متردد يمكن استخدامها بالفعل بواسطة الأجهزة المنزلية.
- محولات الأوتار هي أقدم أنواع العاكس وتعمل بشكل جيد للمنازل ذات الأسقف البسيطة التي لا تحتوي على تظليل.
- يتم إرفاق Microinverters بكل لوحة، مما يزيد من إنتاج النظام، وهي رائعة لتصميمات الأنظمة المعقدة – لكنها الخيار الأكثر تكلفة.
- تمنحك مُحسِنات الطاقة أفضل قيمة من خلال توفير العديد من نفس مزايا المحولات الصغيرة، دون دفع ثمن باهظ.
- ستستمر شعبية Microinverters ومحسنات طاقة التيار المستمر في الارتفاع مع انخفاض أسعارها بسبب ميزاتها المتقدمة على استخدام محولات السلسلة وحدها.
اقرأ أيضا:
كيف تعمل محولات الطاقة الشمسية؟
عندما تنتج الألواح الشمسية الكهرباء، فإنها تنتج شيئًا يسمى التيار المباشر، أو الكهرباء المستمرة. ومع ذلك، فإن معظم الأجهزة المنزلية لا تستخدم كهرباء التيار المستمر للعمل. هذا هو المكان الذي يأتي فيه العاكس: تتدفق الكهرباء من الألواح الشمسية إلى العاكس الشمسي، والذي يحول بعد ذلك كهرباء التيار المستمر إلى تيار متناوب (AC) يمكنه بالفعل تشغيل الأجهزة.
اعرف المزيد : التيار المتردد مقابل طاقة التيار المستمر
تقوم محولات الطاقة الشمسية بأكثر من مجرد تحويل الكهرباء – فهي تساعد أيضًا على زيادة كمية الطاقة الشمسية التي ينتجها نظامك. ليس ذلك فحسب، فهم يتأكدون من أن نظامك الشمسي يعمل بأمان قدر الإمكان من خلال اكتشاف التيارات الكهربائية غير الطبيعية وانقطاعات شبكة المرافق لمنع الأضرار التي لحقت بالألواح الشمسية والمنزل وعمال المرافق.
اقرأ أيضا:
أنواع محولات الطاقة الشمسية
سيوصي مثبت الطاقة الشمسية الخاص بك بالعاكس الذي يجب عليك استخدامه وسيتم تضمينه في تصميم نظامهم. سيتم تحويل تكلفة العاكس إلى التكلفة الكاملة لتركيب الطاقة الشمسية.
هناك أربعة خيارات رئيسية يجب مراعاتها عند تصميم نظام الطاقة الشمسية في منزلك:
- محولات الأوتار
- Microinverters
- محسنون للطاقة
- محولات هجينة
هناك أنواع أخرى من محولات الطاقة الشمسية التي تُستخدم للتركيبات ذات الحجم التجاري وخارج الشبكة مثل المحولات المركزية والمحولات المستقلة، لكننا لن نركز عليها.
دعنا ندخل في تفاصيل بعض المحولات التي ستصادفها بالفعل عند تركيب الألواح الشمسية في منزلك.
محولات الأوتار
أفضل الماركات: Fronius ، SMA
متوسط سعر النظام الشمسي بقدرة 6 كيلوواط: 1000 دولار – 1500 دولار
الأنسب لـ: المنازل ذات الأسقف البسيطة والقليل من الظل أو انعدامه
محولات الأوتار هي أقدم تقنية لعواكس الطاقة الشمسية، وهي مصممة للعمل مع الألواح الشمسية الموصولة ببعضها البعض في سلاسل.
يتم إرسال الكهرباء التي تنتجها سلسلة اللوحات مرة واحدة إلى العاكس، حيث يتم تحويلها إلى طاقة التيار المتردد، ثم يتم إرسالها إلى أجهزتك. تحتوي محولات السلسلة على أقل كمية من الأجهزة، مما يجعلها العاكس الأكثر فعالية من حيث التكلفة للتركيب .
يمكنك الحصول على مزيد من التفاصيل حول كيفية عملها من خلال قراءة دليلنا الكامل لمحولات السلسلة .
على الرغم من كونها العاكس الشمسي الأصلي، إلا أنها ليست مثالية. التظليل له تأثير أكبر على الأنظمة الشمسية التي تستخدم محولات سلسلة بسبب الطريقة التي يجب أن تكون بها الألواح سلكية معًا. بشكل أساسي، إذا تم تقليل إخراج إحدى اللوحات عن طريق التظليل، فإن إخراج جميع اللوحات في السلسلة سينخفض أيضًا.
يمكنك أيضًا مواجهة مشكلات مع محولات السلسلة إذا كان لديك سقف معقد حيث تحتاج إلى تثبيت الألواح على أسطح متعددة أو في العديد من الزوايا المختلفة. بالإضافة إلى ذلك، يجب استبدال محولات السلسلة عادةً كل 10 إلى 12 عامًا. وإذا تعطل عاكس السلسلة الخاص بك، فإن نظامك بالكامل ينهار. ومع ذلك، فإن البطانة الفضية أسهل في الإصلاح من بعض الأنواع الأخرى من العواكس.
Microinverters
أفضل الماركات: Enphase
متوسط سعر النظام الشمسي بقدرة 6 كيلوواط: 2000 دولار – 2500 دولار
الأنسب لـ: المنازل ذات الأسطح المعقدة وبعض التظليل، وأصحاب المنازل الذين قد يرغبون في توسيع نظامهم الشمسي في المستقبل
تقوم أجهزة Microinverters بتحويل التيار المستمر إلى التيار المتردد في الجزء الخلفي من كل لوحة. ظهرت Enphase في الساحة في عام 2008 بتقنيتها الجديدة للعاكس، المحول الصغير، على أمل أن تحل جميع مشاكل الأداء المزعجة التي تأتي مع تثبيت محول سلسلة تقليدي.
من خلال وجود محول ميكرو في الجزء الخلفي من كل لوحة، لا داعي للقلق بشأن التظليل أو الاتجاه كما تفعل مع محولات السلسلة لأن كل لوحة تتم مراقبتها على حدة. في الواقع، وجدت دراسة أجريت في جامعة فيرجينيا أن التركيبات الشمسية المظللة التي تستخدم المحولات الدقيقة كانت أكثر كفاءة بنسبة 27٪ من تلك التي تستخدم محولات سلسلة. بالإضافة إلى أنها مكفولة لمدة 25 عامًا!
لإلقاء نظرة فاحصة على microinverters وكيفية عملها، راجع دليلنا المتعمق هنا .
على الرغم من أن المحولات الدقيقة تحل العديد من المشكلات التي تأتي مع محولات السلسلة، إلا أن لديها مجموعة خاصة بها من الجوانب السلبية. بشكل أساسي ، يتم تثبيت حوالي 1000 دولار أكثر من محولات السلسلة . لكن السعر ليس هو المشكلة الوحيدة – فوجود عاكس في الجزء الخلفي من كل لوحة يعني أن لديك الكثير من الأجهزة على سطحك، مما يزيد من فرص حدوث عطل ما.
وإذا كان هناك عاكس مكسور، فعليك أن تجعل شخصًا ما على السطح ليحل محله (عادةً، المثبت الذي قام بإعداد نظامك).
محسنات الطاقة
أفضل الماركات: SolarEdge
متوسط سعر النظام الشمسي بقدرة 6 كيلوواط: 1300 دولار – 1800 دولار
الأنسب لـ: المنازل ذات الأسطح المعقدة وبعض التظليل
محسنات الطاقة، التي تسمى أيضًا محسنات طاقة التيار المستمر أو محولات طاقة التيار المستمر، تشبه إلى حد كبير المحولات الدقيقة من حيث أنها متصلة بالجزء الخلفي من كل لوحة شمسية وتسمح بمراقبة اللوحة الفردية. ومع ذلك، فهم لا يحولون الكهرباء من التيار المستمر إلى التيار المتردد. بدلاً من ذلك، يقوم المحسنون بزيادة إنتاج كل لوحة فردية إلى الحد الأقصى وإرسالها إلى عاكس سلسلة، حيث يتم تحويل كهرباء التيار المستمر إلى كهرباء التيار المتردد.
هل تريد المزيد من التفاصيل؟ تحقق من انهيار مُحسِّن طاقة التيار المستمر .
تسمح لك أدوات تحسين الطاقة بتجاوز مشكلات محولات السلسلة التقليدية وتسخير فوائد المحولات الدقيقة – دون الحاجة إلى دفع ذراع أو ساق. كما أنها تجعل من السهل تركيب البطاريات الشمسية مع الألواح الخاصة بك.
بالإضافة إلى ذلك، يضيفون حوالي 300 دولار فقط فوق تكاليف محول السلسلة لتركيب شمسي متوسط . ولأنها تزيد من كمية الطاقة التي ينتجها نظامك، فهي تستحق العناء.
أحد الجوانب السلبية هو أنه إذا كان أحد محسِّن الطاقة يواجه مشكلة، فيجب إيقاف تشغيل النظام بأكمله لاستبداله، مما يعني أنك قد لا تنتج الطاقة الشمسية لبضع ساعات أثناء إصلاحها. قد يكون من الصعب أيضًا اكتشاف ما إذا كانت المشكلات المتعلقة بالنظام الشمسي ناتجة عن مُحسِّن الطاقة أو عاكس السلسلة.
وعلى الرغم من أن المُحسِنين أنفسهم مكفولون لمدة 25 عامًا، فإن العاكس سيستمر 12 عامًا فقط. هذا يعني أنك ستحتاج إلى أن يأتي شخص ما ويستبدل العاكس الخاص بك في مرحلة ما. إنها ليست صفقة ضخمة، لكنها نوعًا من الإزعاج (ناهيك عن الاضطرار إلى تتبع ضمانين منفصلين) وتكلفة إضافية لاحقًا.
محولات هجينة
أفضل الماركات: Outback
متوسط سعر النظام الشمسي بقدرة 6 كيلوواط: 1500 دولار – 3000 دولار
الأنسب لـ: المنازل المزودة بأنظمة تخزين الطاقة الشمسية
مع زيادة اهتمام الجمهور بالمرونة واستقلال الطاقة، تجدر الإشارة إلى أن المحولات الهجينة تتوافق جيدًا مع أنظمة النسخ الاحتياطي للبطارية المنزلية .
تمتلك المحولات الهجينة القدرة على تحويل الكهرباء التي تعمل بالتيار المستمر من الألواح الشمسية إلى طاقة التيار المتردد لمنزلك، وكذلك القدرة على تحويل كهرباء التيار المتردد من الشبكة الكهربائية إلى طاقة التيار المستمر لشحن بنك البطارية الخاص بك.
يمكن أن تختلف تكلفة العاكس الهجين بشكل كبير، اعتمادًا على الميزات التي يمتلكها . من الممكن العثور على أجهزة بسعر رخيص، ولكن إذا كنت تريد المزيد من القدرات المتقدمة، فسيتعين عليك أن تكون على استعداد لدفع المزيد من الأموال.
تعلم كل شيء عن العواكس الهجينة هنا .
كما أنها تأتي مع وحدة تحكم في الشحن لاكتشاف وقت توجيه الطاقة الشمسية بذكاء إلى:
- نظام تخزين الطاقة الخاص بك،
- دوائر منزلك، أو
- الشبكة
يمكن لوحدة التحكم في الشحن أيضًا سحب الكهرباء من الشبكة لشحن البطارية. ليس هذا فقط – بعض المحولات الهجينة لها أوضاع متعددة، والتي يمكن تهيئتها لتوفير الطاقة للدوائر المنزلية الأساسية عندما تكون شبكة الطاقة معطلة.
كيف يبدو مستقبل محولات الطاقة الشمسية؟
تكتسب إلكترونيات الطاقة على مستوى الوحدة (MLPEs)، مثل محسّنات الطاقة والمحولات الدقيقة، شعبية متزايدة منذ طرحها في السوق في عام 2008، ولا تظهر أي علامات على التباطؤ. وفقًا لتقرير صادر عن Berkeley Lab، تم تثبيت 94٪ من أنظمة الطاقة الشمسية في عام 2020 ببعض أشكال MPLE.
ومع ذلك، هذا ليس كل هذا مفاجأة. أثناء تثبيت أجهزة microinverters ومحسنات التيار المستمر يزيد من تكلفة تركيب الألواح الشمسية، فإنها توفر العديد من المزايا الإضافية، مثل المراقبة على مستوى اللوحة، الأمر الذي يستحق التكلفة.
تفي MPLEs أيضًا بمتطلبات سلامة الإغلاق السريع المنصوص عليها في National Electric Code (NEC) لحماية المستجيبين للطوارئ في حالة نشوب حريق. لماذا تقوم بتثبيت محول سلسلة من تلقاء نفسه عندما تكون هناك طريقة مثبتة لجعل النظام أكثر أمانًا، ويعمل بشكل أفضل، ويجعل التصميم أسهل؟
ما هو أفضل محول للطاقة الشمسية لتركيبات الطاقة الشمسية المنزلية؟
ستمنحك محسّنات طاقة التيار المستمر أفضل قيمة مقابل ما تدفع مقابله، خاصة إذا كان لديك تصميم نظام أكثر تعقيدًا أو إذا كنت تتطلع إلى دمج تخزين البطارية الشمسية.
إنها تتيح لك مراقبة أداء الألواح الخاصة بك، وتعظيم أداء نظامك الشمسي، ولن يكسر البنك (مثل المحولات الصغيرة). نوصي باستخدام مُحسِّن الطاقة SolarEdge DC ، نظرًا لأنها واحدة من الشركات المصنعة الوحيدة ذات السمعة الطيبة لمُحسِّن الطاقة في السوق .
على الرغم من ذلك، علينا أن نعترف بأن أحدث محول صغير Enphase، IQ8، مثير للإعجاب. IQ8 هو أول محول صغير يسمح للألواح الشمسية الخاصة بك بالبقاء في حالة انقطاع التيار الكهربائي حتى لو لم يكن لديك بطارية. هذه صفقة كبيرة جدًا لأصحاب المنازل الذين يعيشون في مناطق تعاني من انقطاع التيار الكهربائي بشكل منتظم ولكن لا يمكنهم إنفاق مبلغ إضافي قدره 10000 دولار (أو أكثر!) للطاقة الاحتياطية للبطارية الشمسية.
بالطبع، يعتمد إعداد العاكس الأفضل بالنسبة لك ومقدار التكلفة على وضعك الفردي. للعثور على نوع العاكس المناسب لمنزلك، نوصي بالحصول على عروض أسعار من مثبتات الطاقة الشمسية المحلية في منطقتك والذين يمكنهم تقييم ظروف السقف واستهلاك الطاقة لتحديد ما هو أكثر منطقية. أسهل طريقة لمقارنة عروض الأسعار من مُثبِّتات حسنة السمعة بالقرب منك هي باستخدام حاسبة الألواح الشمسية الخاصة بنا .