الملخص: تشير كفاءة محولات الطاقة الشمسية إلى السوق المتنامية لمحولات الطاقة الشمسية (المحولات الكهروضوئية) بسبب الطلب على الطاقة المتجددة. تتطلب هذه العا...
تشير كفاءة محولات الطاقة الشمسية إلى السوق المتنامية لمحولات الطاقة الشمسية (المحولات الكهروضوئية) بسبب الطلب على الطاقة المتجددة. تتطلب هذه العاكسات كفاءة وموثوقية عالية للغاية. تم دراسة دوائر الطاقة المستخدمة في هذه العاكسات، وتم التوصية بأفضل الخيارات لأجهزة التبديل والتصحيح. يظهر الهيكل العام للعاكس الكهروضوئي في الشكل 1. هناك ثلاثة محولات مختلفة للاختيار من بينها. يضيء ضوء الشمس على وحدات الطاقة الشمسية المتصلة على التوالي، وتحتوي كل وحدة على مجموعة من وحدات الخلايا الشمسية المتصلة على التوالي. يبلغ جهد التيار المباشر (DC) الناتج عن وحدات الطاقة الشمسية مئات الفولتات، وتعتمد القيمة المحددة على ظروف الإضاءة لمصفوفة الوحدات، ودرجة حرارة البطارية، وعدد الوحدات المتصلة على التوالي.
الوظيفة الأساسية لهذا النوع من العاكس هي تحويل جهد التيار المستمر الداخل إلى قيمة مستقرة. يتم تنفيذ هذه الوظيفة بواسطة محول التعزيز وتتطلب مفتاح تعزيز وصمام ثنائي معزز. في الهيكل الأول، بعد مرحلة التعزيز يوجد محول جسر كامل معزول. دور محول الجسر الكامل هو توفير العزل. يتم استخدام محول الجسر الكامل الثاني الموجود على المخرج لتحويل DC-DC لمحول الجسر الكامل للمرحلة الأولى إلى جهد تيار متناوب (AC). يتم تصفية مخرجاته قبل توصيله بشبكة التيار المتردد عبر مفتاح مرحل إضافي ثنائي الاتصال،
والغرض من ذلك هو توفير عزل آمن في حالة حدوث عطل وعزل عن شبكة إمدادات الطاقة ليلاً. الهيكل الثاني هو محلول غير معزول. ومن بينها، يتم توليد الجهد المتردد مباشرة بواسطة جهد التيار المستمر الناتج عن مرحلة التعزيز. يستخدم الهيكل الثالث الهيكل الطوبولوجي المبتكر لمفاتيح الطاقة وثنائيات الطاقة لدمج وظائف التعزيز وتوليد التيار المتردد في طوبولوجيا مخصصة. على الرغم من أن كفاءة تحويل الألواح الشمسية منخفضة جدًا، إلا أن كفاءة العاكس عالية قدر الإمكان، حيث أن ما يقرب من 100% مهم جدًا. وفي ألمانيا، من المتوقع أن تولد وحدات السلسلة بقدرة 3 كيلووات المثبتة على السطح المواجه للجنوب 2550 كيلووات في الساعة سنويًا. إذا تمت زيادة كفاءة العاكس من 95% إلى 96%، فيمكن توليد 25 كيلووات ساعة إضافية كل عام. إن تكلفة استخدام وحدات الطاقة الشمسية الإضافية لتوليد 25 كيلووات في الساعة تعادل إضافة عاكس. وبما أن زيادة الكفاءة من 95% إلى 96% لن تؤدي إلى مضاعفة تكلفة العاكس، فإن الاستثمار في عاكس أكثر كفاءة يعد خيارًا لا مفر منه. بالنسبة للتصميمات الناشئة، يعد التحسين الأكثر فعالية من حيث التكلفة في كفاءة العاكس معيارًا رئيسيًا للتصميم. أما بالنسبة لموثوقية العاكس وتكلفته، فهناك معياران آخران للتصميم. يمكن للكفاءة العالية أن تقلل من تقلبات درجات الحرارة أثناء دورة التحميل، وبالتالي تحسين الموثوقية، وبالتالي فإن هذه المعايير مرتبطة فعليًا. سيؤدي استخدام الوحدات أيضًا إلى تحسين الموثوقية.
