إذا كانت الألواح الشمسية تمثل قوة نظام الطاقة الشمسية، فإن العاكس هو دماغها، وتعمل معًا لضمان حصولك على أقصى قدر من الكهرباء، معظم الناس على دراية بالألواح الشمسية لأنها الجزء الأكثر وضوحًا في نظام الطاقة الشمسية، لكن العاكس الشمسي عنصر مهم بنفس القدر يجب مراعاته؛ لأنه يسمح بتحويل الكهرباء من أشعة الشمس إلى كهرباء مفيدة لمنزلك.

في هذا المقال، سنلقي نظرة على ما يفعله العاكس الشمسي، وكيف تعمل محولات الطاقة الشمسية، ولماذا تحتاج إلى محولات الطاقة الشمسية، وما هو مقدار تكلفة العاكس الشمسي.

كيف يعمل العاكس الشمسي؟

تولد الألواح الشمسية كهرباء ذات تيار مستمر (DC)، ولكن منزلك يعمل بكهرباء التيار المتردد (AC)، لذلك لديك مشكلة، هذا هو الوقت الذي يتدخل فيه العاكس الشمسي.

إذن ما هو العاكس؟ الغرض الأساسي من عاكس الألواح الشمسية هو تحويل كهرباء التيار المستمر من الألواح الشمسية إلى كهرباء AC قابلة للاستخدام لمنزلك، ولهذا السبب يمكنك أيضًا اعتبار العاكس الشمسي محول للطاقة الشمسية.

نظرًا لأن معظم الأجهزة تستخدم طاقة التيار المتردد، يتعين على نظام الطاقة الشمسية الخاص بك تحويل طاقة التيار المستمر هذه إلى كهرباء مفيدة قبل استخدامها لتشغيل هذه الأجهزة، العقل الكامن وراء هذا التحويل هو العاكس الخاص بك، والذي يسمح لنظام الطاقة الشمسية الخاص بك بتوفير الطاقة لأجهزتك الإلكترونية.

أيضًا، عند توصيل منزل يعمل بالطاقة الشمسية بالشبكة الكهربائية الموجودة في المنزل، يعمل عاكس الطاقة المنزلية كوسيط بين منزلك والشبكة الكهربائية، وهذا ما يسمى العاكس الشبكي، ويسمح عاكس الربط الشبكي لمنزلك بالحصول على طاقة غير منقطعة، بغض النظر عن مقدار الطاقة التي تولدها الألواح الشمسية.

في الحالة التي ينتج فيها نظام الطاقة الشمسية الخاص بك كهرباء أكثر مما يستهلكه منزلك، يمكن للعاكس الكهروضوئي إعادة هذه الطاقة الإضافية إلى الشبكة، أو قد تكون في موقف تنتج فيه الألواح الخاصة بك بعض الطاقة، ولكنها ليست كافية لتشغيل منزلك بالكامل، لذلك يخلط العاكس الطاقة الشمسية مع طاقة الشبكة.

في الليل، عندما لا تنتج الألواح الشمسية الكهرباء، قد يحتاج منزلك إلى 100٪ من طاقته من الشبكة، أو قد يتمكن العاكس من مزج بعض طاقة الشبكة مع بعض الطاقة المخزنة في البطاريات الشمسية.

في كلتا الحالتين، تقع على عاتق عاكس الشبكة مسؤولية التأكد من أن منزلك لديه كل الطاقة التي يحتاجها في أي من هذه السيناريوهات، ولن تلاحظ أي تغيير أثناء التبديل بينهما.

الفرق بين التيار المستمر DC والتيار المتردد AC 

أفضل طريقة للإجابة “ماذا يفعل العاكس؟” هو فهم الفرق بين التيار المستمر والتيار المتردد.

تتضمن كهرباء التيار المستمر (DC) تدفق الشحنة الكهربائية في اتجاه واحد فقط، على العكس من ذلك، فإن كهرباء التيار المتردد (AC) هي المكان الذي يغير فيه تدفق التيار اتجاهه بشكل مستمر.

عندما تضرب أشعة الشمس الألواح الكهروضوئية، فإنها تحفز حركة الإلكترونات في الخلايا الشمسية، هذه الحركة في اتجاه واحد مما يؤدي إلى توليد الكهرباء بالتيار المستمر، تجمع الدوائر الموجودة داخل الألواح الشمسية هذا التيار وتغذيه في العاكس الكهروضوئي للطاقة الشمسية، والذي يحول التيار الكهربائي المستمر إلى كهرباء تيار متردد.

فوائد العاكس الشمسي

بينما يسمح لك عاكس الطاقة الشمسية الكهروضوئي بالحصول على تيار قابل للاستخدام من أشعة الشمس، فهذا ليس كل ما يمكنه فعله، يمكن أن يساعد عاكس الألواح الشمسية في زيادة إنتاج الطاقة لديك، ومراقبة مخرجات نظامك، والتواصل مع شبكة المرافق، واكتشاف الأعطال التي قد تؤدي إلى إتلاف نظام الطاقة الشمسية لديك.

• تعظيم إنتاج الطاقة

تتعقب محولات الطاقة الشمسية جهد صفيفك الشمسي لزيادة الطاقة التي تعمل بها الألواح الشمسية، حتى تتمكن من توليد أكثر وأنظف كهرباء ممكنة.

تنتج محولات الطاقة الشمسية المنزلية المرتبطة بالشبكة أيضًا موجة جيبية أكثر نقاءً (مقياس لمدى سلاسة اتجاه التغييرات الحالية) مقارنةً بالعاكسات منخفضة التكلفة التي تولد موجة جيبية معدلة، مما يضمن الأداء السلس والفعال للأجهزة الحساسة الخاصة بك.

• مراقبة مخرجات النظام

من المثير أن ترى نظام الطاقة الشمسية الخاص بك يولد آلاف الواط في يوم مشمس، ولذلك بطبيعة الحال يرغب معظم مالكي المنازل في طريقة لمراقبة أداء استثماراتهم.

تأتي معظم محولات الألواح الشمسية مع طريقة ما لعرض كمية الطاقة التي تنتجها حاليًا، وبعضها يسمح لك بتتبع أداء نظامك الشمسي من خلال تطبيق جوال أو موقع ويب.

إذا لم تعمل الأشياء كما ينبغي، فإن بعض محولات المنزل تتحقق من أداء نظام الطاقة الشمسية تلقائيًّا وتنبّهك إذا اكتشفت مشكلة في أي مكون، يمكنك أيضًا استخدام تتبع أداء العاكس المنزلي للتحقق بشكل دوري من كيفية عمل مكونات نظامك بنفسك، والتأكد من أنها تولد الكمية الصحيحة من الكهرباء.

• التواصل جي مع شبكة المرافق

في حالة انقطاع التيار الكهربائي المؤقت، تضمن محولات الطاقة الشمسية عدم نقل الكهرباء من الألواح إلى خطوط الطاقة الخارجية، بهذه الطريقة، سيتم حماية أي عامل خط قد يقوم بفحص الشبكة أو إصلاحها من الإصابة.

إذا كان لديك بنك كامل للبطاريات الشمسية، أو إذا كانت أسرتك لا تتطلب كل الكهرباء الشمسية التي يتم توليدها، فيمكن للعاكس أيضًا تغذية الكهرباء الفائضة في الشبكة لمساعدتك على توليد صافي أرصدة الطاقة.

• اكتشاف الخطأ

يمكن أن يؤدي تقادم الأسلاك الكهربائية ومعدات الطاقة الشمسية الخاصة بك وتدهورها إلى حدوث أعطال كهربائية خطيرة، مثل الأعطال الأرضية أو الأقواس، إذا لم يتم صيانتها بشكل صحيح، في حالة حدوث مثل هذا الحدث، سيكتشف عاكس الطاقة الشمسية المشكلة بسرعة ويغلق، وبالتالي حماية بقية النظام، وتنبيهك بشأن الحاجة إلى الخدمة قبل حدوث أي ضرر إضافي.

مقارنة أنواع مختلفة من محولات الطاقة الشمسية

تعتمد محولات الطاقة الشمسية التي ستستخدمها شركة الطاقة الشمسية الخاصة بك على مدى تعقيد السقف الخاص بك، ومدى وتكرار الظل على سطحك، والغرض من استخدامك للطاقة الشمسية، وإرشادات المرافق في منطقتك السكنية، والشركات المصنعة التي تعاقدت معهم، وغيرها من العوامل.

الأنواع الأربعة الرئيسية لمحولات الطاقة الشمسية هي محولات السلسلة، والمحولات الدقيقة، ومحسنات الطاقة، والمحولات الهجينة، ولكل منها مزايا وعيوب.

• سلسلة العاكس

يُطلق عليه أيضًا العاكس “المركزي”، وهو مناسب لتصميمات أنظمة الطاقة الشمسية الأكثر بساطة، يتم توصيل مجموعة (مجموعة) من الألواح الشمسية بـ “سلسلة”، ويمكنك توصيل عدة سلاسل بعاكس مركزي واحد، تتدفق الطاقة الكهربائية من الألواح إلى العاكس المركزي، والذي يحول بعد ذلك كهرباء التيار المستمر إلى كهرباء تيار متردد قبل إتاحته لتشغيل منزلك.

العاكس الخيطي هو الأسهل في الصيانة؛ لأنه يقع عادةً في الطابق السفلي أو المرآب أو أي موقع آخر يسهل الوصول إليه، إنها أيضًا الأرخص، حيث تحتاج فقط إلى عاكس واحد لاستيعاب عدة سلاسل من الألواح عبر العديد من مستويات السقف، وأخيرًا عادةً ما يكون عاكس السلسلة أكثر متانة، لأنه إعداد أبسط يؤدي وظيفة أساسية أكثر.

الجانب السلبي لمحول سلسلة هو أن الأداء الضعيف في إحدى اللوحات يمكن أن يؤثر على اللوحات الأخرى في تلك السلسلة، نظرًا لأن العاكس الخيطي لا يمكنه تحسين أداء كل لوحة، فإنه ليس مناسبًا للأسطح ذات التظليل المنتظم، بالإضافة إلى ذلك لا يعمل عاكس السلسلة بشكل جيد في تصميمات الأنظمة المعقدة حيث لا يمكن بسهولة مطابقة اللوحات معًا في سلاسل.

عادةً ما يكون العاكس الخيطي هو الخيار الأفضل إذا كنت تريد حلًّا منخفض التكلفة، وكان سقف مكان الإقامة الخاص بك تخطيطًا أساسيًّا ويتلقى أشعة الشمس المُتّسقة.