بطارية حمض الرصاص الجل المختومة DKGB2-1200-2V1200AH

تركيب ومبدأ عمل نظام توليد الطاقة الكهروضوئية
تشمل أنظمة توليد الطاقة الكهروضوئية بشكل رئيسي الأنظمة المتصلة بالشبكة والأنظمة غير المتصلة بها. وكما يوحي الاسم، تنقل الأنظمة المتصلة بالشبكة الطاقة الكهربائية المولدة من الأنظمة الكهروضوئية إلى الشبكة الوطنية بالتوازي. تتكون هذه الأنظمة بشكل رئيسي من وحدات كهروضوئية، ومحولات، وصناديق توزيع، وملحقات أخرى. تعمل الأنظمة غير المتصلة بالشبكة بشكل مستقل، ولا تحتاج إلى الاعتماد على الشبكة العامة. يجب أن تكون هذه الأنظمة مزودة ببطاريات ووحدات تحكم شمسية لتخزين الطاقة، مما يضمن استقرار طاقة النظام وتزويد الحمل بالطاقة عندما لا يُنتج النظام الكهروضوئي الطاقة أو عندما يكون توليد الطاقة غير كافٍ في يوم غائم مستمر.

في أي شكل، مبدأ العمل هو أن وحدات الطاقة الضوئية تحول طاقة الضوء إلى تيار مستمر، ويتم تحويل التيار المستمر إلى تيار تحت تأثير العاكس، وذلك لتحقيق وظائف استهلاك الكهرباء والوصول إلى الإنترنت في النهاية.

1. وحدة الطاقة الكهروضوئية
وحدة الطاقة الشمسية الكهروضوئية هي الجزء الأساسي من نظام توليد الطاقة بأكمله، وتتكون من شرائح أو وحدات طاقة شمسية بمواصفات مختلفة، مقطوعة بآلة قطع بالليزر أو آلة قطع سلكية. ونظرًا لصغر تيار وجهد الخلية الكهروضوئية الواحدة، فمن الضروري أولًا توصيل جهد عالٍ على التوالي، ثم توصيل تيار عالٍ على التوازي، وإخراجه عبر صمام ثنائي (لمنع انتقال التيار العكسي)، ثم تغليفها على إطار من الفولاذ المقاوم للصدأ أو الألومنيوم أو أي مادة غير معدنية أخرى، وتثبيت الزجاج في الأعلى واللوحة الخلفية في الخلف، وملؤها بالنيتروجين، وإغلاقها بإحكام. تُجمع وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية على التوالي والتوازي لتكوين مصفوفة وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية، والمعروفة أيضًا باسم مصفوفة الطاقة الشمسية الكهروضوئية.

مبدأ العمل: تُشعّ الشمس على الوصلة شبه الموصلة pn، مُشكّلةً زوجًا جديدًا من إلكترونات الفجوات. تحت تأثير المجال الكهربائي للوصلة pn، تتدفق الفجوات من المنطقة p إلى المنطقة n، وتتدفق الإلكترونات من المنطقة n إلى المنطقة p. بعد توصيل الدائرة، يتكوّن تيار كهربائي. وظيفته تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية وإرسالها إلى بطارية التخزين لتخزينها، أو لتشغيل الحمل.

2. وحدة التحكم (لنظام خارج الشبكة)
وحدة التحكم الكهروضوئية هي جهاز تحكم آلي يمنع الشحن الزائد والتفريغ الزائد للبطارية تلقائيًا. يُستخدم المعالج الدقيق لوحدة المعالجة المركزية (CPU) عالي السرعة ومحول التحويل التناظري/الرقمي (A/D) عالي الدقة كنظام تحكم لجمع البيانات ومراقبتها بواسطة الحاسوب الدقيق، مما يتيح جمع حالة التشغيل الحالية لنظام الطاقة الكهروضوئية بسرعة وفي الوقت المناسب، والحصول على معلومات تشغيل محطة الطاقة الكهروضوئية في أي وقت، بالإضافة إلى تجميع البيانات التاريخية لمحطة الطاقة الكهروضوئية بالتفصيل، مما يوفر أساسًا دقيقًا وكافيًا لتقييم جدوى تصميم نظام الطاقة الكهروضوئية وموثوقية جودة مكوناته، كما يتميز بوظيفة نقل البيانات عبر الاتصالات التسلسلية. يمكن إدارة محطات الطاقة الكهروضوئية الفرعية المتعددة مركزيًا والتحكم فيها عن بُعد.

3. العاكس
العاكس هو جهاز يحوّل التيار المستمر الناتج عن توليد الطاقة الكهروضوئية إلى تيار متردد. يُعدّ العاكس الكهروضوئي أحد أهم عناصر التوازن في نظام مصفوفة الخلايا الكهروضوئية، ويمكن استخدامه مع الأجهزة العامة التي تعمل بالتيار المتردد. يتميز العاكس الشمسي بوظائف خاصة تتكامل مع مصفوفة الخلايا الكهروضوئية، مثل تتبع أقصى نقطة قدرة وحماية من تأثير الجزر.

4. البطارية (غير مطلوبة للنظام المتصل بالشبكة)
بطارية التخزين هي جهاز لتخزين الكهرباء في أنظمة توليد الطاقة الكهروضوئية. يوجد حاليًا أربعة أنواع من بطاريات الرصاص الحمضية التي لا تحتاج إلى صيانة: بطاريات الرصاص الحمضية العادية، وبطاريات الجل، وبطاريات النيكل والكادميوم القلوية، بالإضافة إلى بطاريات الرصاص الحمضية التي لا تحتاج إلى صيانة وبطاريات الجل الشائعة الاستخدام.

مبدأ العمل: يُسلط ضوء الشمس على الوحدة الكهروضوئية نهارًا، فيُولّد جهدًا مستمرًا، ويُحوّل الطاقة الضوئية إلى طاقة كهربائية، ثم يُنقلها إلى وحدة التحكم. بعد حماية وحدة التحكم من الشحن الزائد، تُنقل الطاقة الكهربائية المنقولة من الوحدة الكهروضوئية إلى البطارية لتخزينها واستخدامها عند الحاجة.