الطاقة الشمسية معروفة جيدًا للأشخاص المهتمين بالعيش خارج الشبكة. في نظام الطاقة الشمسية خارج الشبكة ، تعمل البطارية والألواح الشمسية معًا لتوليد الكهرباء والحرارة والهواء البارد عند الحاجة إليها. تعتبر وحدة التحكم في الشحن الشمسي مهمة أيضًا في نظام الطاقة الشمسية خارج الشبكة.
إذا لم تكن معتادًا على أجهزة التحكم بالشحن بالطاقة الشمسية وتتساءل عما تفعله وكذلك كيف تعمل ، فأنت في المكان الصحيح. في هذه المقالة ، سنشرح ما تحتاج لمعرفته حول أجهزة التحكم بالشحن بالطاقة الشمسية: ماذا تفعل وكيف تعمل ولماذا قد تحتاج إليها.
ما هي أجهزة التحكم في شحن الطاقة الشمسية وكيف تعمل؟
يمكن أن يكون من الصعب فهم أجهزة التحكم في الشحن بالطاقة الشمسية ، ولكن في أبسط مستوياتها ، يمكن اعتبارها بمثابة جسر بين اللوح الشمسي والبطارية. من الممكن مواجهة مواقف خطيرة عندما تكون الألواح الشمسية قادرة على جمع طاقة أكثر مما تستطيع البطارية المرفقة تحمله ، مما قد يكون علامة على أنها معطلة. تعمل وحدة التحكم بالشحن الشمسي عن طريق "التحكم" في تدفق الكهرباء من الألواح الشمسية إلى البطارية والعكس ، مع التأكد من أن الطاقة لا تتجاوز الحمل الذي تستطيع البطارية تحمله ، وكذلك منع إهدار الطاقة الزائدة.
يتم تنفيذ هذه المهمة بواسطة وحدة التحكم في الشحن الشمسي ، والتي تقيس جهد البطارية وتحسب مقدار الطاقة الإضافية التي يمكن للبطارية التعامل معها بأمان باستخدام حسابات ثابتة بناءً على جهد البطارية.
يمكن للبطارية أيضًا توفير الطاقة للألواح الشمسية من حين لآخر ، حيث تتدفق الكهرباء دائمًا من جهد أعلى إلى جهد أقل. نتيجة لذلك ، في حالة حدوث عدة أيام من الطقس الغائم في منطقة ما ولم تجمع الألواح الشمسية الطاقة ، يمكن أن تتدفق الطاقة المخزنة في البطارية إلى الألواح الشمسية وتسبب تلفًا بدون وحدة التحكم في الشحن الشمسي (نظرًا لأن وحدة التحكم تسمح فقط تتدفق الكهرباء في اتجاه واحد).
هل جهاز التحكم في شحن الطاقة الشمسية ضروري دائمًا؟
لا تعد أجهزة التحكم في شحن الطاقة الشمسية ضرورية إذا كان نظام الطاقة الشمسية لديك متصلاً بشبكة المدينة. ستخزن شبكة المدينة أي طاقة زائدة ، لذلك لا تحتاج إلى واحدة. من المهم استخدام جهاز التحكم بالشحن بالطاقة الشمسية على جميع الأنظمة خارج الشبكة ، حتى الصغيرة منها ، إذا كنت ترغب في إطالة عمر الألواح الشمسية والبطاريات.
أنواع أجهزة التحكم في شحن الطاقة الشمسية
هناك نوعان رئيسيان من أجهزة التحكم بالشحن بالطاقة الشمسية: تلك التي تحتوي على تعديل عرض النبضة ، وتلك التي تحتوي على أقصى تتبع لنقطة الطاقة أو MPPT. يرمز PWM إلى تعديل عرض النبضة ، بينما يرمز MPPT إلى أقصى تتبع لنقطة الطاقة. أدناه ، ستجد وصفًا موجزًا لميزات ووظائف كل نوع من أنواع أجهزة التحكم بالشحن بالطاقة الشمسية:
- أجهزة التحكم بالشحن PWM: تعتبر وحدة التحكم في الشحن PWM هي الأنسب للأنظمة التي تحتوي على عدد صغير من الألواح الشمسية وكمية صغيرة من تخزين البطارية (فكر: تشغيل عربة سكن متنقلة). تعد أجهزة التحكم في الشحن PWM أقل تكلفة من أجهزة التحكم في الشحن MPPT وأقل كفاءة من أجهزة التحكم في الشحن MPPT.
- أجهزة التحكم بالشحن MPPT:مقارنةً بوحدات التحكم في الشحن PWM ، تعد وحدات التحكم هذه أغلى قليلاً ، ولكنها مناسبة بشكل أفضل للأنظمة الأكبر خارج الشبكة.
كم تكلفة أجهزة التحكم في شحن الطاقة الشمسية؟
تشير التقديرات إلى أن وحدات التحكم بالشحن بالطاقة الشمسية MPPT تكلف ما بين 70 و 600 دولار ، والتي قد تعتمد على نوع وحدة التحكم التي تختارها. في النهاية العليا ، قد تتمكن من العثور على وحدة تحكم أكبر يمكنها التعامل مع الفولتية العالية ، بينما في الطرف الآخر ، قد تجد وحدة تحكم شحن شمسية MPPT أقل قوة.
بالمقارنة مع وحدات التحكم في الشحن الشمسي MPPT ، تميل وحدات التحكم PWM إلى أن تكون أقل تكلفة ، حيث تتراوح من 15 دولارًا إلى 40 دولارًا. ومع ذلك ، يعكس هذا السعر المنخفض الإمكانات المحدودة التي تتمتع بها وحدات التحكم في PWM مقارنةً بوحدات التحكم بالشحن بالطاقة الشمسية MPPT. عندما تتساءل عن الخيار الأفضل لنظام الطاقة الشمسية لديك ، يجب أن تخطئ في جانب الحذر ، خاصة إذا كنت تخطط لتوسيع أو توسيع حجم نظامك في المستقبل.
الميزات الرئيسية لجهاز التحكم في شحن الطاقة الشمسية
هناك العديد من الميزات الرئيسية لجهاز التحكم في الشحن الشمسي التي يمكن أن تساعدك على فهم كيفية عملها بشكل أفضل.
- تدفق الطاقة: في الأنظمة الشمسية ، تنظم وحدة التحكم بالشحن بالطاقة الشمسية تدفق الطاقة بين الألواح الشمسية والبطارية الاحتياطية ، مما يمنع البطارية من التحميل الزائد ، مما قد يؤدي إلى تقصير عمرها بشكل كبير.
- اختيار البطارية: يمكنك تحديد نوع البطارية التي سيتم توصيلها بأي نوع من أجهزة التحكم بالشحن بالطاقة الشمسية ، PWM أو MPPT.
- نطاق الفولتية: يختلف نطاق الجهد الذي يمكنك ضبطه على كلا النوعين من أجهزة التحكم بالشحن بالطاقة الشمسية وفقًا لنوع وحجم وحدة التحكم.
- الشاشة: توجد وحدات تحكم بالشحن بالطاقة الشمسية مزودة بشاشات LCD وأخرى تستخدم أقراص لضبط الفولتية والإعدادات الأخرى.
- مستشعر الحرارة: يمكن مراقبة درجة حرارة البطاريات بواسطة مستشعر حرارة في بعض وحدات التحكم في الشحن بالطاقة الشمسية.
- الخيارات الذكية: تتوفر أيضًا أدوات التحكم في الشحن مع اتصال Bluetooth والتطبيقات.
هل يستحق جهاز التحكم في شحن الطاقة الشمسية كل هذا العناء؟
إذا كان لديك نظام طاقة شمسية غير متصل بشبكة مدينة ، فإن جهاز التحكم بالشحن الشمسي لا يستحق كل هذا العناء فحسب: إنه عنصر حاسم لا يجب أن تفوته. نظرًا لوحدة التحكم بالشحن بالطاقة الشمسية ، فلن يتدفق الجهد الزائد إلى البطارية الاحتياطية ، مما يطيل من عمرها. فبدلاً من تنظيم الطاقة ، تقوم بتحويلها إلى نبضات كهربائية يمكن للبطارية التعامل معها بشكل أفضل.
بالإضافة إلى ذلك ، يمنع جهاز التحكم بالشحن الشمسي الطاقة من التدفق العكسي من البطارية إلى الألواح الشمسية ، مما قد يؤدي إلى إتلافها أيضًا.