نظام الطاقة الشمسية خارج الشبكة مع زيادة حجم الطاقة الشمسية بنسبة 200٪: متى يكون هذا منطقيا؟

يستخدم زيادة حجم الطاقة الشمسية خارج الشبكة لتحسين توفر الطاقة الشمسية خارج ساعات الذروة. ومع ذلك، فإن مصفوفة الطاقة الشمسية الأكبر لا تعني تلقائيا طاقة قابلة للاستخدام أعلى.

بالنسبة لمشروع خارج الشبكة، السؤال الحقيقي ليس فقط ما إذا كان العاكس يدعم نسبة عالية من التيار المستمر إلى التيار المتردد. يجب على المهندسين تحديد ما إذا كانت مرحلة الإدخال الكهروضوئية، قنوات MPPT، بنك البطاريات، ملف الحمل، واستراتيجية النسخ الاحتياطي يمكنها فعلا امتصاص واستخدام الطاقة الشمسية الإضافية.

يصبح هذا مهما بشكل خاص عند مناقشة النسب التي تقترب من 200٪.

ماذا يعني فعليا زيادة الحجم الكهرومغناطيسي بنسبة 200٪؟

عادة ما يحدد زيادة حجم الطاقة الكهروضوئية المثبتة مقارنة بقوة العاكس:

نسبة تجاوز حجم الطاقة الشمسية = سعة الطاقة الكهموسية المثبتة / سعة العاكس المرجعي

على سبيل المثال، إذا كانت هناك وحدات 18 كيلوواط متصلة بعاكس 12 كيلوواط، فإنه يوفر نسبة اسمية للتيار المستمر إلى التيار المتردد من:

18 كيلوواط /12 كيلوواط = 150٪

وهذا مهم لتصميم نظام الطاقة الشمسية خارج الشبكة.

ال محول SD PRO خارج الشبكة بقوة 12 كيلوواط من SANDISOLARتشير إلى أن أقصى طاقة إدخال كهروضوئية تبلغ 18,000 واط لكنها أيضا تشير إلى أن الطاقة الكهروضوئية تتجاوز الحجم حتى 200٪. لا ينبغي اعتبار هذا يعني أنه من الآمن توصيل مصفوفة 24 كيلوواط مباشرة بمحول 12 كيلوواط.

يجب أن يظل التكوين يحترم حد إدخال الطاقة الكهروضوئية المنشور على العاكس.

حدود إدخال الطاقة الشمسية الرئيسية

المعلمة	مرجع SANDISOLAR SD PRO
طاقة العاكس المصنفة	12 كيلوواط
أقصى قدرة دخول كهربائية	18,000 واط
أقصى جهد دخل كهروضوئي	500 فولت
نطاق جهد MPPT	90–450V
جهد بدء التشغيل	90V
أقصى تيار MPPT	30A 30A
أقصى تيار لدائرة قصيرة	44A 44A

بالنسبة للمشتريات، يجب تأكيد نسبة التجاوز المبلغ المعين مقابل تكوين العاكس الدقيق وتصميم سلسلة الوحدات.

لماذا الطاقة الشمسية الكهروضوئية كبيرة الحجم في نظام الطاقة الشمسية خارج الشبكة؟

نادرا ما تعمل وحدات الطاقة الشمسية بإخراج بطاقة STC طوال اليوم.

يتأثر الإنتاج الفعلي للكهروضوئية الكهرومية ب:

•درجة حرارة الوحدة

•شدة الإشعاع

• زاوية الشمس صباحا وبعد الظهر

•غطاء السحب

• التغيرات الموسمية

•توجيه الوحدة

• الغبار والتلوث

•خسائر الكابلات والتحويل

•التظليل الجزئي

يمكن للمصفوفة الكبيرة أن تحافظ على نظام الطاقة الشمسية خارج الشبكة بالقرب من الطاقة التشغيلية المفيدة لفترة أطول.

بدلا من زيادة إنتاج العاكس فوق الحد المحدد، فإن زيادة الحجم تزيد بشكل أساسي من الطاقة اليومية المتاحة.

استراتيجيات المقاسات النموذجية

نسبة الطاقة الكهروضوئية إلى العاكس	التطبيق النموذجي	الميزة الرئيسية	القيود الرئيسية
100–110%	التعريض القوي	انخفاض الاستثمار في DC	إنتاج الضوء الضعيف المنخفض
120–130%	السكن خارج الشبكة	عائد الطاقة المتوازن	القص المعتدل
140–150%	مزارع، ورش عمل، تخزين كبير	نافذة الشحن الأطول	فائض أعلى في منتصف النهار
150%	التطبيقات الخاصة بالمشروع	أداء قوي في الإشعاع المنخفض	يتطلب التحقق الكهربائي التفصيلي

النسبة الأكثر عدوانية ليست تلقائيا الأكثر اقتصادية.

غالبا ما يصبح تيار MPPT هو العامل المحدد الحقيقي

تركز العديد من تصاميم أنظمة الطاقة الشمسية خارج الشبكة على القدرة الكهروضوئية مع التفوق على التيار.

يمكن لوحدات 550–700 واط الحديثة العمل بتيار مرتفع نسبيا. قد تتجاوز إضافة سلاسل متوازية حد تيار MPPT حتى عندما تبدو إجمالي واط الوحدة مقبولا.

توفر بنية MPPT المزدوجة في SANDISOLAR تيار تشغيل أقصى 30 أمبير و30 أمبير، مما يمكنه دعم وحدات عالية القدرة عند تكوين السلاسل بشكل صحيح.

يجب على المهندسين فحص أربعة معايير في نفس الوقت:

• فولوك: أقصى جهد للوتر مفتوح الدائرة

•Vmp: جهد تشغيل الوتر

• ISC: تيار الدائرة القصيرة

•Imp: التيار التشغيلي

العلاقات التالية حاسمة:

• سلسلة Voc في الطقس البارد < أقصى جهد PV للعاكس

• يجب أن يبقى Vmp الوتر ضمن نطاق تشغيل MPPT

• حد إمبيريال أوتار متوازية ≤ حد تيار الإدخال والتيار في MPPT

• تصحيح ISC ≤ سمح بتيار قصر الدائرة من MPPT

لهذا السبب لا يمكن حساب زيادة حجم الطاقة الكهروضوئية من الواط فقط.

تحدد سعة البطارية مقدار الطاقة الشمسية الإضافية المفيدة

في نظام الطاقة الشمسية خارج الشبكة، لا يمكن ببساطة تصدير الطاقة الكهروضوئية الزائدة إلى شبكة المرافق.

يجب أن تكون الطاقة:

• مستهلك بالأحمال النشطة،

• مخزنة في البطارية،

• يستخدم للأحمال الثانوية المسيطر عليها، أو

• مقيدة.

وهذا يجعل تصميم البطاريات مركزا في زيادة حجم الطاقة الشمسية الكهرومغناطيسية.

قارن بين ثلاث ظروف تشغيل

بطارية كبيرة واستهلاك ليلي

الزيادة في الحجم ذات قيمة لأن الطاقة الشمسية الصباحية المتوفرة لاستعادة SOC البطارية بسرعة.

بطارية متوسطة الحمل العالي خلال النهار

يمكن لتطبيقات مثل مضخات المياه، والتكييف، والورش والتبريد، استهلاك الطاقة الشمسية مباشرة.

بطارية صغيرة منخفضة الحمل خلال النهار

قد يوفر الزيادة الكبيرة في الحجم فائدة محدودة لأن البطارية تصل إلى سقف الشحن مبكرا ويجب تقليل إنتاج الطاقة الكهروضوئية الإضافية.

يجب أن يتضمن تقييم البطارية:

• سعة البطارية القابلة للاستخدام بالكيلوواط ساعة

•أقصى تيار شحن

•أقصى تيار تصريف

•حدود التيار في BMS

• عمق التصريف

• الاستقلالية المطلوبة

•حدود درجة حرارة البطارية

تدعم منصة SD PRO تيار تفريغ البطارية حتى 280 أمبير، مما يسمح ببنك بطاريات مصمم بشكل مناسب لدعم الأحمال الصعبة خارج الشبكة.

زيادة الحجم في الطاقة الكهروضوئية لا تحل مشاكل الحمل الذروي

خطأ تصميم شائع هو افتراض أن تركيب المزيد من الألواح سيسمح للعاكس بتشغيل محركات أكبر.

سعة الطاقة الكهروضوئية وقدرة اندفاع العاكس هما متغيرات هندسية مختلفة.

لأحمال مثل:

•مكيفات الهواء

•مضخات المياه

• الضواغط

•الثلاجات

•محركات الورشة

يجب فحص نظام الطاقة الشمسية خارج الشبكة من حيث الطاقة المستمرة وارتفاع الانطلاق.

تحدد SANDISOLAR مخرجا مصنفا يصل إلى 2× لمدة خمس ثوان في وضع خارج الشبكة، مما يمنح مساحة رأس إضافية للأحمال الحثية قصيرة المدة.

ومع ذلك، يجب أن تدعم قدرة تفريغ البطارية هذا الارتفاع أيضا.

نسخة احتياطية من المولد تغير نسبة الطاقة الكهروضوئية المثلى

يعد حجم الطاقة الشمسية الكهروضوئية مفيدا بشكل خاص عندما يكون تقليل ساعات تشغيل المولدات أولوية.

تدمج SANDISOLAR منفذ GEN للدخل، مما يسمح لنظام الطاقة الشمسية خارج الشبكة بالدمج:

بطارية → الكهموسوفية → تحميل → نسخة احتياطية من المولد

قد يقلل الألواح الشمسية الأكبر من بدء تشغيل المولدات خلال فترات الإشعاع الضعيف، لكن القيمة الاقتصادية تعتمد على تكلفة الوقود، وسعة البطاريات، والظروف الشمسية الموسمية.

يمكن لمخرجات التيار المتردد المزدوج أيضا فصل الأحمال الحرجة وغير الحرجة، مما يمنع الأحمال التقديرية من تفريغ البطارية بشكل غير ضروري.

فحوصات التركيب لمصفوفة PV كبيرة الحجم

قبل التكليف، تحقق من:

• تخصيص السلاسل عبر MPPT

•الحد الأقصى لشهادة الصوت في الطقس البارد

• تصنيف تيار موصل الPV

•سعة كابل التيار المستمر

• انخفاض جهد التيار المستمر

• تصنيف عازل التيار المستمر

• حماية التيار الزائد

• أجهزة الحماية من التيار

• التأريض والربط

• تهوية العاكس

• إعدادات الاتصال بالبطارية وBMS

•معايير شحن المولد

يجب أن يفحص الفحص الدوري أيضا الموصلات، والطرفيات، ودرجة حرارة الكابل، وتلوث الوحدات، وتدفق هواء التبريد.

متى يصبح التوسع الكبير في الPV منطقيا تقنيا؟

نظام الطاقة الشمسية خارج الشبكة ضخم الحجم هو الأنسب عندما:

•الإشعاع الموضعي يختلف بشكل كبير

•التوليد في الصباح وبعد الظهر مهم

• إنتاج الطاقة الشمسية في الشتاء منخفض نسبيا

• البطارية لديها قدرة شحن كافية

• الاستهلاك النهاري كبير

• يجب تقليل وقت تشغيل المولد

• تظل حدود الكهرباء في MPPT متوافقة مع المعايير

• تكلفة الوحدة الإضافية أقل من قيمة استهلاك الطاقة أو الوقود المفقود

يكون أقل جاذبية عندما تكون البطارية ممتلئة لفترات طويلة، أو أن تكون الأحمال النهارية صغيرة، أو مساحة المصفوفة محدودة، أو غالبا ما يتم تقليص الإنتاج الإضافي.

حدد نظام الطاقة الشمسية الكامل خارج الشبكة، وليس فقط نسبة الزيادة في الحجم

بالنسبة لمشاريع SANDISOLAR يبدأ اختيار العاكس بملف الطاقة الكامل بدلا من نسبة التيار المستمر والتيار المتردد الرئيسية.

قبل إنهاء نظام الطاقة الشمسية خارج الشبكة، يجب على المشترين تقديم:

• وحدة PV VOC، Vmp، Isc و Imp

• العدد المقترح من الوحدات

•الحد الأدنى لدرجة حرارة الموقع

•الاستهلاك اليومي للطاقة

• أقصى حمل متزامن

• أحمال المحرك والضاغط

• جهد البطارية وكيلوواط ساعة قابل للاستخدام

• مدة النسخ الاحتياطي المطلوبة

• توفر المولدات

يمكن ل SANDISOLAR بعد ذلك مطابقة مصفوفة الطاقة الكهروضوئية، وتكوين MPPT، وسعة التخزين، ومتطلبات الحمل مع الحدود الكهربائية الفعلية للعاكس.

بالنسبة لنظام الطاقة الشمسية خارج الشبكة يستخدم زيادة كبيرة في الطاقة الشمسية بشكل مكثف، فإن التكوين الخاص بالمشروع أكثر قيمة من مجرد اختيار أعلى نسبة زيادة في الحجم المنشورة. تزويد SANDISOLAR بورقة بيانات الوحدة، وملف الحمولة، ومتطلبات البطارية يسمح بتقييم تكوين النظام قبل الشراء والتركيب.

الأسئلة الشائعة

س1. ما هو زيادة حجم الطاقة الشمسية في نظام الطاقة الشمسية خارج الشبكة؟

يشير التوسع الكهروضوئي الكهروضوئية إلى إضافة سعة إضافية لوحدة الطاقة الشمسية مقارنة بالعاكس. بينما يسمح التوسع الكهروضوئي بتوليد الطاقة المستمر في ظروف الإضاءة المنخفضة، هناك قيود على بناء النظام النهائي مثل البقاء ضمن نطاق العاكس من حيث جهد الطاقة الكهروضوئية، والتيار، وتتبع MPPT، وطاقة الدخل.

س2. هل تسمح نسبة زيادة الحجم الكهروضوئية 200٪ بتوصيل ضعف القدرة المقدرة للعاكس إلى الألواح الشمسية؟

ليس بالضرورة. الحد الأقصى المسموح به لمصفوفة الطاقة الكهروضوئية يعتمد على كل واحد من المعكس. في مثل هذه الحالات، يجب على المشتري المحتمل أن يأخذ في الاعتبار أقصى طاقة دخول كهرومغناطيسية، أقصى جهد دخل للتيار الكهربائي المستمر، نطاق MPPT، تيار تشغيل، وتيار الدائرة القصيرة لتحديد الحجم النهائي لمصفوفة الطاقة الكهروضوئية.

س3. ما هي المدخلات الكهموسوفورتية التي تهم نظام الطاقة الشمسية خارج الشبكة SANDISOLAR للطاقة الشمسية؟

تشمل هذه الجهد Voc، Vmp، Isc وImp في وحدات الطاقة الشمسية؛ أقصى جهد دخل كهروضوئية للعاكس؛ جهد وتيار MPPT (أقصى تتبع لنقاط الطاقة)؛ درجة الحرارة المحلية؛ وتيار الدائرة القصيرة.

س4. ما هو الغرض من مدخل MPPT مزدوج لعاكس SANDISOLAR خارج الشبكة بقدرة 12 كيلوواط؟

تسمح مدخلات MPPT المنفصلة بإدارة وتحكم منفصلين لأقسام السلسلة. إدارة الأوتار المنفصلة مفيدة في الحالات التي لا تكون فيها الظروف على الأقسام المختلفة متشابهة وبالتالي تختلف. في مثل هذه الظروف، من الأفضل استخدام وحدات عالية الكفاءة.

س5. هل يمكن استخدام وحدات من فئة 600 واط عالية القدرة في نظام طاقة شمسية خارج الشبكة من نوع SANDISOLAR للطاقة الشمسية؟

يمكن تركيبها طالما أنها تلبي العاكس. لا يؤخذ في الاعتبار واط الوحدة. يجب أيضا فحص تيار التشغيل، تيار الدائرة القصيرة، جهد السلسلة، وتخصيص MPPT.