كيفية مطابقة العاكسات مع حلول تخزين الطاقة السكنية

يعد العاكس المكون لتحويل الطاقة وإدارة الطاقة في معظم حلول تخزين الطاقة السكنية (RESS) المتوفرة اليوم. يربط الألواح الشمسية والبطاريات بالأحمال المنزلية، والطاقة الكهربائية، والمولدات الاحتياطية، مع ضمان وجود تيار متردد قابل للاستخدام.

اختيار العاكس بناء على القدرة المقدرة قد يوفر احتياطا محدودا، وتيار بطارية زائد، وقدرة تشغيل غير كافية للمحركات، وتكامل ضعيف مع مصفوفة الطاقة الكهروضوئية. يجب أن تقيم عملية مطابقة النظام الطاقي بالكامل.

من منظور تصنيع SANDISOLAR، يجب أن توازن حلول تخزين الطاقة السكنية المهيأة بشكل صحيح بين ستة عوامل: الأحمال المنزلية، الطلب المتزايد، جهد البطارية، سعة التخزين، مدخلات الطاقة الشمسية، ومتطلبات التيار المتردد الإقليمية.

ماذا يفعل العاكس في نظام التخزين السكني؟

في حلول تخزين الطاقة السكنية، لدى العاكس عدة أدوار مرتبطة.

• تحويل التيار المستمر إلى التيار المتردد: يقوم العاكس بتحويل الكهرباء المستمرة من البطاريات والألواح الشمسية إلى كهرباء تيار متردد حتى يمكن استخدام الأجهزة المنزلية والأجهزة.

• في أنظمة الطاقة الشمسية، يمكن للمحولات المزودة بنظام MPPT الشمسي تغيير حالة تشغيل الألواح الشمسية لتحسين أقصى جمع ممكن للطاقة الشمسية.

• تنظيم شحن البطارية: يستطيع العاكس تعديل الجهد والتيار إلى مستويات الشحن المطلوبة للبطارية.

• نقل الطاقة الاحتياطية: سيغير العاكس مصدر الطاقة في حال انقطاع مصدر الطاقة أو عدم استقرار مصدر الطاقة من الشبكة.

• دمج المولد: يمكن للعاكس قبول الشحن من المولد والسماح للمولد بتزويد الدوائر المنزلية بالطاقة.

• الاتصال بالنظام: يحتوي العاكس على منافذ واي فاي واتصالات مناسبة للسماح بمراقبة النظام وإدارة شحن البطارية.

نظرا للطبيعة المترابطة للوظائف المذكورة أعلاه، يجب اختيار العاكس خلال مراحل التخطيط للبطارية ونظام الطاقة الشمسوئية.

الخطوة 1: تعريف ملف حمل المنزل

الخطوة الأولى هي تحديد الأجهزة التي يجب أن تعمل أثناء الاستخدام العادي والأحمال التي تحتاج إلى دعم احتياطي أثناء انقطاع الكهرباء.

فئة الحمولة	أمثلة نموذجية	الاهتمام الرئيسي بالمطابقة
الأحمال الأساسية	الإضاءة، أجهزة التوجيه، الثلاجات	القدرة التشغيلية المستمرة
أحمال المحرك	مضخات، ضاغطات، مكيفات هواء	زيادة الانطلاق
أحمال التسخين	الغلايات، الأفران، سخانات المياه	الطلب المستمر العالي
المعدات الحساسة	الحواسيب، التلفزيونات، أنظمة التحكم	جودة الموجة الخارجة
الأحمال الاختيارية	شواحن المركبات الكهربائية، أنظمة التدفئة والتهوية والتهوية (HVAC) الكبيرة	سعة البطارية والعاكس

يجب أن يدعم خرج العاكس المستمر القدرة المجمعة للأجهزة التي قد تعمل في نفس الوقت.

هامش تشغيل معقول مفيد أيضا لأن الطلب على الأجهزة يمكن أن يتغير أثناء الاستخدام اليومي.

الخطوة 2: تقييم الناتج المستمر والناتج الاندفاعي

المخرج المستمر يصف مقدار الاستهلاك الذي يمكن أن يتعامل معه العاكس خلال العمليات العادية. أما خرج الاندفاع، فهو يصف مقدار الاستهلاك اللازم لتشغيل المعدات التي تحتوي على محركات أو ضواغط.

• تصنيف الإخراج المستمر: يجب أن يكون تصنيف الإخراج المستمر يتجاوز الحد الأقصى المتوقع لأحمال الوقت المناسب التي ستكون مستمرة.

• تصنيف خرج التيار الكهربائي: يجب أن يكون تصنيف خرج التيار الكهربائي كافيا لاستيعاب تيارات البداية القصوى القصيرة للمضخات، الثلاجات، ووحدات التكييف بالإضافة إلى أدوات الطاقة.

• سعة حمل المحرك: يوفر هذا وصفا تطبيقيا عند اختيار عاكس للمعدات ذات الأحمال الحثية.

• إمكانية التوسع بدعم مواز: هذا يسمح لبعض حلول تخزين الطاقة السكنية بالتوسع مع تزايد الطلب داخل المنزل.

مثال على ذلك مجموعة منتجات SANDISOLAR التي توفر 3 كيلوواط و4.2 كيلوواط للأنظمة الصغيرة، و6.2 كيلوواط و7 كيلوواط للأحمال السكنية المتوسطة، و11 كيلوواط و12 كيلوواط للأنظمة الكبيرة. يجب أن يكون اختيار الحجم بناء على الطلب الفعلي على الحمولة، وليس بناء على حجم المنزل.

الخطوة 3: تأكد من محاذاة المحول وجهد البطارية

يجب أن يكون العاكس والبطارية في نفس النطاق من حيث جهود التيار المستمر المتوافقة.

منصات البطاريات السكنية المشتركة

• أنظمة 24 فولت: عادة ما تخدم الأحمال الاحتياطية الصغيرة، مع عاكس متوسط القدرة، مع هذه الأنظمة.

• أنظمة 48 فولت: توجد هذه الأنظمة عادة في الأنظمة السكنية المتوسطة والكبيرة، وعند نفس القدرة الخارجة يقلل هذا النظام من تيار التيار المستمر.

• أنظمة الجهد العالي: قد يكون هذا النظام أساسا لنظام تخزين معياري أكبر، لكن هناك حاجة إلى عاكس جهد عال مخصص.

وبسبب تصميمه، فإن العاكس الذي يستهلك طاقة بجهد 6.2 كيلوواط من بطارية 48 فولت عادة ما يستهلك تيار مستمر أقل من العاكس المشابه الذي يستهلك الطاقة من بطارية 24 فولت. نتيجة انخفاض التيار هي انخفاض التسخين وانخفاض الجهد أقل، وإمكانية استخدام سلك بمقياس أصغر. ومع ذلك، يجب أن تكون جميع الأعمال الكهربائية متوافقة مع المعايير الكهربائية ذات الصلة.

الخطوة 4: تعديل حجم البطارية حسب الوقت المفضل للنسخ الاحتياطي

فيما يتعلق بأنظمة تخزين الطاقة السكنية، فإن "طاقة العاكس" و"طاقة البطارية" لا يشيران إلى نفس الشيء.

• قدرة العاكس (kW): أعلى قدرة خرج للعاكس.

• طاقة البطارية (كيلوواط ساعة): أقصى طاقة يمكن تخزينها داخل البطارية.

• عمق التفريغ القابل للاستخدام: كمية طاقة البطارية التي يمكن استخدامها أثناء الوظيفة الطبيعية للنظام.

• كفاءة التحويل: تشير إلى فقدان الطاقة الذي يحدث في العاكس، البطارية، الأسلاك، والأجهزة النهائية المستخدمة.

قد يعمل عاكس كبير متصل ببطارية صغيرة أجهزة عالية الطاقة، ولكن لفترة قصيرة فقط. وعلى العكس، قد توفر بطارية كبيرة مع عاكس صغير وقت النسخ الاحتياطي طويلا لكنها لا تدعم عدة أحمال عالية الطاقة في نفس الوقت.

الخطوة 5: مطابقة مصفوفة PV مع مدخل MPPT

يجب أن تبقى المصفوفة الشمسية ضمن حدود إدخال الطاقة الشمسية للعكس.

معامل PV	متطلب المطابقة
أقصى جهد كهروضوئي	يجب أن يبقى جهد الدائرة المفتوحة للمصفوفة أقل من حد العاكس
نطاق جهد MPPT	يجب أن يبقى جهد التشغيل الطبيعي ضمن نطاق MPPT
أقصى قدرة كهروسية	يجب أن تتوافق سعة اللوحة المثبتة مع مدخل الطاقة الشمسية المدعومة
تيار الدخل الكهروضوئي	يجب أن يبقى تيار السلسلة ضمن قيمة الإدخال المسموح بها
عدد الحاصلين على MPPT	يمكن لعدة أخصائيي تقنية إدارة مصفوفات ذات اتجاهات مختلفة

تدعم بعض محولات SANDISOLAR خارج الشبكة جهود دخول كهرباء تصل إلى 500 فولت أو 550 فولت. طراز SD-PRO بقوة 12 كيلوواط يحتوي على قناتين MPPT وقادر على التعامل مع 18,000 واط من مدخلات الطاقة الكهروضوئية، بينما طراز SD PRO بقوة 6.5kW يحتوي على قناة MPPT واحدة وقادر على التعامل مع 9,000 واط من مدخلات الطاقة الكهروضوئية.

عند تصميم الخيط، يجب مراعاة ارتفاع الجهد مع انخفاض درجات الحرارة بالإضافة إلى الظروف في مكان التركيب.

الخطوة 6: اختر معيار التكييف ذي الصلة

تصميم أنظمة الكهرباء المنزلية ليس موحدا عبر المناطق المختلفة.

• 230 فولت إخراج أحادي الطور: شائع في الاتحاد الأوروبي والعديد من الأسواق السكنية الدولية.

• خرج طور منقسم 120/240 فولت: شائع في العديد من المنازل في أمريكا الشمالية.

• 50 هرتز أو 60 هرتز: يجب أن يتوافق تردد العاكس مع الأجهزة والنظام الكهربائي في المنطقة.

• خرج الموجة الجيبية النقية: للمعدات الإلكترونية والكهربائية في المنزل، بما في ذلك المحركات، الحساسة لأشكال الموجة.

تركز SANDISOLAR على السوق الأوروبية مع مخرج أحادي الطور، ونماذج تركز على السوق الأمريكية ذات مخرج الطور المنقسم، بما في ذلك SD-4872WP-US و SD-48120WP-US.

ميزات أخرى يمكن أن تضيف قيمة

يمكن أن تحتوي حلول تخزين الطاقة السكنية الحديثة أيضا؛

• معايير الشحن القابلة للتعديل: لجعل شحن العاكس متوافقا مع شحن بطاريات الليثيوم.

• وقت النقل القصير: لتقليل الانقطاع الناتج عن الأحمال الحرجة في المنزل.

• التشغيل بدون بطارية: تحت ظروف تشغيل معينة، يمكن لبعض الطرازات المختارة دعم الأحمال من مصادر الطاقة الشمسية والتيار المتردد دون الحاجة للبطارية المتصلة.

• دعم المولد: يمكن إجراء شحن إضافي من المولد في المناطق التي تحتوي على شبكة غير موثوقة، بسبب مدخل التيار المتردد القابل للتعديل.

• المراقبة المدمجة: مع توفر الواي فاي، ومنافذ الاتصالات، والبيانات المتعلقة بالنظام، يمكن التحقق من الحالة.

استراتيجية مطابقة الأنظمة في SANDISOLAR

تتخصص سانديسولار في تطوير اللعبة أنظمة العاكس خارج الشبكة والهجينةتدعم أحمالا مختلفة، وأنظمة الطاقة الكهروضوئية، وفولتية البطاريات، ومعايير التيار المتردد الإقليمية.

فيما يلي ملخص لتجاربها المهنية:

• تقييم على مستوى النظام: فهم العلاقات بين الأنظمة المنزلية والمكونات: المحولات، البطاريات، مصفوفات الطاقة الشمسية، الأحمال، وغيرها.

• منصات طاقة متعددة: تتراوح النماذج من أنظمة النسخ الاحتياطي السكنية الصغيرة إلى أنظمة الطاقة الكبيرة.

• دمج بطاريات الليثيوم: تتوفر تكوينات مختلفة مع إعدادات متغيرة وخيارات للواجهات.

• مدخلات طاقة متعددة: الطاقة الشمسية، الشبكة، البطاريات، والمولدات متوفرة حسب ظروف الموقع.

• التحكم والتكامل في أنظمة إدارة الطاقة: خيارات متعددة للتحكم والتكامل.

تصنيف الطاقة ليس المعيار الوحيد المهم لاختيار العاكس لنظام تخزين الطاقة السكنية. تلعب الطلبات المستمرة والقصوى للأسرة، وتكوين ونوع البطاريات والمدخلات الشمسية، والوقت المطلوب للاحتياط دورا مهما في اختيار العاكس.

الأسئلة الشائعة

س1. هل يمكن للعاكس خارج الشبكة أن يعمل بدون بطاريات؟

بعض النماذج يمكنها العمل بإدخال من الطاقة الشمسية والتيار المتردد بدون بطاريات إذا توفرت الظروف المناسبة.

س2. هل يجب أن يكون للعاكس والبطارية نفس تصنيف الطاقة؟

يجب أن تكون محاذاة، ومع ذلك، يتم قياس الاثنين بوحدات مختلفة. طاقة البطارية بالكيلوواط ساعة وطاقة العاكس بالكيلوواط.

س3. هل يمكن توصيل بطارية 24 فولت بمحول 48 فولت؟

لا. يجب أن تكون ضمن نفس نطاق الجهد.

س4. لماذا من المهم أن يكون لديك تصنيف قوة زيادة في التيار الكهربائي؟

تصنيف قوة الاندفاع مهم لبدء حمل مثل المضخة أو الثلاجة، الذي يشغل بواسطة محرك.

س5. ما هو دور MPPT في حلول تخزين الطاقة السكنية؟

دور MPPT هو تعزيز كمية الطاقة الكهروضوئية التي يمكن جمعها واستخدامها من خلال تحسين ظروف تشغيل الألواح الشمسية.