ما هي أنظمة الطاقة الشمسية المناسبة للصمامات الكهروضوئية؟

نظام الطاقة الشمسية للصمامات الكهروضوئية

1. حسب حجم النظام

• النظام الكهروضوئي المنزلي (السقف الكهروضوئي)

هذا هو سيناريو التطبيق الأساسي للصمامات الكهروضوئية. في الأنظمة الكهروضوئية المحلية، عادة ما يتم تركيب فتيل بين الوحدة الكهروضوئية والعاكس، مع مهمتين رئيسيتين: حماية الدائرة الداخلية للمنزل من صدمة التدفق العكسي الناجمة عن المصفوفة الكهروضوئية، وقطع التيار غير الطبيعي بسرعة لمنع ارتفاع درجة الحرارة وحتى نشوب حريق عندما تتعطل المجموعة. تستخدم هذه الأنظمة عادةً مواصفات تيار منخفضة-(مثل 1A إلى 30A) وتكون متوافقة مع محولات السلسلة.

• محطة توزيع الطاقة الصناعية والتجارية

في أنظمة التوزيع السطحية أو الأرضية في المصانع ومراكز التسوق والمدارس والمستشفيات وما إلى ذلك، يتم عادةً تثبيت الصمامات بين الألواح وصندوق الموحد لحماية صندوق الموحد وخط التيار المستمر بالكامل. نظرًا لتعقيد الأنظمة الكهربائية في البيئة الصناعية، فإن قابلية الكسر وسرعة الاستجابة للصمامات تكون أكثر تطلبًا ويجب تحديد المواصفات المناسبة.
محطة طاقة كهروضوئية أرضية كبيرة (نظام مركزي)
تحتوي محطات الطاقة الكبيرة على المزيد من المكونات وتكوين أكثر انتظامًا للصمامات. بالإضافة إلى نشر الصمامات في نهاية خرج كل سلسلة، هناك حاجة إلى طبقات متعددة من الحماية بين صندوق الموحد والعاكس وعلى ناقل إدخال التيار المستمر للعاكس. يمكن اختيار النظام لمواصفات التيار العالي (على سبيل المثال. 200A إلى 500A)، ويتكيف مع المحولات المركزية، ويتطلب قدرة سحق تزيد عن 50 كيلو أمبير.

2. حسب هيكل النظام

الأنظمة الكهروضوئية التسلسلية
هذه هي البنية السائدة للخلايا الكهروضوئية الموزعة. يجب أن تكون كل محطة إخراج موجبة أو سلبية سلسلة متصلة بمصهر (أو تستخدم محطة مصهر مدمجة) لحماية مستوى السلسلة -الفردي. عندما يتعطل أحد الأوتار، يذوب المصهر بسرعة، مما يؤدي إلى عزل الفروع المعطوبة دون تعطيل عمل الأوتار العادية الأخرى. عادةً ما تتمتع محولات السلسلة بالقدرة على اكتشاف تيارات السلسلة ويمكن استخدامها لتحديد أخطاء الصمامات واستبدالها بسرعة.
النظام الكهروضوئي المركزي
يتم أولاً تجميع سلاسل متعددة ثم توصيلها بعاكس مركزي. في هذه البنية، يحتاج المصهر إلى تغطية مستويين: فرع تسلسلي يحمي صندوق المجموعة، وحافلة تحمي طرف دخل التيار المستمر للعاكس. ستستخدم بعض الأنظمة أيضًا صمامات ذكية يمكنها معالجة مخاطر الفشل بشكل فعال مثل التدفق الخلفي للفروع والأحمال الزائدة الصغيرة المتعددة.
نظام تخزين الطاقة الكهروضوئية المتكامل
في نظام تخزين الطاقة الكهروضوئية + الطاقة، لا يحتاج المصهر الكهروضوئي إلى حماية جانب التيار المستمر للنظام الكهروضوئي فحسب، بل أيضًا نظام الحماية لنظام تخزين الطاقة. تتطلب دائرة تفريغ الشحن- لحزمة بطارية تخزين الطاقة أيضًا حماية من الفائض وحماية من الدائرة القصيرة-. تشكل الصمامات الكهروضوئية وصمامات تخزين الطاقة معًا سلسلة حماية جانبية كاملة للتيار المستمر في وصلة مجموعة التيار المستمر.

3. حسب نوع تكنولوجيا البطارية

• نظام بطاريات السيليكون البلوري (بما في ذلك السيليكون أحادي البلورات والسيليكون متعدد البلورات)

تتمتع الصمامات الكهروضوئية بقدرة واسعة على التكيف مع أنظمة خلايا السيليكون البلورية وتوفر حماية فعالة من الحمل الزائد والدائرة القصيرة-لوحدات السيليكون البلورية التقليدية ووحدات السيليكون. خاصة عندما يتم توصيل سلاسل متعددة بالتوازي مع نفس قناة MPPT، يمكن للمصهر أن يمنع خطأ سلسلة واحدة من التسبب في تدفق تيار سلسلة أخرى مرة أخرى.

• نظام بطارية الأغشية الرقيقة

تتميز بطاريات الأغشية الرقيقة-بخصائص كهربائية تختلف عن بطاريات السيليكون البلورية ولها تيارات دائرة قصيرة- صغيرة نسبيًا. قد لا تعمل الصمامات العادية بشكل موثوق في حالة حدوث عطل. من أجل تحقيق هذه الخاصية، تم تحسين مصهر PV DC الخاص، والذي يقطع بشكل فعال تيار خطأ الجهد المنخفض ويوفر الحماية الكافية.

4. الأنظمة المعمول بها في الظروف الخاصة

• محطة طاقة كهروضوئية-على ارتفاعات عالية

في المناطق المرتفعة ذات الهواء الرقيق وظروف تبديد الحرارة السيئة، يجب تقليل التيار المقنن للصمامات وفقًا لمنحنى القدرة الاستيعابية البيئية. تتمتع الصمامات الكهروضوئية بنطاق واسع من القدرة على التكيف مع درجات الحرارة (عادة ما يصل إلى -25 درجة مئوية إلى +70 درجة مئوية أو حتى +85 درجة مئوية) التي تمكنها من تحمل مثل هذه البيئات القاسية.

• محطة طاقة بيئية ذات درجة حرارة عالية-(على سبيل المثال، قاعدة كهروضوئية صحراوية)

عندما تتجاوز درجة الحرارة المحيطة 40 درجة مئوية، ستنخفض القدرة الاستيعابية الحالية للصمام، وينبغي اختيار نموذج ذو تيار أعلى أو تصميم معزز لتبديد الحرارة. يمكن لتصميم مقاومة الطقس للصمامات الكهروضوئية أن يقاوم الضوء فوق البنفسجي ودرجات الحرارة المرتفعة والرطوبة العالية وما إلى ذلك.

• الخلايا الكهروضوئية المائية (الخلايا الكهروضوئية التكميلية لمصايد الأسماك، والخلايا الكهروضوئية العائمة)

مع الرطوبة العالية والتآكل بالضباب الملحي، يلزم مستوى الحماية ومقاومة التآكل لقذيفة المصهر. تستخدم الصمامات الكهروضوئية عادةً مواد مثبطة للهب- (مثل PA66) كغطاء بتصنيف حماية لا يقل عن IP2X، ويمكن لبعض المنتجات تحقيق مستوى أعلى من الحماية.

5. التصنيف حسب مستوى الجهد

• نظام تيار مستمر 1000 فولت

هذا هو مستوى الجهد الأكثر شيوعًا للأنظمة الكهروضوئية ويستخدم في معظم الأنظمة المنزلية والتجارية الموزعة. يتم تصنيف المصهر الكهروضوئي المقابل عند DC1000V مع نطاق تيار مقدر من 1A إلى 30A (مستوى السلسلة) أو أعلى (مستوى الناقل).

• نظام تيار مستمر 1500 فولت

ومع انتشار المكونات ذات الطاقة العالية-، تتزايد بسرعة نسبة أنظمة 1500 فولت في محطات الطاقة الأرضية الكبيرة. يتطلب المصهر الكهروضوئي المقابل جهدًا مقننًا يبلغ DC1500V، مع قدرة كسر تبلغ 20 كيلو أمبير - 25 كيلو أمبير لبعض المنتجات.