تحليل معايير الأداء الأساسية لمحولات الطاقة الشمسية الكهروضوئية

محول الطاقة الشمسية الكهروضوئية هو جهاز لتنظيم الطاقة مبني على مكونات أشباه الموصلات، وتتمثل وظيفته الأساسية في تحويل التيار الكهربائي المستمر (DC) إلى تيار كهربائي متناوب (AC). ويتكون هيكله النموذجي من جزأين: دائرة تعزيز الدائرة و دائرة جسر العاكستقوم دائرة رفع الجهد برفع جهد التيار المستمر من الخلايا الشمسية إلى المستوى المطلوب للتحكم في خرج العاكس. ثم تقوم دائرة جسر العاكس بتحويل جهد التيار المستمر المرفوع إلى جهد تيار متردد يتوافق مع تردد الشبكة.

يُشار إلى هذا الجهاز أيضًا باسم منظم الطاقة. في أنظمة توليد الطاقة الكهروضوئية، يمكن تصنيف العواكس حسب سيناريو التطبيق إلى نوع خارج الشبكة و نوع متصل بالشبكةتعتمد هذه المحولات على أساليب تعديل شكل الموجة، وتشمل محولات الموجة المربعة، ومحولات الموجة المتدرجة، ومحولات الموجة الجيبية، ومحولات التيار ثلاثي الأطوار المركبة. أما بالنسبة للأنظمة المتصلة بالشبكة، فتنقسم محولات التيار المخصصة إلى نوعين: محولات مزودة بمحولات، ومحولات غير مزودة بمحولات.

فيما يلي معايير الأداء الأساسية لمحولات الطاقة الشمسية الكهروضوئية:

جهد الخرج المقنن

ضمن نطاق التذبذب المسموح به لجهد التيار المستمر المدخل المحدد، يجب أن يكون العاكس قادرًا على توفير قيمة الجهد المقنن. عادةً، يكون جهد الخرج المقنن أحادي الطور 220 فولت، وجهد الخرج المقنن ثلاثي الأطوار 380 فولت. يتم تحديد انحرافات تذبذب الجهد كما يلي:

• أثناء التشغيل في حالة الاستقرار، لا يتجاوز الانحراف عادةً ±5% من القيمة المقدرة.
• في حالة حدوث تغيرات مفاجئة في الحمل، يجب ألا يتجاوز الانحراف ±10% من القيمة المقدرة.
• في الظروف العادية، يجب أن يكون عدم توازن جهد الخرج ثلاثي الأطوار ≤8%.
• متطلبات التشوه لجهد التيار المتردد الناتج (موجة جيبية): خرج ثلاثي الأطوار ≤5%، خرج أحادي الطور ≤10%.
• في ظل التشغيل العادي، يجب ألا يتجاوز انحراف تردد خرج التيار المتردد 1%. وفقًا للمعايير الوطنية GB/T 19064-2003نطاق تردد جهد الخرج هو من 49 هرتز إلى 51 هرتز.

معامل قدرة الحمل

تعكس هذه المعلمة قدرة العاكس على تشغيل الأحمال الحثية أو السعوية. بالنسبة لمخرج الموجة الجيبية، يتم ضبط معامل قدرة الحمل عادةً بين 0.7 و 0.9حيث تبلغ القيمة المقدرة عادةً 0.9. عند قدرة حمل معينة، يتطلب معامل قدرة العاكس المنخفض سعة أكبر، مما يزيد التكلفة. علاوة على ذلك، تؤدي القدرة الظاهرية الأعلى إلى زيادة تيار الحلقة، مما يؤدي إلى خسائر أكبر وانخفاض كفاءة النظام الإجمالية.

تيار الخرج المقنن وسعة الخرج المقننة

• تيار الخرج المقنن هي قيمة التيار المقنن التي يمكن أن يوفرها العاكس ضمن نطاق معامل قدرة الحمل المحدد، ويتم قياسها بالأمبير (A).

• القدرة الإنتاجية المقدرة هو ناتج جهد الخرج المقنن وتيار الخرج المقنن عندما يكون عامل قدرة الخرج 1 (أي للأحمال المقاومة البحتة)، معبر عنه بالكيلوفولت أمبير (kVA) أو الكيلوواط (kW).