كيفية توصيل أكثر من نوع مختلف من الألواح الشمسية

نتيجه للانتشار في استخدام الألواح الشمسية والتوجه الدائم لزيادة القدرة والتطور الدائم في النوع والكفاءة والتنافس الشديد بين المنتجين والمصنعين، يوجد الآن العديد من الألواح الشمسية في الأسواق, تختلف إحداها عن الأخرى في بعض الأحيان في الفولت والقدرة وشدة التيار. مع العلم أنه ليس من المفضل توصيل ألواح شمسية مختلفه في المواصفات الفنية ولكنه ليس ممنوع أيضاً، لكن دائما مايؤخذ في الاعتبار الفولت والأمبير والقدرة. هذا المقال يوضح بعض الطرق لتوصيل أكثر من لوح شمسي مختلف في القدرة والنوع والمواصفات.
أولاً لابد من شرح كيفية توصيل الألواح الشمسية لتوضيح الاختلاف في كل طريقه، سواء على التوالى أو على التوازي.

أولاً : التوصيل على التوالي:

يتم التوصيل على التوالي للحصول على فرق جهد عالي, ولكن يجب الأخذ في عين الاعتبار الجهد (الفولت) الأقصى الذي يتحمله اللوح الشمسي (يوجد حاليا 1500 فولت).

القدرة الكلية يتم حسابها ببساطة عن طريق الجمع الجبري لقدرة كل لوح شمسي، حيث أن جميعها لها نفس القدرة، كالتالي:

القدرة الكلية = 150+150+150+150=600 وات.

أما في حاله اختلاف القدرة فيتم الحساب على أقل قدره فيهم كما هو موضح في الرسم التوضيحي الآتي:

فتكون القدرة الكلية=140*4=560 وات.

ومن هنا يتضح لماذا يفضل عدم توصيل ألواح شمسية ذات مواصفات مختلفة.

ثانياً: التوصيل على التوازي:

في حالة أن الألواح الشمسية متوافقة في المواصفات حيث لها نفس النوع والفولت والقدرة والأمبير فتكون كالتالي:

القدره الكليه = 150+150+150+150=600 وات ومن الواضح أن القدره الكلية لا تختلف عن التوصيل على التوالي لكنها تختلف في الفولت, اي اننا سنحصل على جهد منخفض وتيار عالي.

في حاله إختلاف قدرة أحد الألواح فيتم الحساب عن طريق جمع القدرات جبريا كالتالي :

القدرة الكلية=150+150+150+140= 590 وات

مع الأخذ في الاعتبار في كل التوصيلات السابقة أن يكون الفولت لا يتعدى القيمة التي يتحملها العاكس (الإنفرتر)، وكونهُ أيضاً تحت قيمه تحمل اللوح الشمسي مع مراعاة درجه الحرارة والعوامل الجوية التي سيتم توضيحها في مقال لاحق.

النتيجة مما سبق، أنه في حاله تطابق الألواح الشمسية في المواصفات القياسية للألواح فمن الأفضل التوصيل على على التوالي حيث أنها تعطى أكبر فرق جهد وقدرة في نفس الوقت. أما في حاله اختلاف أحدهم فمن الأفضل التوصيل على التوازي للحصول على أكبر قدره ممكنة حيث يتم جمع القدرات جبريا كما تم التوضيح مسبقا ولا يتم احتساب القدرة الكلية على أقلهم قدرة.

المصادر:

http://solarpanelsvenue.com/mixing-solar-panels

http://solar.calfinder.com/magazine/mixing-matching-solar-panels

https://www.altestore.com/blog/2012/08/adding-capacity-to-your-existing-pv-system

 الكاتب: محمد علي متولي

خريج هندسة القاهره قسم ميكانيكا قوى سنه 2010 وحاليا طالب ماجستير في مجال كفاءة الطاقه والطاقه المتجدده بجامعة كاسل بألمانيا 

 المصدر: http://kawngroup.com/author/metwaly

الطاقة الشمسية في مصر: بين الشغل الهندسي و الشغل العشوائي

يوجد العديد من العاملين بسوق الطاقة المتجددة في مصر، و بالأخص سوق الطاقة الشمسية. فكثير من الشركات تستطيع– بعد القيام بعدد من الإجراءات و إستيفاء بعض المتطلبات –  الحصول علي تأهيل من هيئة الطاقة الجديدة و المتجددة للعمل في مجال الطاقة الشمسية في مصر.

و المقصود بالعمل في مجال الطاقة الشمسية هو بإختصار شديد العمل في تصميم و توريد و تركيب و تشغيل نظم الطاقة الشمسية. و يكون نظام الطاقة الشمسية المطلوب تركيبه عادة واحد من أربعة أنظمة (يختلف السياق و الحجم حسب التصميم المنفذ و التطبيق المطلوب):

1.      نظام خلايا شمسية متصل بالشبكة العمومية: و الغرض منه تصدير الطاقة الكهربائية للشبكة الكهربائية العمومية مقابل تعريفة متعارف عليها و مقننة من قبل هيئة الطاقة الجديدة و المتجددة و جهاز تنظيم مرفق الكهرباء و حماية المستهلك التابعين لوزارة الكهرباء و الطاقة الجديدة و المتجددة.

2.      نظام خلايا شمسية منفصل عن الشبكة: و يقوم هذا النظام بتغذية الأحمال المطلوبة بشكل منفصل تماما عن الشبكة الكهربائية العمومية و يستخدم بطاريات لتخزين الكهرباء.

3.      نظام خلايا شمسية لتغذية طلمبات المياه: و يعتبر هذا النظام هو من نفس نمطية النظام المذكور بعاليه إلا أنه يختص بتشغيل طلمبات المياه في الصحاري و الأراضي الزراعية بدلا من إستخدام محركات الديزل الملوثه للبيئة و التي تستهلك كميات كبيرة من الوقود أثناء التشغيل.

4.      نظام السخانات الشمسية: إستخدام سخانات المياه الشمسية الآمنة في تغذية المباني بالمياه الساخنة بدلا من إستخدام السخانات الكهربائية و السخانات التي تعمل بالغاز الطبيعي.

تكمن المعضلة في غياب الرقابه علي العاملين بالمجال، مما يدفع الكثير منهم الي العمل بشكل عشوائي، و معاملة أنظمة الطاقة الشمسية مثل أي عملية "توريد و تركيب" بدون تصميم و تخطيط مسبق، مما يؤدي في المستقبل القريب الي عدة مشاكل بالنظام، تنتهي عادة بفشل نظام الطاقة الشمسية في القيام بوظيفته كما ينبغي.

لذلك، حين تقوم بالتعاقد مع أي شركة متخصصة في مجال الطاقة الشمسية، يجب عليك أن تعرف إذا كانت هذه الشركة تتبع الأساليب الهندسية في التنفيذ(من خلال تصميم و تخطيط مسبق) أم أنها واحدة ِمن تلك الشركات التي تعمل بشكل عشوائي، و في بعض الأحيان نصف الشغل العشوائي في اللغة العامية في هذا السياق  ب"الشغل البلدي".

و كيف لك أن تعرف ذلك؟

تستطيع معرفة هذه المعلومة من خلال بعض الأسئلة التي ينبغي أن تسألها للشركة التي تنوي التعاقد معها لتركيب نظام الطاقة الشمسية المطلوب. و من أبرز هذه الأسئلة:

1.      هل تقوم الشركة بالقيام بتصميم مسبق قبل التنفيذ؟ إذا كانت الإجابة بنعم، إذن أين نماذج و تقارير الشركة التي تحتوي علي معلومات تخص إحتياجات العميل وتحتوي أيضا علي تقييم مبدئي لموقع التركيب المقترح و ملائمته و عدم وجود عوائق قد تحول دون عمل النظام المركب بشكل فعال؟

2.      ما هو البرنامج الحاسوبي الذي تستخدمه الشركة في عمل التصميم؟ أم هل للشركة برامج/ آليات أخري للحساب؟

3.      علي أي أساس قامت الشركة بتحديد حجم الخلايا الشمسية المطلوبه في النظام؟ و هل أخذت في إعتبارها درجات الحرارة التي قد تؤثر علي كفاءة و إستمرارية تشغيل النظام؟

4.      ما هي الكابلات التي تقوم الشركة بإستخدامها في النظام؟ هل تستخدم كابلات التيار الثابت مع الخلايا الشمسية كما ينبغي؟ و هل تقوم بإستخدام كابلات التيار المتردد في مكانها المناسب؟

5.      ما هي الوسائل التي سوف تستخدمها الشركة لحماية مكونات النظام  - سواء التي تعمل بالتيار الثابت أو المتردد - في حالات زيادة التيار الكهربائي بشكل مفاجيء نتيجة لقصر الدائرة الكهربائية؟

إن طرح بعض الأسئلة البسيطة و الإستماع الي الإجابات قد ينقذك من الوقوع في مأزق ناتج عن تركيب عشوائي لنظام طاقة شمسية. إن المعرفة متاحة للجميع، و من خلال بعض القراءات و الإتصالات و البحث علي الإنترنت، تستطيع التأكد من كفاءة الشركة التي تطلب منها تركيب نظام الطاقة الشمسية المطلوب، وذلك حتى يعمل النظام المطلوب بالكفاءة المتوقعة، بل و يتجاوز التوقعات في التفوق و الإستدامة.

بقلم: د.م./ كريم منوفي

دكتوراه في الهندسة (الطاقة و البيئة) – جامعة ييدا (أسبانيا).

حاصل علي لقب دكتور أوروبي من جامعة ييدا بأسبانيا (2014).

المصدر: http://journas.com/j/170/Energy_Guide/comments/30913