يعمل صندوق توصيل الألواح الكهروضوئية الذكي على حل ثلاث مشكلات رئيسية تعاني منها صناعة الطاقة الكهروضوئية

في السنوات العشر الماضية، أصبحت منتجات توليد الطاقة الكهروضوئية أكثر وأكثر شعبية في جميع أنحاء العالم، وظهرت الابتكارات في مجال الصناعة الكهروضوئية إلى ما لا نهاية.وقد عززت هذه التدابير المبتكرة التحسين المستمر لكفاءة أنظمة توليد الطاقة الكهروضوئية، وخفض التكاليف، وجعل النظام الكهروضوئي أكثر ثباتًا وأقرب إلى حياة السكان.

ومن بين هذه التدابير المبتكرة، أصبح البحث والتطوير الذكي لأنظمة توليد الطاقة الكهروضوئية أحد الاهتمامات الأساسية للابتكار التكنولوجي العالمي.تستخدم بعض الشركات الكهروضوئية الرائدة والمؤسسات البحثية تكنولوجيا الإنترنت، وتكنولوجيا الاستشعار، وتحليل البيانات الضخمة، وما إلى ذلك لربط أنظمة محطات الطاقة الكهروضوئية المعزولة لمساعدة المستثمرين على اتخاذ قرارات أكثر ملاءمة بشأن صيانة السلامة اليومية وتحليل دخل الاستثمار.

تشكل الألواح الشمسية جوهر نظام الطاقة الشمسية، فهي تحمل الدور الأساسي في استقبال الضوء وتحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كهربائية.ومع ذلك، على مر السنين، فإن معظم ما يسمى بمحطات الطاقة الكهروضوئية الذكية التي ادعت أنها قامت بتثبيت منصة إدارة ذكية، لم تشهد بعد أي آثار "للذكاء" على المستوى الأساسي للوحدات الأساسية لتوليد الطاقة (اللوحات).يتم توصيل الألواح الشمسية ببساطة في سلسلة بواسطة القائم بالتركيب لتشكل سلسلة، ويتم توصيل عدة سلاسل لتشكل مصفوفة كهروضوئية، والتي تشكل في النهاية نظام محطة طاقة.

إذن، هل هناك أي مشكلة في هذا الترتيب؟

أولاً، الجهد الكهربي لكل لوحة كهروضوئية ليس مرتفعًا، فقط بضع عشرات من الفولتات، ولكن الجهد التسلسلي يصل إلى حوالي 1000 فولت.عندما يواجه نظام توليد الطاقة حريقًا، حتى لو تمكن رجال الإطفاء من فصل مفتاح دائرة العودة للدائرة الرئيسية، فإن النظام بأكمله لا يزال خطيرًا للغاية، لأنه يتم إيقاف تشغيل التيار الموجود في دائرة العودة فقط.نظرًا لأن الألواح الشمسية متصلة ببعضها البعض بواسطة موصلات، فإن جهد النظام إلى الأرض لا يزال 1000 فولت.عندما ينتهي الأمر برجال الإطفاء عديمي الخبرة بمدافع المياه عالية الضغط لرش الماء على لوحات توليد الطاقة 1000 فولت، لأن الماء موصل، يتم تحميل فرق الجهد الضخم مباشرة على رجال الإطفاء من خلال عمود الماء، وستحدث كارثة.

ثانيًا، خصائص الإخراج لكل لوحة كهروضوئية غير متناسقة، مثل التيار والجهد ونقطة التشغيل المثالية.مع الاستخدام طويل الأمد والشيخوخة الطبيعية للأنظمة الكهروضوئية في الهواء الطلق، سيصبح هذا التناقض أكثر وضوحًا.تتوافق خصائص توليد الطاقة الترادفية مع "تأثير البرميل".بمعنى آخر، يعتمد إجمالي توليد الطاقة لسلسلة من الألواح الشمسية بشكل أكبر على خصائص الإخراج لأضعف لوحة في السلسلة.

ثالثًا، الألواح الشمسية هي الأكثر خوفًا من انسداد الظل (عوامل الانسداد غالبًا ما تكون ظل الأشجار وفضلات الطيور والغبار والمداخن والأجسام الغريبة وما إلى ذلك)، لذلك يتم تركيبها بشكل عام في الأماكن المشمسة، ولكن في أنظمة توليد الطاقة الموزعة على الأسطح. من أجل النظر في جمال وتنسيق هيكل بناء المنزل والفناء بشكل عام، غالبًا ما يقوم المالكون بتوزيع ألواح البطارية بالتساوي على السطح بأكمله.على الرغم من أن بعض أجزاء هذه الأسطح قد تسبب انسداد الظل، إلا أنه في بعض الأحيان، لا يفهم أصحابها بشكل كامل التأثير الخطير والضرر الناجم عن انسداد الظل على اللوحات الكهربائية.نظرًا لأن لوحة البطارية مظللة بالظلال، فسيتم تحفيز عنصر حماية الالتفافية (عادةً صمام ثنائي) في صندوق توصيل اللوحة الكهروضوئية خلف اللوحة، وسيتم تحميل تيار التيار المستمر الذي يصل إلى حوالي 9 أمبير في سلسلة البطارية على الفور على الالتفافية جهاز صنع صندوق التوصيل الكهروضوئي ستكون هناك درجة حرارة عالية تزيد عن 100 درجة في الداخل.سيكون لدرجة الحرارة المرتفعة هذه تأثيرًا ضئيلًا على لوحة البطارية وصندوق التوصيل على المدى القصير، ولكن إذا لم يتم التخلص من تأثير الظل وظل موجودًا لفترة طويلة، فسيؤثر ذلك بشكل خطير على عمر خدمة صندوق التوصيل ولوحة البطارية .

علاوة على ذلك، تنتمي بعض الظلال إلى التدريع المتكرر عالي التردد (على سبيل المثال، ستحجب الفروع الموجودة أمام سقف المنزل الكهروضوئي لوحة البطارية بشكل متكرر مع الريح. هذا التدريع المتناوب عالي التردد يجعل جهاز الالتفافية في دورة: قطع الاتصال - التوصيل – الانفصال).يتم تشغيل الصمام الثنائي وتسخينه بواسطة تيار عالي الطاقة، ثم يتم عكس الانحياز على الفور لإلغاء التيار وزيادة الجهد العكسي.في هذه الدورة المتكررة، يتم تقليل عمر خدمة الصمام الثنائي بشكل كبير.بمجرد أن يحترق الصمام الثنائي الموجود في صندوق توصيل اللوحة الكهروضوئية، سيفشل خرج النظام الخاص باللوحة الشمسية بأكملها.

فهل هناك حل يمكن أن يحل المشاكل الثلاث المذكورة أعلاه في نفس الوقت؟اخترع المهندسونصندوق توصيل PV ذكيبعد سنوات من العمل الجاد والممارسة.

يستخدم صندوق الوصلات الكهروضوئية القابل للضبط شريحة إدارة الطاقة الكهروضوئية DC المخصصة لتصميم وبناء لوحة دائرة التحكم، والتي يمكن تركيبها مباشرة في صندوق الوصلات الكهروضوئية.من أجل تسهيل تركيب الشركات المصنعة للألواح الشمسية، قام التصميم بحجز أربعة منافذ أسلاك لنطاق الناقل، بحيث يمكن توصيل صندوق التوصيل بسهولة باللوحة الشمسية، والإخراجالكابلاتوالموصلاتيتم تثبيتها مسبقًا قبل مغادرة المصنع.يعد صندوق التوصيل هذا حاليًا هو صندوق التوصيل الذكي الكهروضوئي الأكثر ملاءمة في الصناعة الكهروضوئية للتركيب والصيانة.إنه يوفر بشكل أساسي حلولاً للمشاكل الثلاثة الرئيسية المذكورة أعلاه والتي تعاني منها صناعة الطاقة الكهروضوئية.لديها الوظائف التالية:

1) وظيفة MPPT: من خلال التعاون بين البرامج والأجهزة، تم تجهيز كل لوحة بتكنولوجيا تتبع الطاقة القصوى وأجهزة التحكم.يمكن لهذه التقنية أن تزيد إلى الحد الأقصى من تقليل كفاءة توليد الطاقة الناتج عن خصائص اللوحة المختلفة في مصفوفة اللوحة وتقليل "تأثير البرميل" على كفاءة محطة الطاقة يمكن أن يحسن بشكل كبير كفاءة توليد الطاقة في محطة الطاقة.من خلال نتائج الاختبار، يمكن زيادة كفاءة توليد الطاقة للنظام بنسبة 47.5%، مما يزيد من دخل الاستثمار ويقلل بشكل كبير من فترة استرداد الاستثمار.

2) وظيفة إيقاف التشغيل الذكية في الظروف غير الطبيعية مثل الحريق: في حالة نشوب حريق، يمكن لخوارزمية البرنامج المضمنة في صندوق توصيل اللوحة الكهروضوئية ودائرة الأجهزة تحديد ما إذا كان قد حدث خلل في غضون 10 مللي ثانية، ويتم قطعها بشكل فعال الاتصال بين كل لوحة البطارية.يتم تقليل الجهد الكهربي 1000 فولت إلى جهد مقبول لجسم الإنسان حوالي 40 فولت لضمان سلامة رجال الإطفاء.

3) يتم استخدام تكنولوجيا التحكم المتكاملة الثايرستور MOSFET بدلاً من صمام ثنائي شوتكي التقليدي.عندما يتم حجب الظل، يمكن بدء تيار تجاوز MOSFET على الفور لحماية سلامة لوحة البطارية.في الوقت نفسه، نظرًا لخصائص VF المنخفضة الفريدة لـ MOSFET، فإن الحرارة المتولدة في صندوق التوصيل الإجمالي تبلغ عُشر الحرارة المتولدة في صندوق التوصيل العادي فقط.هذه التكنولوجيا إلى حد كبير يتم إطالة عمر خدمة صندوق التوصيل الكهروضوئي، ويتم ضمان عمر خدمة اللوحة الشمسية بشكل أفضل.

في الوقت الحاضر، تظهر الحلول التقنية لصناديق التوصيل الكهروضوئية الذكية واحدة تلو الأخرى، معظمها حول تحسين وتحسين كفاءة توليد الطاقة من السلسلة الكهروضوئية، وتحسين آليات الاستجابة للحريق في النظام الكهروضوئي مثل وظائف إيقاف التشغيل.

إن تطوير وتصميم "صندوق التوصيل الكهروضوئي الذكي" ليس بالضرورة عملاً معقدًا وعميقًا.ومع ذلك، كيف يمكن لصندوق التوصيل الذكي أن يلبي بالفعل نقاط الألم والصعوبات التي يواجهها سوق الطاقة الكهروضوئية؟من الضروري إيجاد أفضل توازن من حيث الوظيفة الكهربائية لصندوق التوصيل، وعمر خدمة الأجهزة الإلكترونية، والتكلفة ودخل الاستثمار لصندوق التوصيل الذكي.من المعتقد أنه في السنوات القليلة المقبلة، سيكون لصندوق التوصيل الكهروضوئي الذكي المزيد من التطبيقات في النظام الكهروضوئي وسيخلق قيمة أكبر للمستثمرين.