في نظام الخلايا الكهروضوئية، تُستخدم الكهرباء المولدة بشكل أساسي لتشغيل الأحمال. عندما يتجاوز الإنتاج الطلب على الطاقة، يتدفق الفائض من الكهرباء عائدًا إلى الشبكة، مما يُحدث "تيارًا عكسيًا". عادةً ما تُقيّد لوائح الشبكة التدفق العكسي غير المصرح به، وقد يؤدي التغذية غير المصرح بها للطاقة إلى غرامات. بالنسبة لمشاريع الخلايا الكهروضوئية المصممة للاستهلاك الذاتي دون تغذية الشبكة، تُعدّ الحماية من التدفق العكسي أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق استقلال مستدام في مجال الطاقة.
ما هو منع التدفق العكسي؟
في نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية، تُنتج الألواح الشمسية تيارًا مستمرًا (DC)، يُحوّله مُحوّل التيار إلى تيار متردد (AC) لتزويد الأحمال المحلية. إذا تجاوز الإنتاج الاستهلاك، يعود فائض الكهرباء إلى الشبكة، مُحدثًا تدفقًا عكسيًا. تستطيع الأنظمة المزودة بخاصية منع التدفق العكسي ضبط خرج مُحوّل التيار لضمان استهلاك الأحمال المحلية للكهرباء المُولّدة بالكامل، ومنع دخول الطاقة الزائدة إلى الشبكة.
لماذا يتم تركيب صمام منع التدفق العكسي؟
تشمل الأسباب الرئيسية لتركيب صمامات منع التدفق العكسي ما يلي:
1. قيود سياسة الشبكة:في بعض المناطق، تمنع قيود أو سياسات الشبكة الكهربائية تغذية الشبكة بالطاقة. وقد يؤدي التدفق العكسي غير المصرح به إلى فرض غرامات.
2. قيود الاتصال بالشبكة:تفرض الشبكة الكهربائية قيودًا صارمة على كمية الطاقة التي يمكن تغذيتها بها. إن تجاوز هذه القيود دون رقابة قد يؤدي إلى الإخلال باستقرار الشبكة.
3. مبدأ الاستهلاك الذاتي:تُعطي أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية المصممة للاستخدام الذاتي الأولوية لاستهلاك الأحمال المحلية. ويجب منع أي طاقة زائدة من دخول الشبكة باستخدام أجهزة منع التدفق العكسي.
مبدأ عمل نظام منع التدفق العكسي
تتضمن أنظمة منع التدفق العكسي عادةً عدادًا لمنع التدفق العكسي ومحول تيار (CT) مثبتين على الخط الرئيسي. تقيس هذه المكونات الطاقة وتدفق التيار في الوقت الفعلي. عند اكتشاف تيار عكسي، يرسل العداد بيانات التدفق العكسي إلى العاكس عبر اتصال RS485. يستجيب العاكس في غضون ثوانٍ، ويخفض طاقة خرجه لضمان أن يكون تدفق التيار إلى الشبكة شبه معدوم.
حلول منع التدفق العكسي
تتوفر تكوينات مختلفة لتلبية سيناريوهات متنوعة:
1. حل نظام منع التدفق العكسي أحادي الطور
المعدات المطلوبة: عاكس متصل بالشبكة، وعداد مضاد للتدفق العكسي، وكابل اتصال.
مناسب لأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية السكنية الصغيرة.
2. حل نظام منع التدفق العكسي ثلاثي الأطوار
بالنسبة للأنظمة السكنية منخفضة الطاقة، يمكن توصيل عدادات منع التدفق العكسي للتيار المستمر مباشرة بأطراف خرج التيار المتردد الخاصة بالعكس.
في الأنظمة عالية الطاقة، تقوم محولات التيار برصد التيار عند نقطة ربط الشبكة. ويتم معايرة خرج محول التيار وإدخاله إلى مقياس منع التدفق العكسي لقياس الطاقة بدقة.
3. حل نظام منع التدفق العكسي متعدد العاكسات
· يتم توصيل عدة محولات عبر واجهات اتصال بجهاز تسجيل البيانات.
يُعد هذا الحل مثاليًا للإعدادات واسعة النطاق، حيث يوفر سعة أعلى ووظائف أكثر قوة.
ملخص
تُعالج حلول منع التدفق العكسي متطلبات سياسة "الربط بالشبكة دون التغذية" في مناطق محددة. فهي تُعزز استقرار الشبكة، وتُحسّن سلامة النظام، وتُحسّن كفاءة الطاقة، وتتكيف مع التقنيات والسياسات المتطورة. وباستخدام أنظمة منع التدفق العكسي المُصممة خصيصًا، يُمكن لمشاريع الطاقة الشمسية الكهروضوئية ضمان الامتثال والموثوقية والجدوى الاقتصادية.
