يُعدّ العاكس بمثابة العقل والقلب لنظام توليد الطاقة الكهروضوئية. في عملية توليد الطاقة الكهروضوئية الشمسية، تكون الطاقة المولدة من المصفوفة الكهروضوئية تيارًا مستمرًا (DC). مع ذلك، تتطلب العديد من الأحمال تيارًا مترددًا (AC)، ويُعاني نظام إمداد التيار المستمر من قيود كبيرة وصعوبة في تحويل الجهد. كما أن نطاق استخدام الأحمال محدود، فباستثناء الأحمال الخاصة، يُعدّ العاكس ضروريًا لتحويل التيار المستمر إلى تيار متردد. يُعتبر العاكس الكهروضوئي بمثابة القلب النابض لنظام توليد الطاقة الكهروضوئية الشمسية، حيث يقوم بتحويل التيار المستمر الناتج عن الوحدات الكهروضوئية إلى تيار متردد، ثم ينقله إلى الحمل المحلي أو الشبكة الكهربائية، وهو جهاز إلكتروني للطاقة مزود بوظائف حماية ذات صلة.
يتكون العاكس الشمسي بشكل أساسي من وحدات الطاقة، ولوحات دوائر التحكم، وقواطع الدائرة، والمرشحات، والمفاعلات، والمحولات، والموصلات، والخزائن. تشمل عملية الإنتاج المعالجة المسبقة للأجزاء الإلكترونية، وتجميع الجهاز بالكامل، والاختبار، والتغليف النهائي. ويعتمد تطويره على تطور تكنولوجيا إلكترونيات الطاقة، وتكنولوجيا أشباه الموصلات، وتكنولوجيا التحكم الحديثة.
بالنسبة لمحولات الطاقة الشمسية، يُعدّ تحسين كفاءة تحويل الطاقة موضوعًا دائمًا، ولكن عندما ترتفع كفاءة النظام باستمرار، لتقترب من 100%، فإن أي تحسين إضافي في الكفاءة سيصاحبه انخفاض في التكلفة. لذا، فإن كيفية الحفاظ على كفاءة عالية، وفي الوقت نفسه الحفاظ على قدرة تنافسية سعرية جيدة، تُعدّ مسألة بالغة الأهمية في الوقت الراهن.
بالمقارنة مع الجهود المبذولة لتحسين كفاءة العاكس، بات تحسين كفاءة نظام العاكس ككل مسألة بالغة الأهمية لأنظمة الطاقة الشمسية. ففي مصفوفة شمسية، عند ظهور منطقة ظل محلية بنسبة 2-3%، قد تنخفض طاقة خرج النظام بنسبة تصل إلى 20% تقريبًا عند استخدام عاكس مزود بوظيفة تتبع نقطة الطاقة القصوى (MPPT)، ما يؤدي إلى ضعف الطاقة. وللتكيف مع هذه الحالة، يُعد استخدام وظائف التحكم في تتبع نقطة الطاقة القصوى (MPPT) بشكل فردي أو متعدد للوحدات الشمسية المفردة أو الجزئية طريقة فعالة للغاية.
بما أن نظام العاكس يعمل بالشبكة الكهربائية، فإن تسرب التيار إلى الأرض يُسبب مشاكل خطيرة تتعلق بالسلامة. إضافةً إلى ذلك، ولتحسين كفاءة النظام، تُوصل معظم الألواح الشمسية على التوالي لتوليد جهد خرج تيار مستمر عالٍ. ونظرًا لحدوث أي خلل بين الأقطاب الكهربائية، فمن السهل حدوث قوس كهربائي. وبسبب ارتفاع جهد التيار المستمر، يصعب إخماد هذا القوس، مما يزيد من احتمالية نشوب حريق. ومع الانتشار الواسع لأنظمة العاكس الشمسي، ستُصبح مسألة أمان النظام جزءًا أساسيًا من تقنية العاكس.
تاريخ النشر: 1 أبريل 2023
