لافتة لافتة
تفاصيل المدونة
Created with Pixso. المنزل Created with Pixso. مدونة Created with Pixso.

اعتبارات أساسية لاختيار مفاتيح عزل التيار المستمر في مشاريع الطاقة الشمسية

اعتبارات أساسية لاختيار مفاتيح عزل التيار المستمر في مشاريع الطاقة الشمسية

2025-10-24

تخيل سيناريو تشتعل فيه النيران في نظام شمسي سكني، ولكن رجال الإطفاء يصلون ليجدوا أنهم لا يستطيعون إيقاف التيار الكهربائي بأمان. هذا ليس كابوسًا افتراضيًا - فقد كشفت الحوادث الأخيرة في أستراليا عن فجوات قاتلة في سلامة الخلايا الكهروضوئية (PV)، وخاصة تلك التي تنطوي على عوازل التيار المستمر (DC) دون المستوى المطلوب أو المثبتة بشكل غير صحيح. وقد علق مجلس الطاقة النظيفة الأسترالي (CEC) الشهادات لعدة علامات تجارية بعد حرائق على الأسطح مرتبطة بهذه الأجهزة. تؤكد هذه الحوادث أن عوازل التيار المستمر هي أكثر بكثير من مجرد مفاتيح بسيطة؛ فهي بمثابة شريان الحياة لنظام الخلايا الكهروضوئية، القادر على مقاطعة التيار المباشر (DC) الخطير بأمان أثناء الصيانة أو حالات الطوارئ أو الحرائق.

عوازل التيار المستمر: حماة الأنظمة الشمسية

عازل التيار المستمر، أو مفتاح الفصل بالتيار المستمر، هو جهاز تبديل ميكانيكي مصمم لعزل جانب التيار المستمر من النظام الشمسي. وتتمثل وظيفته الأساسية في قطع الاتصال بين الألواح الشمسية والعاكسات أثناء الخدمة أو الأزمات، مما يضمن سلامة الأفراد. على عكس عوازل التيار المتردد (AC)، تواجه عوازل التيار المستمر تحديات فريدة:

  • قمع القوس:يفتقر التيار المستمر إلى نقاط العبور الطبيعية للتيار المتردد، مما يجعل إخماد القوس أكثر صعوبة.
  • مواصفات أعلى:يتطلب فجوات تلامس أكبر ومواد متخصصة لإيقاف التيار بأمان.
  • مخاطر السلامة:قد يؤدي استبدال عوازل التيار المتردد بنماذج التيار المستمر إلى ارتفاع درجة الحرارة أو الحرائق أو الأعطال الكارثية.
لماذا تتطلب الأنظمة الشمسية عوازل التيار المستمر

عزل التيار المستمر أمر غير قابل للتفاوض لثلاثة أسباب حاسمة:

  • سلامة الصيانة:تمكين الفنيين من العمل على العاكسات أو صناديق التجميع دون جهد كهربائي مباشر.
  • إيقاف التشغيل في حالات الطوارئ:السماح لرجال الإطفاء بإيقاف تشغيل الأنظمة أثناء الحرائق أو الحوادث.
  • الامتثال التنظيمي:مطلوب بموجب المعايير الدولية (IEC، AS/NZS، UL) على مستوى الوحدة أو السلسلة أو مدخل العاكس.

بدون عوازل تيار مستمر موثوقة، تشكل أنظمة الخلايا الكهروضوئية على الأسطح مخاطر شديدة من الحرائق والصدمات الكهربائية.

أنواع عوازل التيار المستمر
  • عوازل التيار المستمر المغلقة:تتميز بمبيتات مصنفة IP65 أو أعلى للحماية من الغبار والرطوبة والأشعة فوق البنفسجية. مثالية لمصفوفات الأسطح أو قرب العاكس.
  • المفاتيح الدوارة:تصميمات تعمل بالرافعة للفصل اليدوي السريع عند مدخلات العاكس.
  • عوازل السلسلة:عزل سلاسل الخلايا الكهروضوئية الفردية لإدارة الأعطال الحبيبية.
  • عوازل المصفوفة:فصل مصفوفات الخلايا الكهروضوئية التجارية أو المساعدة على نطاق واسع.
  • عوازل منصهرة:تجمع بين عزل الدائرة والحماية من التيار الزائد.
  • عوازل غير منصهرة:توفر التبديل فقط، مع الاعتماد على الصمامات الخارجية.
اختيار عازل التيار المستمر المناسب

مع عمل أنظمة الخلايا الكهروضوئية بجهد 1000 فولت - 1500 فولت تيار مستمر، تشمل معايير الاختيار ما يلي:

  • تصنيف الجهد:يجب أن يفي بجهد النظام أو يتجاوزه.
  • سعة التيار:تطابق خرج المصفوفة (10 أمبير - 800 أمبير).

تتميز العوازل عالية الجودة بما يلي:

  • علب مقاومة للأشعة فوق البنفسجية للتركيب على السطح
  • ملامسات سبائك الفضة لإخماد القوس بشكل موثوق
  • مواد مستقرة حرارياً للتعرض الطويل لأشعة الشمس
  • تصميمات مدمجة مع وصلات طرفية آمنة

تشمل ميزات الأمان المتقدمة ما يلي:

  • أوضاع "إيقاف التشغيل" القابلة للقفل لمنع إعادة التنشيط العرضي
  • آليات التعشيق بالباب لمنع الوصول أثناء التنشيط
بروتوكولات التركيب والصيانة

تتطلب أفضل الممارسات ما يلي:

  • التركيب على مستوى السلسلة والعاكس بواسطة كهربائيين معتمدين
  • عمليات التفتيش السنوية بحثًا عن ارتفاع درجة الحرارة أو التآكل أو التآكل الميكانيكي
  • إعطاء الأولوية للمنتجات الحاصلة على شهادة IEC 60947-3
الخلاصة

تمثل عوازل التيار المستمر مكونًا أساسيًا للسلامة في الأنظمة الكهروضوئية. يؤدي الاختيار والتركيب والصيانة المناسبة إلى تخفيف المخاطر الكهربائية بشكل كبير مع ضمان الامتثال التنظيمي. في مجال الطاقة الشمسية، يجب أن تأتي السلامة دائمًا في المقام الأول.