تخيل سيناريو حيث كل الأضواء في منزلك تغلق في اللحظة التي تحترق فيها مصباح واحد. هذه هي بالضبط الطريقة التي عملت بها الدوائر المسلسلة الأولى. وبالمثل،تكوين الأسلاك من الألواح الشمسية يؤثر بشكل مباشر على استقرار النظام وكفاءتهتوفر هذه المقالة تحليلاً مدفوعاً بالبيانات للاتصالات المتسلسلة مقابل المتوازية، ومزاياها وعيوبها، وكيفية تحسين التكوينات لتحقيق أقصى قدر من الأداء.
1الفرق الأساسي بين سلسلة والاتصالات المتوازية
تتكون الألواح الشمسية، مثل البطاريات، من محطات إيجابية وسلبية. الطريقة التي يتم بها توصيل هذه المحطات تحدد الجهد والتيار في النظام، والذي يؤثر بدوره على الأداء العام.
الاتصال المتسلسل: يضيف الجهد، والتيار يبقى ثابت
في الاتصال المتسلسل ، يتم ربط الألواح الشمسية مثل السلسلة: يتم توصيل الطرف الإيجابي للوحة الواحدة مع الطرف السلبي للواحدة التالية ، مما يشكل دائرة مستمرة.
-
السمات الرئيسية:يعد الجهد الإجمالي يساوي مجموع جهدات الألواح الفردية ، في حين يبقى التيار نفسه. على سبيل المثال ، ستنتج لوحة معدلة بمعدل 40 فولت و 5A 80 فولت عند 5A عند توصيلها بسلسلة.
-
التطبيقات:يتم استخدام الاتصالات المتسلسلة في المقام الأول لزيادة الجهد لتلبية الحد الأدنى من عتبة التشغيل للمحول. يتطلب العديد من المحولات نطاقًا محددًا من الجهد للعمل بشكل صحيح.
الاتصال المتوازي: التيار يضيف، والجهد يبقى ثابت
في الاتصالات المتوازية ، يتم ربط جميع المحطات الإيجابية معًا ، وكذلك جميع المحطات السلبية ، عادةً عن طريق صندوق مزيج.
-
السمات الرئيسية:يساوي التيار الإجمالي مجموع التيارات الفردية لللوح ، في حين يبقى الجهد ثابتًا. ستقدم نفس اللوحتين 40 فولت / 5 أ فولت عند 10 أ عندما يتم توصيلها بالتوازي.
-
التطبيقات:الاتصالات المتوازية تزيد من الطاقة الصادرة دون تجاوز حدود فولتاج المحول ، مما يسمح بتوليد طاقة أعلى ضمن القدرة الحالية للنظام.
2التحليل المقارن: الأداء مقابل الموثوقية
يشتمل الاختيار بين الاتصالات المتسلسلة والموازية على المقايضة في الكفاءة والموثوقية والتوافق مع مكونات النظام.
مراقبون الشحنة: MPPT مقابل PWM
-
أجهزة تحكم MPPT (تتبع أقصى نقطة طاقة):أكثر ملاءمة للاتصالات المتسلسلة. إنها تقوم بتعديل الجهد والتيار بشكل ديناميكي لتحقيق أقصى قدر من الطاقة ، مما يجعلها مثالية لتكوينات سلسلة عالية الجهد.
-
أجهزة تحكم PWM (تعديل عرض النبض):أكثر توافقًا مع الاتصالات المتوازية. هذه المتحكمات الأسهل والمنخفضة التكلفة تنظم الجهد من خلال التبديل ، مما يجعلها فعالة لإعدادات متوازية منخفضة الجهد.
الموثوقية: تحمل الأخطاء
الاتصالات المتسلسلة عرضة للفشل في نقطة واحدة، إذا تعطل أحد الألواح، يتم قطع الدائرة بأكملها. الاتصالات المتوازية توفر زيادة في الازدحام.حيث أن كل لوحة تعمل بشكل مستقل.
3استراتيجيات الأسلاك القائمة على المحول
يحدد المحولات تكوينات الأسلاك في الألواح الشمسية ، حيث أنها تحويل الطاقة المشتركة إلى الطاقة المتغيرة للاستخدام المنزلي.
محولات الأوتار: تشكيلات سلسلة متوازية هجينة
محولات الأوتار تتطلب نطاقات فولتاج محددة بينما تفرض حدود التيار.
-
متطلبات الجهد:معظم الألواح الشمسية السيليكونية لديها جهد دائرة مفتوحة حوالي 40 فولت. يعمل عادةً محولات الأوتار بين 300 فولت-500 فولت ، مما يتطلب 8-12 لوحة في سلسلة.
-
توسيع النظام:بالنسبة للأنظمة الكبيرة ، يمكن مواكبة سلسلة متعددة من السلاسل لتلبية متطلبات الجهد مع الحفاظ على حدود التيار.
المحولات الدقيقة ومحسنات: بدائل مرنة
المحولات الدقيقة أو المحسنات المرفقة باللوحات الفردية تمكن من تحسين الطاقة بشكل مستقل.
-
تحسين مستقل:كل لوحة تعمل بأقصى كفاءتها، حتى في الظلال أو التوجهات المختلفة.
-
قابلية التوسع:يمكن توسيع الأنظمة لوحة لوحة دون قيود مطابقة الجهد.
4سلسلة مقابل موازية: ملخص للمزايا والعيوب
| الخصائص |
السلسلة |
متوازية |
| الجهد |
الزيادات (مجموع الألواح) |
ثابت (ساوي لوحة واحدة) |
| التيار الحالي |
ثابت (ساوي لوحة واحدة) |
الزيادات (مجموع الألواح) |
| تحمل الأخطاء |
منخفضة (فشل واحد يعطل الدائرة) |
عالية (تشغيل مستقل) |
| التوافق مع المحول |
مثالية لغيرات الحبال |
أفضل لـ ميكرو إنفرترات |
| تصميم النظام |
يتطلب مطابقة الجهد |
توسع أكثر مرونة |
