المبادئ والاختلافات بين مُحَوِّلات الطاقة خارج الشبكة، على الشبكة والمُهجنة

المحول العكسي هو جهاز إلكتروني يحول التيار المستمر (DC) إلى التيار المتردد (AC)، ويُستخدم بشكل واسع في أنظمة توليد الطاقة الشمسية، وأنظمة توليد طاقة الرياح، والمركبات الكهربائية، وغيرها من المجالات. وفقًا لطريقة الاتصال واستخدام المحول العكسي، يمكن تقسيمه إلى ثلاثة أنواع: محول عكسي خارج الشبكة، محول عكسي على الشبكة، ومحول عكسي هجين.

1. محول عكسي خارج الشبكة

المحول العكسي خارج الشبكة هو جهاز يحول الطاقة المستمرة الناتجة عن مصادر طاقة موزعة مثل الألواح الشمسية وتربيت الرياح إلى طاقة متناوبة، ثم يقوم بزيادة الجهد باستخدام محول، ويختار نقطة القوة القصوى من خلال مفتاح مستمر منخفض الجهد (MPPT)، وأخيرًا يتم إخراجه إلى الشبكة أو الحمل. يستخدم المحول العكسي خارج الشبكة بشكل أساسي لحل مشكلة كيفية ربط مصادر الطاقة الموزعة بالشبكة حتى يمكن دمجها للعمل ضمن الشبكة.

الميزات الرئيسية للعكّاس خارج الشبكة كما يلي:

1) نطاق الجهد المدخل واسع، عادةً ما يكون 700V-900V;

2) نطاق الجهد المخرج ضيق، عادةً ما يكون 120V-300V;

3) جودة الموجة المخرجة جيدة، مناسبة للأماكن التي تتطلب متطلبات صارمة بشأن تقلبات الجهد;

4) التشغيل المستقل، غير متأثر بتقلبات الشبكة;

5) مع وظيفة حماية الجزيرة، عندما تفشل الشبكة، يمكن للعكّاس قطع الاتصال بالشبكة تلقائيًا.

2. عكّاس على الشبكة

عكّاس على الشبكة هو جهاز يحول الطاقة المستمرة الناتجة عن مصادر طاقة موزعة مثل الألواح الشمسية والتوربينات الهوائية إلى طاقة بديلة، ثم يقوم بزيادة الجهد من خلال محول، ويختار نقطة القوة القصوى من خلال مفتاح DC منخفض الجهد (MPPT)، وأخيرًا يتم إخراجه إلى العكّاس المتصل بالشبكة. يستخدم عكّاس على الشبكة بشكل أساسي لربط مصادر الطاقة الموزعة بشبكات الطاقة الكبيرة لتحقيق تكامل وتكميل متعدد المصادر.

الميزات الرئيسية لمُحَوِّلات الشبكة هي كما يلي:

1) نطاق الجهد المدخل ضيق، عادةً ما يكون 400V-900V;

2) نطاق الجهد المخرج واسع، عادةً ما يكون 120V-350V;

3) جودة الشكل الموجي للمخرج سيئة، مناسبة للمناسبات التي تتطلب تقلبات ضغط منخفضة;

4) يحتاج إلى العمل بشكل متزامن مع الشبكة ويتأثر بشدة بتقلبات الشبكة;

5) لديه وظيفة حماية الجزيرة، لكنها ليست صارمة مثل مُحَوِّلات خارج الشبكة.

مُحَوِّل هجين

مُحَوِّل هجين هو مُحَوِّل يجمع بين وظائف مُحَوِّل خارج الشبكة ومُحَوِّل داخل الشبكة. يمكن لمُحَوِّل الهجين أن يعمل بشكل مستقل في نظام توليد الطاقة الشمسية أو أن يتصل بشبكة طاقة كبيرة. يمكن لمُحَوِّل الهجين التبديل بمرنة بين أوضاع العمل بناءً على الاحتياجات الفعلية لتحقيق كفاءة طاقة وأداء مثاليين.

الميزات الرئيسية لمُحَوِّل هجين هي كما يلي:

1) نطاق الجهد المدخل واسع، عادةً ما يكون 700V-900V;

2) نطاق الجهد المخرج واسع، عادةً ما يكون 120V-350V;

3) جودة الموجة المخرجة جيدة، مناسبة للأماكن التي تتطلب متطلبات صارمة بشأن تقلبات الجهد;

4) يمكنه العمل بشكل مستقل في نظام توليد الطاقة الشمسية أو الاتصال بشبكة طاقة كبيرة;

5) تحتوي على وظيفة حماية الجزيرة، لكنها ليست صارمة مثل عاكس الشبكة المستقلة.

باختصار، يختلف العاكسات خارج الشبكة، عاكسات داخل الشبكة والعاكسات الهجينة في نطاق الجهد المدخل، نطاق الجهد المخرج، جودة الموجة، الوضع التشغيلي، وما إلى ذلك. مع التطور المستمر لتكنولوجيا الطاقة الجديدة وتوسيع مجالات التطبيق، تستمر تقنية العاكسات في الابتكار والتحسين. في المستقبل، ستمكّن أنواع مختلفة من العاكسات من تلبية احتياجات السيناريوهات المختلفة بشكل أفضل وإسهام أكبر في تنمية الطاقة النظيفة للبشرية.