إذا كنت تدير مشروعًا تجاريًا، أو تدير عقارًا تجاريًا كبيرًا، أو تقوم بتشغيل مجمع سكني متعدد الوحدات في نطاق النظام الشمسي بقدرة 20 كيلو وات إلى 100 كيلو وات، فأنت تعرف مقدار الوقت والمال الذي يتم إنفاقه للحصول على الإعداد الصحيح. ربما تعلم أيضًا أنه حتى الحازوقات الصغيرة يمكن أن تقلل من إنتاج الطاقة لديك، وأحد أكبر الأسباب هنا هو التظليل. إنه ليس مجرد إزعاج بسيط أيضًا؛ بالنسبة للأنظمة بهذا الحجم، يمكن أن يصل التظليل إلى النتيجة النهائية الخاصة بك بطريقة أصعب مما قد يحدث في إعداد سكني صغير بقدرة 1 كيلو واط عملت عليه لدى أحد الجيران قبل بضع سنوات. دعنا نحلل بالضبط ما يفعله التظليل بهذه الأنظمة الشمسية متوسطة الحجم، ولماذا يعد أمرًا كبيرًا، وما يمكنك فعله حيال ذلك، نظرًا لأننا نوفر لك الإعدادات الموثوقة التي تحتاجها، مثل منتجاتنااستكمال النظام الشمسي على الشبكةتم تصميمه للتعامل مع ظروف العالم الحقيقي الشائعة.
أولاً، دعنا نتعرف على نفس الصفحة حول كيفية عمل هذه الأنظمة بقدرة 20-100 كيلو واط. على عكس الأجهزة المنزلية الصغيرة التي قد يتم توصيلها ببضعة لوحات فقط، عادةً ما تكون هذه الأنظمة متصلة بالشبكة - فهي ترتبط مباشرة بشبكة المرافق المحلية، لذا فأنت تبيع الطاقة الزائدة وتسحب من الشبكة عندما لا تكون الشمس مشرقة. يستخدم معظمهم محولات السلسلة، أليس كذلك؟ أو في بعض الأحيان محولات دقيقة للأقسام الأصغر، ولكن بالنسبة إلى 20 كيلو وات إلى 100 كيلو وات، تحظى محولات السلسلة بشعبية كبيرة لأنها فعالة من حيث التكلفة وسهلة التوسع. هذا المقياس هو بالضبط سبب أهمية التظليل هنا. قد يحتوي نظام 20 كيلو واط على 60 لوحة (كل منها ~ 330 واط) مقسمة إلى سلسلتين أو 3 سلاسل، بينما يمكن أن يحتوي نظام 100 كيلو واط على 300 لوحة مقسمة إلى 5 أو 6 سلاسل. يتم توصيل كل سلسلة من الألواح على التوالي، لذلك يجب أن تعمل كل لوحة في تلك السلسلة معًا لدفع الطاقة إلى العاكس. إذا كانت لوحة واحدة في سلسلة مظللة، فإنها تعمل مثل شبك في خرطوم، مما يؤدي إلى إبطاء السلسلة بأكملها، وليس تلك اللوحة الواحدة فقط. وهذا ما يسمى "تأثير السلسلة"، وهو يغير قواعد اللعبة بالنسبة للإنتاج.
دعونا نضع لها أرقاما، لأن الأرقام لا تكذب. لقد قمت ذات مرة بمساعدة مقهى محلي قام بتركيب نظام متصل بالشبكة بقدرة 30 كيلووات قبل ثلاث سنوات، وكان لديهم شجرة بلوط كبيرة تنمو على الجانب الغربي من المبنى. لمدة ساعة تقريبًا بعد ظهر كل يوم، تظلل تلك الشجرة ثلاث ألواح في منتصف أحد أوتارها الثلاثة. في البداية، لم يفكروا كثيرًا في الأمر - حتى ظهرت فاتورة الطاقة الأولى، وكانوا ينتجون 75% فقط مما كان من المفترض أن يولده النظام. هذه خسارة بنسبة 25% من ظل يومي صغير! بالنسبة لنظام بقدرة 30 كيلو وات، يكون هذا حوالي 22.5 كيلو وات من الإنتاج في يوم جيد، ولكن مع هذا التظليل، انخفض إلى 17 كيلو وات تقريبًا. اضرب ذلك على مدار عام: هذا يعني خسارة إيرادات بآلاف الدولارات بسبب عدم بيع الطاقة الزائدة إلى الشبكة، وارتفاع فواتير الطاقة عندما يتعين عليهم سحب المزيد من المرافق. بالنسبة لنظام بقدرة 100 كيلووات، يمكن أن تصل خسارة التظليل نفسها إلى 25000 كيلووات سنويًا - وهو ما يكفي لتشغيل منزلين متوسطين لمدة عام كامل. التظليل ليس مجرد شيء "في الصباح الباكر، في وقت متأخر بعد الظهر" أيضًا؛ يمكن أن يكون من المداخن ووحدات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء وحتى المباني المجاورة إذا كنت في منطقة حضرية أو ضواحي ضيقة.
الآن، لا يتم إنشاء جميع التظليل على قدم المساواة. هناك "تظليل ثابت" من الأشياء الموجودة دائمًا (الأشجار والمباني وهياكل الأسطح)، و"التظليل الديناميكي" من الأشياء التي تتحرك (السحب والطيور وأوراق الشجر المتساقطة، وحتى الثلج الذي يلتصق بأحد أركان اللوحة). يعتقد معظم الناس أن التظليل الديناميكي لا يكاد يذكر، ولكن بالنسبة لأنظمة 20-100 كيلووات، فإن تلك الممرات السحابية تغطي 10٪ من الألواح الخاصة بك لمدة 10 دقائق في المرة الواحدة؟ يضيفون. وجدت الدراسات التي أجراها المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) أن التظليل الديناميكي يمكن أن يسبب خسارة إنتاج سنوية بنسبة 5-15% للأنظمة التجارية متوسطة الحجم، في حين أن التظليل الثابت يمكن أن يدفع ذلك إلى 20-30% إذا لم يكن مخططًا له. الجزء الصعب هو أن محولات السلسلة تتبع فقط نقطة الطاقة القصوى (MPP) للسلسلة بأكملها، وليس اللوحات الفردية. لذا، إذا كانت إحدى اللوحات مظللة، فإن MPP للسلسلة بأكملها تنخفض لتتناسب مع تلك اللوحة المظللة، حتى لو كانت اللوحات الـ 19 الأخرى في السلسلة تعمل بكامل طاقتها. لهذا السبب قمنا بتصميم لديناعلى نظام الطاقة الشمسية الشبكةلتقليل هذه المشكلة تحديدًا، قمنا بإقرانها بمحولات عالية الجودة تحتوي على عدة أجهزة تتبع MPPT، بحيث يمكن تحسين كل سلسلة على حدة.
انتظر، دعنا نتحدث عن النقاط الساخنة، لأن هذا هو الضرر الخفي الناتج عن التظليل والذي يغفل عنه معظم الناس. عندما تكون اللوحة المظللة عالقة في سحب طاقة أقل مما يفترض، فإنها تعمل كمقاوم في الدائرة. وهذا يعني أنها تولد الحرارة بدلاً من الكهرباء، ويمكن أن تتراكم هذه الحرارة على اللوحة بمرور الوقت. بالنسبة للألواح الصغيرة، لا يعد هذا أمرًا كبيرًا، ولكن بالنسبة لمئات الألواح في نظام بقدرة 100 كيلو وات، يمكن لهذه النقطة الساخنة أن تشوه خلايا اللوحة، وتقلل من عمرها الافتراضي بمقدار 10 إلى 15 عامًا، بل وتشكل خطر حريق صغير إذا كانت سيئة بما فيه الكفاية. كان لدينا عميل في العام الماضي لديه نظام بقدرة 50 كيلو وات كان به مجموعة من التظليل غير المخطط له من مبنى جديد مجاور - في غضون 18 شهرًا، تعرضت 3 من لوحاتهم لأضرار ملحوظة في النقاط الساخنة، والتي لم يتم اكتشافها إلا عندما قمنا بفحص الصيانة الروتينية. كان من الممكن تجنب ذلك إذا نظرنا إلى تصميم السقف الخاص بهم أثناء مرحلة التصميم، أو إذا قاموا بترقية العاكس الخاص بهم للتعامل مع التظليل الجزئي بشكل أفضل.
الآن، دعونا نصبح عمليين - ما الذي يمكنك فعله بالفعل إذا كان لديك بالفعل نظام بقدرة 20-100 كيلووات، أو تخطط للحصول عليه؟ أولاً، قم بإجراء تدقيق كامل للتظليل. نحن نستخدم مسوحات الطائرات بدون طيار وبرامج تحليل الطاقة الشمسية لرسم خريطة لكل ظل يضرب سطح منزلك أو الألواح المثبتة على الأرض في كل ساعة من اليوم، وفي كل يوم من أيام السنة. على سبيل المثال، إذا كنت في السوق لشراء نظام متوسط أصغر لمنزل أو شركة صغيرة، فلديناالطاقة الشمسية المنزلية 10 كيلو وات(وإعداداتنا الأكبر بقدرة 20-100 كيلو واط) تم تصميمها مع أخذ تحمل الظل في الاعتبار. إذا كان لديك بالفعل نظام ذو أداء ضعيف، فهناك ترقيات: قم بإضافة محولات دقيقة إلى سلاسل مظللة، بحيث يكون لكل لوحة جهاز تتبع MPP الخاص بها، أو إعادة ضبط اللوحات لتقسيم اللوحات المظللة وغير المظللة إلى سلاسل منفصلة. هناك خدعة أخرى تتمثل في تقليم الأشجار المتدلية (لا ننصح بقطعها - فمعظم المدن لديها قواعد حول ذلك!) أو ضبط إمالة اللوحة إذا لم تكن محسنة بالفعل لخط العرض الخاص بك.
وبما أننا نمتلك علامات تجارية مرموقة، فلنعلن عن منتجاتناGrowatt على النظام الشمسي الشبكةتم تصميم محولات lineup-Growatt خصيصًا باستخدام تقنية MPPT المتقدمة التي تتعامل مع التظليل الجزئي بطريقة أفضل من النماذج الأساسية. لقد قمنا باختبار عاكس Growatt بقدرة 30 كيلو واط مقابل عاكس سلسلة قياسي على سلسلة مظللة في العام الماضي، وأنتج إعداد Growatt طاقة أكثر بنسبة 18% في المتوسط على مدار شهر من الاختبار. هذا هو نوع الاختلاف الواقعي الذي يتراكم سريعًا بالنسبة للأنظمة التي تتراوح طاقتها من 20 إلى 100 كيلو وات، فلا مزيد من إهدار الأموال لأن أحد أطراف الشجرة ليس في مكانه.
انتظر، دعونا لا ننسى الأنظمة ثلاثية الطور، والتي تعد شائعة جدًا بالنسبة للإعدادات التجارية بقدرة 20-100 كيلو وات. لا يدرك الكثير من الناس أن التظليل يمكن أن يخل بالتوازن بين المراحل أيضًا. إذا كانت إحدى مراحل نظامك ثلاثي الطور مظللة أكثر من المرحلتين الأخريين، فقد يتسبب ذلك في اختلال توازن الجهد الذي يجعل العاكس بأكمله يعمل بجهد أكبر، مما يؤدي إلى ارتفاع تكاليف الصيانة وقصر عمر العاكس. لهذا السبب لدينا10KW 3phase على الشبكة الشمسية النظام(وخياراتنا الأكبر ثلاثية الطور بقدرة 30، 50، 100 كيلو وات) تمت معايرتها للحفاظ على توازن الطور حتى عندما تكون بعض الألواح مظللة - لقد قمنا بأخذ ذلك في الاعتبار في التصميم من اليوم الأول، لذلك لا يتعين عليك التعامل مع هذا الصداع الإضافي.
دعنا نختتم هذا بما يعنيه كل هذا بالنسبة لك، سواء كنت صاحب عمل يقوم بتحجيم خيارات الطاقة الشمسية الخاصة بك أو شخصًا يدير مساحة متعددة العقارات. لا يعد التظليل مجرد مشكلة صغيرة - بالنسبة للأنظمة التي تتراوح قدرتها من 20 إلى 100 كيلو وات، فقد يكلفك عشرات الآلاف من الدولارات من فقدان الإنتاج، والمعدات التالفة، وارتفاع فواتير الخدمات على مدار عمر النظام الذي يزيد عن 25 عامًا. والخبر السار هو أن معظم هذا يمكن تجنبه من خلال التخطيط المناسب، والمعدات عالية الجودة، والتعديلات الصغيرة على الإعداد الخاص بك. نحن لا نبيع أنظمة الطاقة الشمسية فحسب، بل نعمل معك لتدقيق الممتلكات الخاصة بك، وتصميم إعداد يناسب أي تظليل لديك، والتأكد من حصولك على كل كيلووات دفعت مقابله. إذا كنت على استعداد للتوقف عن ترك الأموال على الطاولة بسبب التظليل، فتواصل معنا للتحدث عن احتياجاتك، وتعديل حجم النظام الذي يناسب نطاق 20 كيلو وات إلى 100 كيلو وات، والحصول على الإعداد الموثوق وعالي الأداء الذي تستحقه.