شرح نسبة التيار المستمر/ التيار المتردد: ماذا يعني ذلك وأفضل نطاق للأنظمة الشمسية

ما هي نسبة التيار المستمر إلى التيار المتردد؟

تشير نسبة التيار المستمر/ التيار المتردد، والمعروفة أيضًا باسم نسبة التيار المستمر إلى التيار المتردد، إلى النسبة بين الطاقة المقدرة للتيار المباشر (DC) لمجموعة كهروضوئية (PV) والخرج المقدر للتيار المتردد (AC) للعاكس.

الصيغة:

نسبة التيار المستمر/ التيار المتردد = طاقة التيار المستمر للمصفوفة الكهروضوئية (كيلوواط) / طاقة التيار المتردد للعاكس (كيلوواط)

مثال على ذلك:

إذا كانت المصفوفة الكهروضوئية ذات سعة تيار مستمر مقدرة تبلغ 12 كيلوواط، وكان العاكس ذو خرج تيار متردد مقدّر ب 10 كيلوواط، فإن نسبة التيار المستمر/ التيار المتردد ستكون 1.2.

ما هي نسبة التيار المستمر/ التيار المتردد المثالية؟

في معظم الحالات، تتراوح النسبة المثالية للتيار المستمر/التردد المتردد عادةً بين 1.2 و1.4. ومع ذلك، يمكن أن تختلف القيمة المثلى بناءً على الظروف المناخية المحلية وتكاليف المعدات وأهداف المشروع المحددة.

مخاطر ارتفاع نسبة التيار المستمر إلى التيار المتردد (> 1.5)

المشكلات الشائعة:

• خسارة القطع: عندما يكون ضوء الشمس وفيرًا، يصبح العاكس مثقلًا ولا يمكنه تحويل كل طاقة التيار المستمر المتاحة إلى تيار متردد، مما يؤدي إلى فقدان الطاقة.
• إجهاد المعدات: يمكن أن يؤدي تشغيل الأحمال العالية لفترات طويلة إلى تقصير عمر العاكس.
• انخفاض عائد الاستثمار: لا يتم استخدام سعة الألواح الشمسية الزائدة بشكل كافٍ، مما يقلل من عوائد النظام الإجمالية.

مثال على ذلك:

إذا كان النظام يحتوي على نسبة تيار مستمر/تيار متردد تبلغ 1.8 (عاكس تيار مستمر بقدرة 18 كيلوواط إلى 10 كيلوواط تيار متردد)، خلال ساعات ذروة ضوء الشمس، يمكن للعاكس إخراج 10 كيلوواط فقط، ويتم "اقتطاع" ال 8 كيلوواط الإضافية.

مخاطر انخفاض نسبة التيار المستمر إلى التيار المتردد (أقل من 1.0)

المشكلات الشائعة:

• الاستخدام الناقص للعاكس: لا يتم استخدام قدرة التيار المتردد بالكامل، مما يؤدي إلى هدر الاستثمار.
• انخفاض إنتاجية الطاقة: أثناء ذروة ضوء الشمس، يكون خرج النظام محدودًا.
• ارتفاع تكاليف النظام: تؤدي العاكسات كبيرة الحجم إلى ارتفاع تكاليف الاستثمار الأولي والتركيب.

مثال على ذلك:

إذا كان النظام يحتوي على نسبة تيار مستمر/تيار متردد تبلغ 0.8 (عاكس تيار مستمر بقدرة 8 كيلوواط إلى 10 كيلوواط تيار متردد)، فغالبًا ما يعمل العاكس بأقل من طاقته الكاملة، مما يترك 2 كيلوواط غير مستخدم.

العوامل الرئيسية للموازنة عند تصميم نسبة التيار المستمر/ التيار المتردد

• 1. تحمّل القطع: غالبًا ما يكون قدر ضئيل من القطع (على سبيل المثال، أقل من 51 تيرابايت 3 تيرابايت من الساعات السنوية) مقبولاً لتحقيق إنتاج طاقة إجمالي أعلى.
• 2. تأثير درجة الحرارة: في المناطق ذات درجات الحرارة المرتفعة، تنخفض كفاءة الوحدة الكهروضوئية في المناطق ذات درجات الحرارة العالية، وبالتالي يمكن أن تساعد نسبة التيار المستمر/التناوب المرتفعة في تعويض الخسائر.
• 3. تقنية العاكس: تسمح بعض العاكسات بالتحميل الزائد على المدى القصير (على سبيل المثال، ما يصل إلى 110% المقدرة للإخراج)، مما يوفر تصميمات نظام أكثر مرونة.

حالة التحسين في العالم الحقيقي

في ولاية كاليفورنيا، حيث الإشعاع الشمسي قوي ودرجات الحرارة معتدلة، تم تصميم محطة للطاقة الشمسية بنسبة تيار مستمر/تيار متردد تبلغ 1.3. وقد حقق هذا الإعداد زيادة قدرها 121 تيرابايت 3 تيرابايت في الإنتاج السنوي للطاقة، مع خسائر تقطع 21 تيرابايت 3 تيرابايت فقط، مما حقق أفضل عائد اقتصادي إجمالي.

الخاتمة

يعد التصميم الصحيح لنسبة التيار المستمر/ التيار المتردد أمرًا بالغ الأهمية لزيادة كفاءة الطاقة الشمسية وعمرها الافتراضي وربحيتها النظام الكهروضوئي. من خلال الموازنة بعناية بين الظروف المحلية وخصائص المعدات وأهداف المشروع، يمكن لمطوري الطاقة الشمسية تحسين الأداء العام والعوائد المالية لمنشآتهم الشمسية بشكل كبير.