سلسلة الألواح الشمسية مقابل الموازية: مقارنة الجهد والتيار والاستخدامات

جهد توصيل سلسلة الألواح الشمسية

• اتصال السلسلةيعني أن الألواح الشمسية متصلة من طرف إلى طرف، والقطب الموجب للوحة واحدة متصل بالقطب السالب للوحة التالية. سيؤدي هذا الإعداد إلى زيادة الجهد، ولكن التيار هو نفسه الموجود في لوحة واحدة.
• الجهد والأداء الحالي: يتم جمع جهد كل لوحة معًا، ويبقى التيار دون تغيير.
• على سبيل المثال: إذا كانت كل لوحة قادرة على توليد 20 فولت و5 أمبير، فإن ثلاث لوحات متصلة على التوالي ستنتج 60 فولت و5 أمبير. يعد التوصيل المتسلسل مناسبًا عند الحاجة إلى جهد أعلى، مثل النظام الذي يستخدم سلسلة عاكسة. علاوة على ذلك، نظرًا لأن الزيادة في الجهد يمكن أن تقلل من فقدان الطاقة الناتج عن التيار الكبير، فإن الاتصال المتسلسل يكون أيضًا فعالاً للغاية عند الإرسال عبر مسافات طويلة.

         

لوحة طاقة شمسية اتصال متوازي الحالي

• اتصال متوازييربط جميع الأقطاب الإيجابية للالألواح الشمسيةمعًا، وجميع الأقطاب السالبة معًا. تحافظ طريقة التوصيل هذه على نفس الجهد الكهربي للوحة واحدة، لكن التيار يزيد مع زيادة عدد اللوحات.
• الجهد والأداء الحاليهـ: الجهد هو نفس لوحة واحدة، والتيار تراكمي.
• على سبيل المثال: 20 فولت و 5 أمبير لكل لوحة، ثلاث لوحات على التوازي ستحصل على 20 فولت و 15 أمبير. إذا كان سيناريو التطبيق يتطلب تيارًا أعلى، مثل نظام مزود بوحدة تحكم الشحن لتتبع نقطة الطاقة القصوى (MPPT)، أو نظام تخزين الطاقة مثل البطارية التي تتطلب شحنًا سريعًا وشحنًا عاليًا، فإن الاتصال المتوازي يكون مناسبًا جدًا.

الاختلافات الأساسية بين السلسلة والاتصال الموازي

مزايا الاتصال التسلسلي

• الجهد العالي: يعتبر الاتصال المتسلسل مناسبًا بشكل خاص للأنظمة التي تتطلب جهدًا عاليًا، مثل التركيبات المتصلة بالشبكة. إذا كان النظام يحتاج إلى جهد أكثر من التيار العالي، فإن التوصيل المتسلسل هو الخيار الأفضل.
• كابلات أرق: التيار صغير نسبيًا عند توصيله على التوالي، لذا بالمقارنة مع التوصيل المتوازي، يمكن استخدام كابلات أرق لتوصيل الأسلاك، كما أن التكلفة أقل أيضًا.
• جيدة لمسافات طويلة: يكون الجهد أكثر كفاءة عند نقله عبر مسافات طويلة، لذا يكون الاتصال المتسلسل أكثر ملاءمة إذا كان موقع التثبيت به مسافات طويلة لتوصيل الكابلات.

• حساسة للظلال: يعتمد إخراج المصفوفة بأكملها على أداء كل لوحة. إذا كانت اللوحة مظللة أو تالفة، فسوف يؤثر ذلك على مخرجات النظام بأكمله. لذا، في الأماكن التي توجد بها ظلال متكررة، قد تكون الاتصالات المتوازية أو المختلطة أفضل.
• مخاطر الجهد العالي: سيؤدي التوصيل المتسلسل إلى زيادة جهد النظام، الأمر الذي قد يكون خطيرًا إذا لم يتم التعامل معه بشكل صحيح. من الأفضل العثور على متخصص لتثبيت أنظمة الجهد العالي.

مزايا الاتصال الموازي

• زيادة التيار: سيؤدي الاتصال المتوازي إلى إضافة تيار كل لوحة، وهو أمر مفيد إذا كان النظام يحتاج إلى تيار مرتفع ولكنه لا يريد زيادة الجهد.
• أقل تأثراً بالظلال: في الإعداد المتوازي، إذا كانت اللوحة مظللة، فسيؤدي ذلك فقط إلى تقليل إخراج هذه اللوحة، ولن تتأثر اللوحات الأخرى. لذا فإن الاتصالات المتوازية تكون أكثر تحملاً للظلال.
• الجهد المستمر: بغض النظر عن عدد اللوحات المضافة، يبقى جهد التوصيل الموازي دون تغيير. يعد هذا مفيدًا لأنظمة الجهد المنخفض ويمكنه أيضًا ضمان عدم تحميل العاكس بشكل زائد.
• من السهل التوسع: إن إضافة المزيد من الألواح على التوازي لا يؤدي إلى خطر تجاوز قدرة جهد العاكس، مما يجعل توسيع النظام أسهل.

• كفاءة أقل: قد تكون الأنظمة المتوازية أقل كفاءة في المنشآت الكبيرة بسبب التيارات العالية وفقدان الطاقة الأكبر على مسافات طويلة.
• حساسة للحرارة: التوصيلات المتوازية أكثر عرضة للحرارة. مع زيادة التيار، يصبح النظام أكثر حساسية لتدهور الأداء الناجم عن التغيرات في درجات الحرارة.
• كابلات أكثر سمكًا: تتطلب الأسلاك المتوازية كابلات أكثر سمكًا لتحمل التيارات العالية، مما يزيد من تكاليف النظام ويزيد أيضًا من فقدان الطاقة عبر مسافات طويلة.

السلسلة أو الموازية: عوامل القرار الرئيسية التي تؤثر على الاختيار

متطلبات جهد النظام

• تتمتع العاكسات/البطاريات بنطاق جهد واضح:

• إذا كان الجهد الكهربي للوحة واحدة غير كافٍ → توصيل السلسلة.

• إذا كان الجهد المنخفض مطلوبًا (مثل نظام 12 فولت/24 فولت) → اتصال متوازي أو مختلط.

• التظليل المتكرر (مثل الشرفات الحضرية والأشجار) → إعطاء الأولوية للاتصال المتوازي أو استخدام المحسن.
• لا يوجد تظليل (سقف مفتوح) → اتصال السلسلة أكثر كفاءة.

• النقل لمسافات طويلة (مثل محطات الطاقة الكبيرة) → الاتصال المتسلسل (الجهد العالي يقلل من الخسائر).
• نظام صغير للمسافات القصيرة → الاتصال المتوازي أكثر مرونة.

• يحتاج توسيع السلسلة إلى مطابقة الحد الأعلى للجهد؛ التوسع الموازي أكثر حرية.

• توصيل متسلسل ومتوازي (مثل 3 سلاسل و2 متوازية): توازن الجهد والتيار، مع الأخذ في الاعتبار القدرة على مقاومة التظليل وكفاءة النظام، ومناسب لمحطات الطاقة متوسطة الحجم.

اقتراحات السلامة والتركيب

• إدارة الجهد للاتصال سلسلة: سيؤدي توصيل السلسلة إلى زيادة جهد الخرج، الأمر الذي يتطلب مكونات مثل العاكسات وقواطع الدائرة والكابلات لتحمل الفولتية العالية لمنع مخاطر السلامة الناجمة عن الجهد الزائد.
• الإدارة الحالية للاتصال الموازي: سيؤدي الاتصال المتوازي إلى زيادة الحمل الحالي، لذلك يجب أن يفي الكابل بمواصفات الحمل الحالية وأن يكون مزودًا بأجهزة حماية من الحمل الزائد لمنع ارتفاع درجة الحرارة أو مخاطر الحريق.
• حماية للاتصالات الموازية سلسلة الهجين: التكوينات الهجينة أكثر تعقيدًا وتتطلب موازنة خصائص الجهد والتيار. يمكن أن يؤدي تركيب أجهزة حماية من الجهد الزائد والتيار الزائد ونظام إدارة البطارية (BMS) إلى منع انتشار الأخطاء وضمان استقرار النظام.
• التأثيرات البيئية ودرجة الحرارة: العوامل البيئية مثل ارتفاع درجة الحرارة والرطوبة العالية يمكن أن تؤثر على أداء المكونات. إن استخدام مواد ذات تبديد جيد للحرارة وتصميم مقاوم للماء يمكن أن يضمن أن النظام يعمل بأمان في ظل الظروف الجوية القاسية.

النصيحة النهائية للمشترين B2B