عند توصيل عدة ألواح شمسية، يمكنك الاختيار من بينها تكوينات متتالية أو متوازية بناء على طلبك. دعونا نستكشف الاختلافات والاستخدامات المثالية لكل طريقة.
ما هو الفرق؟ الألواح الشمسية: متتالية أو متوازية
تؤثر أسلاك الألواح الشمسية على أداء النظام وتوافق العاكس.
عندما تقوم بتوصيل لوحات متعددة على التوالي، فإن ذلك يزيد الجهد مع الحفاظ على التيار كما هو، مما يساعد على تلبية الحد الأدنى من جهد التشغيل للعاكس.
في المقابل، تعمل الأسلاك المتوازية للألواح الشمسية على تعزيز التيار دون تغيير الجهد، مما يتيح إنتاج الطاقة ضمن حدود العاكس.
دعونا نتفحص كيفية توصيل الألواح في كلا التكوينين.
سلسلة أسلاك الألواح الشمسية
الجهد والأمبير في السلسلة
يؤدي توصيل الطرف الموجب للوحة بالطرف السالب للوحة أخرى إلى إنشاء اتصال متسلسل. يجمع هذا التكوين جميع جهود اللوحة، لكن التيار الإجمالي يظل مساويًا لجهد اللوحة الواحدة.
يُظهر الرسم أعلاه أربع لوحات بجهد 12 فولت و5 أمبير موصلة على التوالي. جهد الخرج هو 48 فولت (12V*4 = 48V)، إلا أن تيار الخرج لا يزال 5 أمبير.
ما هو الأفضل ل
تعمل الألواح الشمسية المتسلسلة بشكل أفضل في الظروف غير المظللة. إذا كانت إحدى اللوحات مظللة، فهذا يقلل من خرج الطاقة للنظام بأكمله.
تعتبر الألواح الشمسية المتسلسلة مثالية للأنظمة ذات التيار المنخفض لأن الجهد العالي يؤدي إلى انخفاض التيار، مما يسمح بأسلاك أصغر وأرخص.
عند توصيل لوحاتك على التوالي، يجب عليك استخدام وحدة تحكم الشحن MPPT. تقوم وحدات التحكم MPPT بضبط الجهد والتيار من الألواح الشمسية لتتناسب مع جهد بنك البطارية دون فقدان الطاقة. إذا كنت تستخدم وحدة تحكم PWM، فسوف تخفض البطارية إجمالي جهد مصفوفة اللوحة، مما يؤدي إلى فقدان كبير للطاقة.
الأسلاك الموازية للألواح الشمسية
الجهد والأمبير على التوازي
لتوصيل الألواح الشمسية بالتوازي، قم بتوصيل جميع الأطراف الموجبة معًا، كما تفعل الأطراف السالبة. التيار الناتج سوف يساوي مجموع كل أمبيرات اللوحة، في حين أن الجهد الإجمالي سوف يتطابق مع جهد خرج اللوحة الواحدة.
عندما يتم توصيل عدة لوحات بالتوازي، فإنها تشكل دائرة إخراج كهروضوئية.
يُظهر الرسم أعلاه أربع لوحات بقدرة 12 فولت و5 أمبير موصلة بالتوازي. تيار الخرج هو 20 أمبير (5A*4 = 20A)، ومع ذلك فإن جهد الخرج لا يزال 12 فولت.
ما هو الأفضل ل
تعمل الألواح الشمسية بالتوازي بشكل مستقل، مما يجعلها رائعة لظروف الإضاءة المختلطة. إذا تم تظليل لوحة أو لوحتين، فإن اللوحات الأخرى ستستمر في توليد الطاقة.
كما أنها مناسبة للأنظمة ذات الجهد المنخفض المزودة بوحدات تحكم PWM أقل تكلفة، حيث أن توصيل الأسلاك على التوازي لا يغير إجمالي جهد الخرج. يتيح لك هذا الإعداد زيادة تيار الشحن دون الحاجة إلى تنظيم الجهد، بشرط أن يتطابق خرج اللوحة مع جهد شحن البطارية.
الألواح الشمسية: التوالي أم التوازي، أيهما أفضل؟
الآن بعد أن فهمنا الاختلافات بين توصيل الألواح الشمسية على التوالي والتوازي، دعونا نناقش أيهما أفضل لتطبيقك.
غالبًا ما تكون لوحات الأسلاك المتسلسلة مثالية إذا كان بإمكانك إبقائها غير مظللة في الغالب. يعمل هذا الإعداد على تحسين الكفاءة، خاصة أثناء ظروف الإضاءة المنخفضة مثل الصباح الباكر أو الأيام الملبدة بالغيوم.
هناك حاجة إلى جهد أعلى لشحن البطاريات؛ على سبيل المثال، تتطلب بطاريات الليثيوم لدينا 14.4 فولت لبدء الشحن. تنتج معظم الألواح بقدرة 100 واط ما بين 18 إلى 20 فولت، لذا فإن توصيلها بالتوازي يتطلب التشغيل بقدرة تزيد عن 75%.
في المقابل، يؤدي توصيل ثلاث من هذه اللوحات على التوالي إلى إنتاج 54-60 فولتًا، مما يسمح للمصفوفة بالعمل بسعة تبلغ حوالي 25% فقط للشحن الفعال – أسهل بكثير حتى في وقت متأخر من اليوم أو في الأيام الملبدة بالغيوم. لاحظ أن وحدة التحكم بالشحن MPPT ضرورية لهذا النظام.
ومع ذلك، فإن التوصيل بالتوازي ليس خيارًا سيئًا أيضًا. تعد وحدات التحكم MPPT باهظة الثمن وقد تكون مفرطة بالنسبة للإعدادات الصغيرة مثل المركبات الترفيهية أو القوارب ذات ظروف الإضاءة المتغيرة. في مثل هذه الحالات، يمكن للنظام الموازي أن يعمل بشكل جيد مع وحدة تحكم شحن PWM منخفضة التكلفة، مما يوفر لك المال.
سلسلة أو موازية لأنواع لوحات الخلط
أنت تستطيع مزيج الألواح الشمسية من شركات مصنعة مختلفة، لكن الشروط تختلف بالنسبة للتكوينات المتسلسلة والمتوازية.
تعمل الألواح الشمسية غير المتطابقة على التوالي عند أدنى أمبير. في مثالنا الأول، إذا قمت باستبدال لوحة واحدة بلوحة ذات أربعة أمبير، فسيقوم النظام بأكمله بإخراج أربعة أمبير.
في التوصيلات المتوازية، يتم زيادة الأمبيرات مع الحفاظ على الجهد نفسه.
خاتمة
لا توجد إجابة محددة بخصوص توصيل الألواح الشمسية على التوالي أو بالتوازي، حيث أن لكل منهما فوائد وعيوب. التوصيل على التوالي يزيد الجهد، بينما التوصيل على التوازي يزيد التيار. يعتمد الاختيار على احتياجاتك المحددة وتطبيقك.
مقالة ذات صلة:
