مرحبًا يا من هناك! باعتباري موردًا لتقنية تتبع نقاط الطاقة القصوى (MPPT)، رأيت بنفسي كيف يمكن أن تحدث ثورة في أداء الألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة. في هذه المدونة، سأشرح كيفية تحسين MPPT لإخراج الطاقة لهذه اللوحات، لذلك دعونا نتعمق أكثر.
أولاً، دعونا نفهم ما هي الألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة. على عكس الألواح الشمسية السيليكونية البلورية التقليدية، يتم تصنيع الألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة عن طريق ترسيب طبقة رقيقة أو أكثر من المواد الكهروضوئية على الركيزة. إنها أخف وزنًا وأكثر مرونة ويمكن أن تؤدي أداءً أفضل في ظروف الإضاءة المنخفضة. ولكن لديهم أيضًا تحدياتهم، مثل انخفاض الكفاءة مقارنة ببعض الأنواع الأخرى من اللوحات. وهنا يأتي دور MPPT.
يدور MPPT حول إيجاد الألواح الشمسية والحفاظ عليها تعمل بأقصى نقطة طاقة (MPP). تحتوي كل لوحة شمسية على MPP فريد يتغير اعتمادًا على عوامل مثل شدة ضوء الشمس ودرجة الحرارة والتظليل. إن MPP هي النقطة المثالية حيث تنتج اللوحة أكبر قدر من الطاقة للظروف المحددة. بدون MPPT، قد تعمل اللوحة الشمسية في نقطة بعيدة عن MPP، مما يؤدي إلى فقدان الطاقة.
دعونا نتحدث عن كيفية عمل MPPT فعليًا. هناك عدد قليل من الخوارزميات المختلفة المستخدمة لتتبع MPP، ولكن أكثرها شيوعًا هي خوارزميات الاضطراب والمراقبة (P&O) وخوارزميات التوصيل المتزايد (IC).
خوارزمية P&O واضحة جدًا. إنه يعمل عن طريق تغيير جهد تشغيل اللوحة الشمسية بشكل دوري ثم التحقق مما إذا كان خرج الطاقة قد زاد أو انخفض. إذا زادت الطاقة، فإنه يستمر في تغيير الجهد في نفس الاتجاه. إذا انخفضت الطاقة، فإنه يعكس اتجاه تغير الجهد. تستمر هذه العملية في التكرار، مع ضبط نقطة تشغيل اللوحة باستمرار لتبقى قريبة من MPP قدر الإمكان.
من ناحية أخرى، تعد خوارزمية IC أكثر تعقيدًا بعض الشيء. يقوم بحساب التوصيل المتزايد للوحة الشمسية ومقارنتها بالتوصيل اللحظي. وبناء على هذه المقارنة، يتم تحديد ما إذا كان سيتم زيادة أو تقليل جهد التشغيل للوصول إلى MPP. هذه الخوارزمية بشكل عام أسرع وأكثر دقة من خوارزمية P&O، خاصة في الظروف البيئية المتغيرة بسرعة.
الآن، دعونا نتعرف على كيفية استفادة MPPT من الألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة على وجه التحديد. واحدة من أكبر المزايا هي أن الألواح ذات الأغشية الرقيقة أكثر حساسية للتغيرات في شدة ضوء الشمس ودرجة الحرارة. يمكن أن يختلف إنتاج الطاقة بشكل كبير حتى مع حدوث تغييرات صغيرة في هذه العوامل. يمكن لتقنية MPPT أن تتكيف بسرعة مع هذه التغييرات وتحافظ على تشغيل اللوحة بأقصى كفاءتها.
على سبيل المثال، في يوم غائم، تنخفض شدة ضوء الشمس، وتتغير MPP للوحة الفيلم الرقيق. بدون MPPT، ستستمر اللوحة في العمل بجهدها السابق، والذي قد يكون بعيدًا عن MPP الجديد. ولكن مع MPPT، يمكن للنظام اكتشاف التغير في ضوء الشمس وضبط جهد التشغيل للتأكد من أن اللوحة لا تزال تنتج أكبر قدر ممكن من الطاقة.
فائدة أخرى هي أن الألواح ذات الأغشية الرقيقة تُستخدم غالبًا في التطبيقات التي قد تكون مظللة جزئيًا. يمكن أن يؤدي التظليل إلى إنشاء MPPs متعددة على اللوحة الشمسية، وبدون التتبع المناسب، يمكن أن تتعطل اللوحة عند MPP محلي أقل بكثير من MPP العالمي. تم تصميم خوارزميات MPPT للبحث عن MPP العالمي، حتى في حالة وجود تظليل. وهذا يعني أنه حتى لو كان جزء من لوحة الغشاء الرقيق مظللاً، فلا يزال بإمكان نظام MPPT العثور على نقطة التشغيل المثالية وزيادة خرج الطاقة إلى الحد الأقصى.
بالإضافة إلى تحسين إنتاج الطاقة، يمكن لـ MPPT أيضًا إطالة عمر الألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة. ومن خلال الحفاظ على تشغيل الألواح عند نقطة MPP الخاصة بها، فإن ذلك يقلل الضغط الواقع على الألواح. يمكن أن تؤدي ظروف الجهد الزائد أو المنخفض إلى تلف الخلايا الكهروضوئية بمرور الوقت. تضمن MPPT أن تعمل اللوحات دائمًا ضمن نطاقات الجهد والتيار الأمثل، مما قد يؤدي إلى عمر خدمة أطول وأكثر موثوقية.
الآن، دعونا نتطرق إلى بعض المنتجات ذات الصلة التي يمكن أن تعمل جنبًا إلى جنب مع MPPT للألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة. إذا كنت تستخدم الألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة لتشغيل المضخة، فقد تكون مهتمًا بهامحركات المضخات التي تعمل بالطاقة الشمسية. يمكن أن تساعد محركات الأقراص هذه في تنظيم الطاقة من الألواح الشمسية والتأكد من عمل المضخة بكفاءة. هناك أيضامصنع محركات المضخات التي تعمل بالطاقة الشمسية، والذي يقدم محركات أقراص عالية الجودة مباشرة من المصدر. وإذا كنت تتعامل مع البيئات الرملية، فإنوظيفة إزالة الرماليمكن أن تكون لعبة المغير. فهو يساعد في الحفاظ على نظافة المضخة والألواح الشمسية، وهو أمر ضروري للحفاظ على الأداء الأمثل.
في الختام، MPPT هو تغيير قواعد اللعبة بالنسبة للألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة. يمكنه زيادة إنتاج الطاقة بشكل كبير، وتحسين الكفاءة، وإطالة عمر هذه اللوحات. سواء كنت تستخدم لوحات الأفلام الرقيقة للتطبيقات السكنية أو التجارية أو الصناعية، فإن تقنية MPPT أمر لا بد منه.
إذا كنت مهتمًا بتحسين إنتاج الطاقة للألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة باستخدام حلول MPPT الخاصة بنا، فأنا أرغب في الدردشة معك. تواصل معنا لبدء مناقشة حول احتياجاتك المحددة وكيف يمكننا مساعدتك في تحقيق أقصى استفادة من نظام الطاقة الشمسية الخاص بك. دعونا نعمل معًا لإنجاح مشروع الطاقة الشمسية الخاص بك!
مراجع
- "أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية: التصميم والتركيب" بقلم جون ويلز
- "هندسة الأنظمة الكهروضوئية" بقلم جورج إي كرابتري وجيمس آر كيلمان
- مستندات صناعية حول تقنية MPPT والألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة