ماذا يفعل جهاز التحكم في شحن الطاقة الشمسية؟

وحدة التحكم في شحن الطاقة الشمسية ، والمعروفة أيضًا باسم مدير شحن البطارية الشمسية، هي جهاز يستخدم الطاقة الشمسية لإدارة الطاقة. وهي مكون أساسي في نظام الطاقة الشمسية. فيما يلي شرح مفصل لوظائفها الرئيسية ومبادئ عملها:

1. حماية البطارية

• منع الشحن الزائد : يمكن للألواح الشمسية توليد كمية كبيرة من الكهرباء، وخاصة في ضوء الشمس الساطع. الوظيفة الأساسية لوحدة التحكم في الشحن هي منع البطاريات في النظام من الشحن الزائد. على سبيل المثال، إذا تم استخدام بطارية حمض الرصاص 12 فولت، وكان أقصى جهد شحن لها حوالي 14.4 - 14.8 فولت، فسوف تراقب وحدة التحكم في الشحن جهد البطارية. بمجرد أن تصل البطارية إلى مستوى الجهد الأقصى هذا، فسوف تنظم تدفق الكهرباء من الألواح الشمسية إلى البطارية وتوقف عملية الشحن. وهذا يحمي البطارية من التلف مثل ارتفاع درجة الحرارة، والانتفاخ، وانخفاض عمر البطارية بسبب الشحن الزائد.

• منع الإفراط في التفريغ : كما أنه يحمي البطارية من الإفراط في التفريغ. يراقب جهاز التحكم في الشحن حالة شحن البطارية ويفصل الحمل (الأجهزة المتصلة بالبطارية للحصول على الطاقة) عندما ينخفض جهد البطارية إلى مستوى أدنى محدد مسبقًا. بالنسبة لبطارية الرصاص الحمضية، قد يكون هذا حوالي 10.5 - 11 فولت لكل بطارية 12 فولت. من خلال منع الإفراط في التفريغ، يساعد جهاز التحكم في الحفاظ على صحة البطارية وإطالة عمرها.

2. تنظيم الرسوم

• تعديل عرض النبضة (PWM) أو تتبع نقطة القدرة القصوى (MPPT) : هناك طرق مختلفة لتنظيم الشحن. يعمل جهاز التحكم في الشحن PWM عن طريق تشغيل وإيقاف تيار الشحن بسرعة للحفاظ على البطارية عند جهد شحن مناسب. من ناحية أخرى، تعد أجهزة التحكم في الشحن MPPT أكثر تقدمًا. تعمل عن طريق ضبط جهد التيار الداخل باستمرار من الألواح الشمسية لاستخراج أقصى قدر من الطاقة المتاحة من الألواح في أي لحظة. هذا مهم بشكل خاص لأن خرج الطاقة من الألواح الشمسية يختلف اعتمادًا على عوامل مثل شدة ضوء الشمس ودرجة الحرارة والتظليل. يمكن لوحدات التحكم MPPT زيادة الكفاءة الإجمالية لنظام الشحن الشمسي بنسبة تصل إلى 30٪ مقارنة بوحدات التحكم PWM في بعض الحالات.

3. مراقبة النظام وتسجيل البيانات

• مراقبة الجهد والتيار : يراقب جهاز التحكم في شحن الطاقة الشمسية الجهد والتيار لكل من الألواح الشمسية والبطارية. توفر هذه البيانات معلومات قيمة حول أداء نظام الطاقة الشمسية. على سبيل المثال، يمكنه اكتشاف ما إذا كانت اللوحة الشمسية لا تنتج الكمية المتوقعة من الطاقة بسبب التلف أو الأوساخ أو التظليل. من خلال مراقبة هذه المعلمات باستمرار، يمكن لجهاز التحكم تنبيه المستخدم إلى المشكلات المحتملة أو عدم الكفاءة في النظام.

• تسجيل البيانات : تتمتع بعض وحدات التحكم في الشحن المتقدمة بالقدرة على تسجيل البيانات بمرور الوقت. يمكن أن تتضمن هذه البيانات المسجلة معلومات مثل إنتاج الطاقة اليومي ودورات شحن وتفريغ البطارية وأوقات ذروة توليد الطاقة. يمكن استخدام هذه البيانات لتحسين النظام وجدولة الصيانة وتقييم الأداء. على سبيل المثال، من خلال تحليل البيانات، يمكن للمستخدم تحديد أفضل وقت لتنظيف الألواح الشمسية لزيادة إنتاج الطاقة إلى أقصى حد.

4. التحكم في الحمل

• فصل الحمل وإعادة توصيله : بالإضافة إلى حماية البطارية، يمكن لوحدة التحكم في الشحن إدارة الحمل الكهربائي المتصل بالبطارية. ويمكنها فصل الأحمال غير الضرورية أثناء فترات انخفاض شحن البطارية للحفاظ على طاقة البطارية للوظائف الأساسية. على سبيل المثال، في مركبة ترفيهية تعمل بالطاقة الشمسية، قد تفصل وحدة التحكم وحدة تكييف الهواء (حمل غير ضروري عالي الطاقة) عندما يكون شحن البطارية منخفضًا وتعيد توصيلها عندما يتم إعادة شحن البطارية بشكل كافٍ. يساعد التحكم الذكي في الحمل هذا في ضمان التشغيل الموثوق به للأجهزة الأكثر أهمية ويزيد من استخدام طاقة البطارية المتاحة.

باختصار، يعد جهاز التحكم في شحن الطاقة الشمسية ضروريًا للتشغيل الفعّال والآمن والموثوق به لنظام الطاقة الشمسية. فهو يحمي البطارية ويحسن عملية الشحن ويراقب أداء النظام ويدير الحمل الكهربائي.