أنواع انفرتر الطاقة الشمسية [أفضل أنواع انفرترات]

بالتأكيد أنت تبحث الآن عن أنواع انفرتر الطاقة الشمسية solar inverters لأحد هذه الأسباب (إما بسبب انقطاع الكهرباء المستمر لديك في بلدك – أو بسبب بحثك عن وسيلة لتوفير الكهرباء في مزرعتك أو فيلتك البعيدة عن خدمات الكهرباء – أو لأنك تريد الاستثمار في هذا المجال وتقوم بتصدير فائض الكهرباء الخاصة بك إلى الدولة وتوفير تكاليف الكهرباء على المدى البعيد)، ومهما كان سبب بحثك عن انفرتر الطاقة الشمسية فبالتأكيد نحن أصبحنا نعتمد على الكهرباء بشكل أساسي في كل حياتنا.

الشمس و الطاقة الشمسية تعتبر طاقة نظيفة ومتجددة وأيضًا إن لم تكن الأفضل حاليًا ولكن لا يمكن استغلال هذه الطاقة بشكل مباشر، وإنما يجب معرفة طريقة ما لتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية (يمكن استخدامها في البيوت والمصانع وغيرها من مختلف مجالات الحياة).

هنا يأتي دور انفرتر الطاقة الشمسية – الجهاز الذي يعد أساس لأي نظام طاقة شمسية – حيث يقوم بتحويل التيار الكهربائي المستمد من واحد من افضل انواع الواح الطاقة الشمسية إلى تيار كهربائي يمكن استخدامه في الأجهزة الكهربائية.

ومع تنوع التطبيقات والاستخدامات المختلفة ظهرت أنواع كثيرة من انفرترات الطاقة الشمسية وفي الحقيقة كل واحد منها يتميز بخصائص تجعله مناسب لظروف معينة مختلفة عن الآخر (سنتطرق لها داخل المقال)، فمنها ما هو مصمم للعمل ضمن شبكات الطاقة الكهربائية العامة، ومنها ما يتيح العمل بشكل منفصل عن هذه الشبكات، وأخرى تجمع بين المزايا في تصميم هجين، والفهم الدقيق لكل نوع من انفرترات الطاقة الشمسية وما يقدمه من مميزات وعيوب خطوة رئيسية لاختيار المناسب تمامًا لكل مشروع طاقة شمسية.

ومن خلال هذا المقال سنتعرف بالتفصيل على الانفرتر وما هى أنواع انفرتر الطاقة الشمسية؟! وذلك من حيث التصميم وتوصيلية الشبكة (أي شبكة الكهرباء المحلية)، ليكون هذا المقال دليل شامل و متكامل لمعرفة أنواع انفرترات الطاقة الشمسية.

ما هو انفرتر الطاقة الشمسية

انفرتر الطاقة الشمسية أو محول الطاقة الشمسية أو عاكس الطاقة الشمسية (كلها مسميات لنفس الجهاز) فهو جهاز إلكتروني يقوم بدور أساسي في أنظمة الطاقة الشمسية.

وظيفته الأساسية تتمثل في.. تحويل التيار الكهربائي المستمر (DC) الذي تنتجه الألواح الشمسية إلى تيار كهربائي متردد (AC) يمكن استخدامه في الأجهزة المنزلية والصناعية [وهذا التحويل ضروري لأن معظم الأجهزة الكهربائية تعمل بالتيار المتردد وليس المستمر].

يعد كل انفرتر (عاكس) له كفاءة طاقة مختلفة (بالنسبة المئوية %) في تحويل الطاقة الشمسية لطاقة كهربائية وبالتأكيد هناك فقد في الطاقة وسنتعرف على الأنواع المختلفة في الكفاءة خلال هذا المقال، كما يوفر الانفرتر أيضًا إمكانية مراقبة أداء الخلايا الشمسية وكذلك يساهم في الحفاظ على سلامة النظام بالكامل وذلك من خلال توفير حماية من التيارات الزائدة المفاجئة أو الجهد العالي المفاجئ.

الآن بعد أن شرحنا ما هو الانفرتر سنقوم الآن بشرح وتفصيل أنواع انفرتر الطاقة الشمسية، وذلك لأنه بعد فهم دور جهاز الانفرتر تحديدًا في كل نوع من الانفرترات و مميزات و عيوب كل نوع يمكن للمهندسين المتخصصين في مجال الطاقة الشمسية من اختيار النوع المناسب والذي يتوافق مع كل مشروع في المناطق البعيدة عن شبكات الكهرباء.

تعرف على: افضل جوال ابو كشاف

أنواع انفرتر الطاقة الشمسية

تنقسم أنواع انفرتر الطاقة الشمسية لعدة تصنيفات سنتناول في هذا المقال أشهر تصنيفين لأنواع انفرترات الطاقة الشمسية (من حيث التصميم – من حيث توصيلية الشبكة)، ولنبدأ أولًا بـ…

من حيث التصميم

1- انفرتر السلسلة (String Inverters)

انفرتر السلسلة (String Inverters) هو نوع من أنظمة العواكس (الانفرترات) المشهورة حيث يتميز هذا النوع من الانفرترات بالقدرة على جمع الطاقة من مجموعات الألواح الشمسية على هيئة “سلاسل”، وذلك لأنها تتصل على هيئة مجموعات من الألواح الشمسية بانفرتر واحد في النهاية يقوم بتحويل الكهرباء.

ويعتبر انفرتر السلسلة مناسب تمامًا للتركيبات الشمسية في المناطق التي لا يكون فيها ظل لفترات كبيرة والتي تكون فيها الألواح الشمسية على أقل من ثلاثة أسطح مختلفة.

وتتميز انفرترات السلسلة بالقدرة على التعامل مع عدة سلاسل من الألواح الشمسية، ولذلك يمكن أن تختلف قدرة الانفرتر بالكيلووات (kW) وفقًا لعدد الألواح الشمسية التي يمكن ربطها به. ومع ذلك إذا كانت إحدى الألواح الشمسية تنتج طاقة أقل بسبب الظلال أو وجود أتربة أو خلافه فإن ذلك يؤثر على إنتاجية باقي الألواح في نفس السلسلة (وهذا من أكبر عيوب هذا النظام). لذا يفضل استخدام انفرترات السلسلة في الأماكن التي تكون فيها الألواح الشمسية معرضة للشمس بشكل مباشر ومستمر مع تنظيفها باستمرار من أي أتربة.

وتعتبر كفاءة انفرتر السلسلة من العوامل الهامة التي يجب النظر إليها عند اختيار الانفرتر، حيث تقاس كفاءة الانفرتر بنسبة الطاقة التي لا تضيع على شكل حرارة أثناء عملية التحويل من DC إلى AC كما وضحنا.

اقرأ أيضًا: برنامج قياس المسافات بالمتر مجانا

2- انفرتر ميكرو (Micro inverters)

انفرتر ميكرو (Micro inverters) واحد من الأجهزة التقنية الحديثة نسبيًا في عالم الطاقة الشمسية حيث تقوم بتحويل الكهرباء على مستوى كل لوح شمسي على حدى.

ويعرف هذا النوع من العواكس (الانفرترات) بالقدرة على تحسين كفاءة النظام الشمسي بشكل كبير وذلك لأن انفرتر ميكرو يتيح مراقبة وكذلك تحسين أداء كل لوح شمسي بشكل مستقل (وهذه ميزة كبيرة).

تتميز انفرترات ميكرو بقدرتها على تقديم أداء مستقر حتى في حالة تعرض بعض الألواح الشمسية للظل أو الأتربة وخلافه، مما يجعلها فعلًا مناسبة للمنازل والمباني والمناطق التي يحدث بها عواصف وأتربة بشكل مستمر. وميزة أخرى في هذا النوع من الانفرترات هو أن انفرتر ميكرو سهل في عملية التركيب والصيانة وذلك لأنه لا يتطلب توصيل الألواح الشمسية في سلاسل طويلة.

لكن مع هذه المميزات بالتأكيد فإن انفرترات ميكرو تعتبر في الغالب أغلى من انفرترات السلسلة السابقة، ولكنها بالفعل تقدم مميزات تستحق.

تعرف على: أفضل تطبيق ريموت كنترول لجميع الأجهزة

3- انفرتر محسن الطاقة (Power Optimizers)

انفرتر محسن الطاقة (Power Optimizers) هو جهاز يستخدم تحديدًا لزيادة كفاءة أنظمة الطاقة الشمسية (أي تقليل فقد الطاقة) حيث يعمل هذا الجهاز على تحسين الطاقة الكهروضوئية من خلال تتبع نقطة الطاقة التشغيلة القصوى (Maximum Power Point Tracking) لكل لوح شمسي منفصل أو مجموعة من الألواح الشمسية.

ويعتبر انفرتر محسن الطاقة مناسب تمامًا مع المواقع والمشاريع التي تتكون فيها السحب وتغطي الشمس لفترات طويلة أو التي تحتوي على ألواح شمسية مثبتة في اتجاهات مختلفة وأماكن متفرقة.

وتساهم انفرترات محسن الطاقة في تعزيز الأداء والكفاءة العامة لنظام الطاقة الشمسي، حيث تقوم بتحسين الإنتاجية والكفاءة لكل لوح شمسي على حدى، وبذلك يقل تأثير الألواح ذات الأداء والكفاءة الأقل (سواء بسبب العمر الافتراضي أو العوامل الجوية) على باقي النظام، ولذلك يُعد انفرتر محسن الطاقة أداة فعالة جدًا لإدارة الطاقة في النظام، ويمكنه تقديم معلومات دقيقة حول أداء كل لوح شمسي مستقل (رائع أليس كذلك؟!) مما يسهل عملية الصيانة جدًا.

ولكن كما قد تكون قد توقعت فإن انفرترات محسن الطاقة بالفعل أكثر تكلفة مقارنة بأنواع العواكس الأخرى ولكن على الرغم من ذلك إلا أنها توفر مميزات تستحق فعلًا هذا الفارق في التكلفة خاصة مع المشاريع الكبرى والتي تعتمد على الاستثمار طويل الأمد.

اقرأ أيضًا: التحكم في المكيف من الجوال عن طريق الواي فاي

من حيث توصيلية الشبكة

1- انفرتر الطاقة الشمسية المتصل بالشبكة (On-Grid Inverters)

انفرتر الطاقة الشمسية المتصل بالشبكة (On-Grid Inverters) يعد من العناصر الأساسية في أنظمة الطاقة الشمسية التي تعمل بالتزامن مع الشبكة الكهربائية العامة (شبكة الكهرباء المحلية).

وتعتبر انفرترات الطاقة الشمسية المتصلة بالشبكة مناسبة فعلًا للمناطق (وربما بلاد بكاملها 😀) التي لا تعاني من انقطاعات متكررة ومنتظمة في الكهرباء، حيث توفر هذه الأنظمة فرصة لتقليل تكاليف الكهرباء وفي بعض الحالات أيضًا القدرة على بيع الفائض (تصدير كهرباء للدولة) من الكهرباء إلى الشبكة العامة. ولذلك فإن انفرتر الطاقة الشمسية المتصل بالشبكة سهل التركيب ولا يحتاج إلى وجود بطاريات لتخزين الطاقة الفائضة وقد علمت السبب.

وتتميز انفرترات الطاقة الشمسية المتصلة بالشبكة بكفاءتها العالية في تحويل الطاقة وأيضًا القدرة على التعامل مع مختلف أحمال الكهرباء، كما تتضمن مميزات خاصة بالسلامة مثل (الحماية من الأعطال الأرضية – الكشف عن أعطال ما يسمى القوس الكهربي مما يضمن تشغيل مستقر لنظام الطاقة الشمسي).

ومن أفضل أنواع انفرتر الطاقة الشمسية المتصلة بالشبكة هى:

• انفرتر Fronius Primo (كفاءة تحويل الطاقة أكثر من 95%)
• انفرتر Huawei Sun2000 (كفاءة تحويل الطاقة أكثر من 90% وأقل من 95%)
• انفرتر Sungrow SG5.0KTL-XH (كفاءة تحويل الطاقة أكثر من 90% وأقل من 95%)

اقرأ أيضًا: تطبيقات سمارت تي في Smart TV [دليل 12 تطبيق]

2- انفرتر الطاقة الشمسية المنفصل عن الشبكة (Off-Grid Inverters)

انفرتر الطاقة الشمسية المنفصل عن الشبكة (Off-Grid Inverters) يوفر الطاقة الكهربية للمناطق والاماكن المعزولة عن باقي المدن والتي لا تصلها خدمات الشبكة الكهربائية العامة.

تعد انفرترات الطاقة الشمسية المنفصلة عن الشبكة مناسبة للمناطق البعيدة عن العمران وربما الريفية أو البدوية المعزولة حيث توفر الاستقلالية التامة عن شبكة الكهرباء المحلية، وتتطلب هذه الأنظمة بكل تأكيد بطاريات خاصة لتخزين الطاقة الكهربية الزائدة خلال شحنها بالنهار لاستخدامها في الليل أو في الأيام الغائمة التي لا تكون فيها الشمس ساطعة، مما يمكن السكان من الحصول على الكهرباء بشكل مستمر.

تتكون مكونات الأنظمة الشمسية المنفصلة عن الشبكة من مجموعة من العناصر وهى (الألواح الشمسية – منظم الشحن – البطاريات – الانفرتر – القواطع الكهربية – الأسلاك والكوابل المطلوبة). ويعد انفرتر الطاقة الشمسية المنفصل عن الشبكة حل ممتاز للعديد من المزارع أو الفلل أو المصانع حتى النائية والتي تكون على مقربة من مصدر ثروات طبيعي مثلًا وتحتاج لكهرباء قريبة منها.

ومن أفضل أنواع انفرتر الطاقة الشمسية المنفصلة عن الشبكة هى:

• انفرتر Outback Power FX Series
• انفرتر Victron Energy MultiPlus
• انفرتر Magnum Energy Systems MS-AE Series

3- انفرتر الطاقة الشمسية الهجين (Hybrid Inverters)

جاء جهاز انفرتر الطاقة الشمسية الهجين (Hybrid Inverters) ليجمع مميزات كلًا من انفرتر الطاقة الشمسية المتصل بالشبكة والمنفصل عنها كذلك ليكون في النهاية الحل المتكامل، وكما قد تكون قد توقعت فإن هذا النوع من الانفرترات يتميز بالقدرة على العمل مع الشبكة الكهربائية العامة (المحلية) وأيضًا مع وجود بطاريات لتخزين الطاقة الفائضة وبذلك يوفر مرونة كبيرة في استخدام الطاقة الشمسية في الوقت الذي تحتاجه تقوم بتخزين الكهرباء أو تصديرها للدولة.

كمثل باقي الانفرترات فإن انفرتر الطاقة الشمسية الهجين يعتبر مناسب جدًا للمناطق التي بها انقطاعات متكررة في التيار الكهربائي، حيث تمكن البطاريات المستخدمة من الاحتفاظ بالطاقة الزائدة أو الفائضة لاستخدامها عند الحاجة إليها وقت انقطاع الكهرباء. كما تسمح أيضًا بالاستفادة من الطاقة الشمسية خلال النهار ووجود الشمس لاستخدام الطاقة المخزنة في البطاريات خلال فترة الليل أو في الأوقات التي تكون فيها السماء بها غيوم تغطي الشمس وتضعفها.

تتميز الانفرترات الهجينة بالقدرة على تحسين الكفاءة الإجمالية والكلية لنظام الطاقة الشمسي، وأيضًا تقليل الاعتماد على الشبكة الكهربائية المحلية، وتعتبر بكل تأكيد حل احتياطي في حالات انقطاع الكهرباء (خاصة إذا كانت تنقطع بالساعات خلال اليوم).

ومن أفضل أنواع انفرتر الطاقة الشمسية الهجينة هى:

• انفرتر SolarEdge SE Series (كفاءة تحويل الطاقة أكثر من 95%)
• انفرتر Schneider Electric Conext SW
• انفرتر Enphase IQ7

وفي ختام مقالنا عن انفرتر الطاقة الشمسية وعن أنواع انفرتر الطاقة الشمسية نريد أن نأكد على أن تقنيات انفرتر الطاقة الشمسية سواء كانت متصلة بالشبكة أو منفصلة أو حتى الهجينة يجب أن تكون أولوية لكل من يبحث عن توفير تكاليف الكهرباء على المدى البعيد أو كان مضطرًا في مزرعته أو مشروعه لاستخدام الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء.