لماذا قطع الخلايا في النصف
وتعزى معظم مزايا الألواح الخلوية النصف مقطوعة إلى التناقص بمقدار نصف التيار الداخلي للوحة. إن خفض المستوى الحالي يقلل من الخسائر المقاومة ، وهذا هو السبب وراء تعزيز الأداء. هذا يؤدي إلى العديد من الفوائد مثل زيادة الإنتاج ، وتحسين الإنتاج لكل متر مربع وتحسين الأداء في الحرارة. كما تتحقق مزايا التظليل ، والمتانة الأفضل وبعض المكاسب الأخرى في الأداء من خلال التكوين المطلوب للوحة المنقحة.
انخفاض في الخسائر مقاوم
في وحدة شمسية ، تحدث خسائر في الطاقة أثناء انتقال الإلكترونات عبر الوصلات الخلوية وأعمدة التوصيل. وبما أن فقدان القدرة يساوي المقاومة مضروبًا في المربع الحالي (P loss = R x I²) ، فإن خفض التيار سيقلل من الخسارة. تقسيم الخلية إلى نصفين التيار (وليس الجهد) للخلية ، لذلك عند تطبيق هذا التغيير على المعادلة يتم تخفيض الخسائر بنسبة 75 ٪. بما أن التيار هو الأعلى في أوقات الذروة الإنتاجية ، فهذا هو الوقت الذي تكون فيه الفائدة أكبر . إن خفض التيار لتقليل الخسائر ليس بالأمر الجديد ، فقد قمنا به لأكثر من قرن في نقل الطاقة. ومع ذلك ، فإن مضاعفة عدد الخلايا النصفية الحالية تضاعف جهدنا ، الأمر الذي سيكون له عواقب غير مرغوب فيها على تصميم النظام. يتم حل هذا في تكوين لوحة المنقحة.
معيار 60 خلية مقابل 120 لوحة نصف مقطعة
التكوين الجديد الأفضل
لفهم كيفية عمل هذا ، تحتاج إلى معرفة ما يلي:
تقوم إضافة خلايا في سلسلة (سلسلة) بتجميع الجهد ، وليس التيار
تقوم إضافة سلسلة ثانية من الخلايا (بالتوازي) بتجميع التيار ، وليس الجهد
لذا إذا كانت الأسلاك النصفية 120 مقطوعة في سلسلة واحدة ، فسنحصل على ضعف الجهد ونصف التيار ل 60 لوحة خلية عادية. لإصلاح هذه المشكلة ، أعادت الشركات المصنّعة تصميم تخطيط الخلية بحيث يكون هناك تسلسلان من 60 لوحة خلية نصف مقطعة متوازيتين. والنتيجة الإجمالية ذكية للغاية ، حيث أن التيار الكهربائي والتيار الحالي يتطابقان مع لوحة خلية قياسية 60 ، ولكن التيار الداخلي ينخفض إلى النصف. وهذا يؤدي إلى زيادة في الكفاءة بنسبة 1.5 إلى 3٪ ، وهو أكثر عمقًا مما يبدو. كما أن لديها بعض الآثار الجانبية المرغوبة.
تحسينات معالجة التظليل
كما ذكرنا ، يسمح التغيير في التخطيط للوحة بأداء أفضل تحت سيناريوهات تظليل معينة. قبل التعمق في هذا ، يرجى ملاحظة أمرين:
سيظل التظليل يؤثر بشكل كبير على نظامك ، حتى لو كانت السيناريوهات التي تفضلها هذه اللوحات.
قد تتصرف اللوحة بشكل مختلف من تلقاء نفسها مقارنة بالسلسلة أو باستخدام جهاز MLPE (الوحدة النمطية للقدرة الإلكترونية ، مثل المحولات الصغرية أو التحسينات).
أحد الأشياء التي تدفعها الشركات المصنعة هي قدرة النصف الأعلى من اللوحة على التأثر إذا كان النصف السفلي في الظل أو العكس. لفهم هذا ، نحتاج إلى تحديث سريع للتظليل.
لماذا يمكن إدارة التظليل بشكل أفضل على لوحة خلية نصف مقطوعة
عندما يكون لديك سطرين متصلين بالتوازي (مثل النصف العلوي والسفلي لهذه الألواح) ، يمكنك عزل خلية التيار المنخفض إلى هذا الجانب فقط. إذن ، يمكن إنتاج نصف واحد بسعة 10٪ والآخر ينتج بالكامل. هذا مفيد للغاية ، لكنه يأتي مع العيب.
تذكر تعليقي ، "قد تتصرف اللجنة بشكل مختلف من تلقاء نفسها مقارنةً بالسلسلة أو بجهاز MLPE"؟ هذا هو السبب في أنه من المهم.
لنفترض أنك تمتلك سلسلة من 10 لوحات (شائعة جدًا) ، على عاكس سلسلة ، وكلها في ضوء الشمس المثالي - باستثناء لوحة واحدة تحتوي على ظل كامل في النصف السفلي. في هذه الحالة ، يمكن أن تنتج هذه اللوحة بنسبة 50٪ ، ولكن عندئذٍ ستحصل جميع اللوحات الأخرى. هذا ليس مثاليا. العاكس MPPT لن تدع هذا يحدث رغم ذلك. وبدلاً من ذلك ، سيظل التيار مرتفعاً وستقوم الديودات الجانبية على هذه اللوحة بتنشيط وتجاوز تلك اللوحة بالكامل.
إذا كان لديك مُحسِّن أو عاكس صغير في السيناريو أعلاه ، فهذه قصة مختلفة (أفضل). يمكن أن تنتج تلك اللوحة عند 50 ٪ في حين أن الآخرين لا تتأثر.
هنا نسخة مصورة:
سيناريوهين
يحتوي كلاهما على 10 ألواح خلية نصف مقطعة في سلسلة ، باستخدام عاكس سلسلة ، ظروف تظليل متفاوتة.
السيناريو الأول ، لنفترض أن النصف السفلي من لوح التظليل بنسبة 90٪ (كما هو موضح)
سيتم تفعيل الثنائيات الثنائية على اللوحة 1
على الرغم من الخلايا النصف مقطوعة ، فإن النظام لا يزال أفضل حالاً بإسقاط لوحة واحدة بالكامل من وجود تيار أقل. انظر أدناه لمحة عامة بسيطة ومبسطة عن السبب. ملحوظة:
1 الطاقة (P) = التيار (I) xVoltage (V)
1 لنفترض أن اللوحات تنتج تقريبًا. 30 فولت و 9 أمبير
3 يزداد الجهد عند الألواح الغريبة في سلسلة ، لا يعمل التيار في التيار الأدنى.
الخيار 1 - الثنائيات نشطة ، لوحة قطرة 1 بالكامل:
P = 9 amps x 270 Volts (9 panels @ 30Volts)، P = Approx. 2430 واط
الخيار 2 - الثنائيات غير نشطة ، تقلل تيار جميع اللوحات:
P = 4.95 amps x 300 Volts (9 panels @ 30Volts)، P = Approx. 1485 واط
السيناريو 2 ، افترض 90٪ تظليل في أسفل كل اللوحات
جميع الثنائيات الجانبية سوف تبقى غير نشطة
هذا هو المكان الذي تكون فيه الخلايا النصف مقطوعة ممتازة. لن تكون الثنائيات ثنائية الاتجاه نشطة ، ويكون الإنتاج هو الخيار 2 أعلاه. باستخدام لوحة قياسية ، كان سيتم فقد جميع الإنتاج تقريبًا.
في السيناريوهين ، أحدهما حيث لا تساعد الخلايا النصف مقطوعة والآخر حيث سيساعد كثيرا.
