الاعتبارات الرئيسية لاختيار محول التقوية في أنظمة الطاقة الشمسية المتصلة بالشبكة

في أنظمة توليد الطاقة الكهروضوئية (PV) المتصلة بالشبكة، يعتبر المحول الرافع للجهد مكونًا حيويًا. يعد تحسين اختيار المحول لتقليل الخسائر الداخلية وتعزيز الكفاءة أمرًا ضروريًا لتحسين أداء النظام ككل. يوضح هذا المقال العناصر الرئيسية التي يجب مراعاتها عند اختيار المحول الرافع للجهد في أنظمة PV.

• اختيار سعة المحول
  يتم حساب السعة المطلوبة للمحول كالتالي: القوة الظاهرية = القوة النشطة / معامل القوة. تتغير متطلبات معامل القوة حسب المنطقة - عادةً 0.85 للأحمال الإنشائية والأحمال الصناعية الصغيرة، و0.9 للأحمال الصناعية الكبيرة. على سبيل المثال، يتطلب الحمل البالغ 550 كيلوواط ومعامل قوة 0.85 ما يعادل 550 / 0.85 = 647 كيلوفولت أمبير، لذا يكون محول بسعة 630 كيلوفولت أمبير مناسبًا. يجب ألا يتجاوز الحمل الكلي 80% من السعة المعينة للمحول.

• اختيار جهد المحول
  يجب أن يتوافق جهد اللف الأولي مع جهد خط المصدر، بينما يجب أن يتناسب جهد اللف الثانوي مع الأجهزة المتصلة. بالنسبة للتوزيع ثلاثي الأطوار بأربعة أسلاك ذو الجهد المنخفض، يجب اختيار مستويات الجهد المناسبة (مثل 10 كيلوفولت، 35 كيلوفولت، أو 110 كيلوفولت) بناءً على المتطلبات الجانب الأولي.

• اختيار طور المحول
  اختر بين التكوينات أحادية الطور والثلاثية الأطوار وفقًا لمتطلبات مصدر الطاقة والأحمال.

• اختيار مجموعة اتصال اللفائف للمحول
  يمكن ربط اللفائف الثلاثية الأطوار بشكل نجمي (Y)، مثلث (D)، أو مائل (Z). تعتبر الاتصال Dyn11 هو الخيار المفضل عالمياً للمحولات التوزيعية، حيث يقدم العديد من المزايا مقارنة بـ Yyn0:

• قمع التوافقيات: يقمع الاتصال مثلث (D) التوافقيات ذات المرتبة العالية فعالاً.

• دوران التوافقيات: تدور التوافقيات الثالثة داخل اللف مثلث، مما يحايد الفيض التوافقي الثالث من الجانب ذي الجهد المنخفض.

• احتواء التوافقيات: تبقى التوترات التوافقيات الثالثة في اللف ذو الجهد العالي محصورة داخل الحلقة المثلثة، مما يمنع حقنها في الشبكة العامة.

• الإعاقة الصفرية الأقل: تظهر المحولات Dyn11 إعاقة صفرية أقل بكثير، مما يساعد في تفتيت أعطال الأرضية الأحادية الجانب ذي الجهد المنخفض.

• التعامل الأفضل مع التيار المحايد: قادر على التعامل مع التيار المحايد الذي يتجاوز 75٪ من تيار الطور، مما يجعلها مثالية للأحمال غير المتوازنة.

• الاستمرارية عند فقدان الطور: إذا انفجر مفتاح الأمان واحد من الجهد العالي، يمكن للمرحلتين المتبقيتين الاستمرار في العمل مع Dyn11، على عكس Yyn0.

وبالتالي، يتم تنصح بشدة باستخدام المحولات ذات الاتصال Dyn11.

خسارة الحمل وخسارة عدم الحمل وتوتر العائق
نظرًا لنمط التشغيل النهاري لأنظمة PV، فإن المحولات تتكبد خسائر عدم الحمل كلما تم تشغيلها، بغض النظر عن الإخراج. من الضروري تقليل خسائر الحمل وإذا كان هناك تشغيل ليلي، فمن المهم أيضًا أن تكون خسائر عدم الحمل منخفضة.

هذه استراتيجية الاختيار تضمن تشغيل المحولات بكفاءة ضمن أنظمة PV، مما يقلل من الخسائر الكلية ويحسن أداء توليد الطاقة.