Arabic
قد يكون صندوق التجميع الذي يعمل بشكل مثالي مع مجموعة صغيرة من الألواح الكهروضوئية غير مناسب تمامًا لأسطح المباني التجارية.
لا يقتصر الفرق على أن المشاريع التجارية تستخدم عددًا أكبر من الألواح الشمسية فحسب. فكلما زاد عدد المجموعات، زاد عدد دوائر التيار المستمر التي يتعين تنظيمها، وارتفع التيار الإجمالي، وطالت مسارات الكابلات، وزادت صعوبة الظروف الخارجية، وزاد عبء الصيانة عندما تبدأ إحدى الدوائر في الأداء دون المستوى المطلوب.
كما يجب أخذ بنية العاكس في الاعتبار. فوجود ستة عشر سلسلة في المخطط لا يعني بالضرورة أنها تنتمي إلى صندوق تجميع واحد ذي 16 مدخلاً. فقد يتم توزيعها بين قنوات MPPT مختلفة، أو أقسام مختلفة من العاكس، أو حتى مناطق مادية مختلفة من المصفوفة.
بالنسبة لمقاولي EPC والمسؤولين عن المشتريات الفنية، فإن اختيار صندوق تجميع الألواح الكهروضوئية للمشاريع الشمسية التجارية وبالتالي، فإن الأمر يتعلق بقرار يتعلق بتصميم النظام، وليس مجرد مسألة العثور على صندوق يحتوي على عدد كافٍ من منافذ الإدخال.
نقطة البداية الصحيحة هي المصفوفة الكهروضوئية والمحول وبيئة التشغيل — وليس كتالوج صناديق التجميع.
تغطي أنظمة الطاقة الكهروضوئية التجارية مجموعة واسعة من المشاريع: أسطح المصانع، والمستودعات، ومراكز التسوق، ومواقف السيارات المغطاة، والمنشآت الصناعية، والمجمعات الكبيرة المثبتة على الأرض.
تختلف بنياتها الكهربائية، لكنها غالبًا ما تزيد من تعقيد الجانب الخاص بالتيار المستمر مقارنةً بالأنظمة الصغيرة.
تخيل سطح مصنع مقسّمًا إلى عدة كتل نموذجية.
قد يحتوي كل كتلة على عدة سلاسل من الألواح الكهروضوئية المتصلة على التوالي. ومن ثم، يجب تخصيص هذه السلاسل لمدخلات MPPT المناسبة في العاكس.
مع زيادة عدد الأوتار، يتعين على المصممين مراعاة ما يلي:
A صندوق تجميع الألواح الكهروضوئية للمشاريع الشمسية التجارية يساعد ذلك في توحيد بعض هذه الوظائف، ولكن فقط عندما تتوافق بنيته مع المصفوفة.
لا ينبغي استخدامه لمجرد تقليل عدد الكابلات دون النظر إلى ما تمثله تلك الكابلات من الناحية الكهربائية.
في المنشآت الصغيرة، يُعد تتبع عدد قليل من سلاسل الألواح الكهروضوئية أمرًا سهلاً نسبيًّا.
على سطح مبنى تجاري تنتشر فيه عشرات السلاسل عبر أجزاء مختلفة من السطح، قد يستغرق تحديد دائرة كهربائية واحدة غير طبيعية وقتًا أطول بكثير.
وهذا ما يجعل التفاصيل مثل ملصقات الأسلاك، والمدخل المنظم للكابلات، وأجهزة الحماية التي يسهل الوصول إليها، وأنظمة المراقبة الاختيارية، أكثر أهمية.
بالنسبة للمنشآت الكهروضوئية الأكبر حجمًا، تتوفر منتجات المجمّعات التجارية التي تضم وظائف تشمل تجميع السلاسل، والحماية من التيار الزائد، والحماية من الاندفاعات الكهربائية، والعزل، والمراقبة على مستوى السلاسل. فعلى سبيل المثال، تدمج حلول مجمّعات التيار المستمر الكهروضوئية من Weidmüller الحماية مع مراقبة اختيارية للتيار والجهد ودرجة الحرارة وحالة أجهزة الحماية من الاندفاعات الكهربائية (SPD) وحالة مفصلات العزل.
لا ينبغي أن يكون السؤال الأول هو:
كم عدد المداخل الموجودة في الصندوق؟
ينبغي أن يكون:
كيف يتم تقسيم هذا المصفوف كهربائيًا؟
لنفترض أن أحد المشاريع يحتوي على ستة عشر سلسلة من الألواح الكهروضوئية.
للوهلة الأولى، يبدو استخدام جهاز دمج ذي 16 وترًا خيارًا بديهيًا.
ولكن لنفترض الآن أن العاكس يتطلب:
لا ينبغي أن تتحول تلك الدوائر تلقائيًّا إلى مخرج واحد مشترك للتيار المستمر لمجرد أن العلبة تحتوي على ستة عشر مدخلًا متاحًا.
يجب أن يحافظ تصميم جهاز الدمج على بنية العاكس.
وتعكس المواصفات الفنية الحقيقية لمنتجات SCB هذه العلاقة. فعلى سبيل المثال، تحدد شركة Phoenix Contact مواصفات منتجاتها بناءً على معايير مثل عدد السلاسل، والجهد عند نقطة الأداء الأقصى (MPP)، وعدد أجهزة تتبع نقطة الأداء الأقصى (MPP) المدعومة، والحماية من الطفرات الكهربائية، والمكونات الداخلية، بدلاً من الاعتماد على عدد السلاسل وحده.
بالنسبة لـ صندوق تجميع الألواح الكهروضوئية للمشاريع الشمسية التجارية, ، وهذا يعني أنه ينبغي فهم المعلومات التالية في سياقها معًا:
ولهذا السبب، قد يتطلب مشروعا تجاريان يحتويان على نفس عدد الوحدات تكوينات مختلفة تمامًا للمجمعات.
قد تستخدم المشاريع الكهروضوئية التجارية وذات النطاق الواسع هياكل مختلفة للجهد الكهربائي المستمر.
النقطة المهمة ليست ما إذا كان الجهد 1000 فولت أم 1500 فولت يبدو أكثر تقدمًا. بل يجب تصميم المجموعة بأكملها لتتوافق مع مستوى الجهد المحدد.
A صندوق تجميع الألواح الكهروضوئية للمشاريع الشمسية التجارية يتطلب قدرة جهد كهربائي مناسبة عبر المجموعة الكاملة، بما في ذلك ما يلي:
وتُثبت وحدات SCB المتوفرة تجاريًّا ذلك بوضوح. تضم قائمة شركة Phoenix Contact حاليًا تكوينات بجهد 1500 فولت تيار مستمر تتألف من 16 أو 20 سلسلة، وحوامل مصاهر، ووسائل حماية من زيادة التيار، ومعدات فصل التيار المستمر.
ينبغي لمهندس المشروع تحديد فئة الجهد المطلوبة استنادًا إلى الجهد الأقصى المتوقع للمصفوفة ومتطلبات التصميم المعمول بها، وليس استنادًا إلى المصطلحات الاسمية وحدها.
ينبغي تصميم نظام الحماية بحيث يراعي الدائرة الكهروضوئية، بدلاً من اعتباره مجرد مجموعة من الملحقات الاختيارية.
تتناول المواصفة القياسية IEC 62548-1:2023+Amd1:2025 متطلبات تصميم المصفوفات الكهروضوئية، بما في ذلك توصيلات التيار المستمر للمصفوفات، وأجهزة الحماية الكهربائية، وأحكام التبديل والتأريض.
في الحالات التي تتطلب حماية من التيار الزائد، يجوز أن تستخدم كل سلسلة من السلاسل الكهروضوئية مصاهر محددة بشكل مناسب أو أي ترتيب حماية آخر معتمد.
يجب أن يأخذ التصميم في الاعتبار ما يلي:
ويكتسب هذا الأمر أهمية خاصة في المصفوفات التجارية التي يتم فيها توصيل العديد من السلاسل بشكل متوازٍ.
لا ينبغي تحديد موضع مصهر لمجرد أن العلبة تتسع لواحد.
يمكن أن تتضمن المنشآت الكهروضوئية التجارية مسارات طويلة للكابلات ذات التيار المستمر بين حقول الوحدات، وصناديق التجميع، والمحولات.
لذلك، يجب أن تراعي استراتيجية الحماية من طفرات التيار في المشروع موقع المصفوفة وخصائصها باعتبارها نظامًا متكاملًا.
تتوفر صناديق تجميع السلاسل عادةً مزودة بوظائف مدمجة للحماية من الجهد الزائد وفصل التيار المستمر. وتصف شركة «فينيكس كونتاكت» صناديق تجميع السلاسل (SCBs) الخاصة بها بأنها حلول لتجميع وحماية سلاسل الألواح الكهروضوئية، والحماية من الجهد الزائد، وفصل النظام الكهروضوئي عن مصدر الطاقة.
كما أن قاطع التيار الرئيسي له وظيفة مختلفة عن المصهر الخيطي.
يحمي المصهر دائرة كهربائية محددة من حالات التيار الزائد المحددة. ويوفر قاطع التيار المستمر وظيفة التبديل أو العزل المحددة عند اختياره واستخدامه بشكل صحيح.
لا ينبغي اعتبار أحدهما بديلاً عن الآخر لمجرد أن كليهما مركبان داخل الصندوق نفسه.
من أسهل الأخطاء التي ترتكب في مجال المشتريات التركيز بشكل مفرط على جانب المدخلات دون تحديد المخرجات بشكل كافٍ.
المخرج هو المكان الذي تتلاقى فيه التيارات المتوازية في السلك.
لنفترض وجود مصفوفة تجارية تتألف من اثني عشر أو ستة عشر سلسلة متوازية.
قد تستخدم كل دائرة إدخال كابلًا كهروضوئيًا متواضعًا نسبيًّا، في حين يجب أن يتحمل المخرج المشترك التيار الإجمالي الوارد من مجموعة السلاسل المحددة.
وهذا يؤثر على:
تُظهر وحدات SCB التجارية الحالية مدى الضخامة التي يمكن أن يصل إليها جانب الإخراج هذا. فهناك تكوين من شركة Phoenix Contact مكون من 16 سلسلة بجهد 1500 فولت، يحدد سعة موصل إخراج التيار المستمر بما يصل إلى 300 مم²، مما يدل على أن تجميع السلاسل الكبيرة ينطوي على ما هو أكثر بكثير من مجرد إضافة أطراف توصيل إضافية على جانب الإدخال.
A صندوق تجميع الألواح الكهروضوئية للمشاريع الشمسية التجارية لذلك ينبغي تحديدها من كلا الاتجاهين:
المدخلات: ما هي متطلبات كل سلسلة كهروضوئية على حدة؟
الناتج: ما الذي يجب أن تقوم به الدائرة المشتركة بعد دمج تلك السلاسل؟
قد يؤدي تجاهل أي من الجانبين إلى نظام غير متوافق بشكل جيد.
قد يظل صندوق التجميع التجاري لسنوات عديدة على سطح مصنع أو ضمن مصفوفة شمسية مكشوفة مثبتة على الأرض.
وبالتالي، فإن الغلاف ليس مجرد عبوة تحيط بالمكونات الكهربائية.
يُعد تصنيف IP المناسب أمرًا مهمًا، لكن أداء الغلاف يعتمد أيضًا على التثبيت النهائي.
تؤثر كل من وصلات الكابلات، والفتحات غير المستخدمة، وأختام الأبواب، واتجاه التركيب، على مستوى الحماية من العوامل البيئية.
قد تتطلب المصفوفات التجارية عددًا كبيرًا من الكابلات الواردة، لذا ينبغي التخطيط لترتيب مداخل الكابلات قبل الشراء.
ومن بين الأسئلة التي تستحق التأكيد ما يلي:
قد يؤدي سوء التخطيط لمداخل الكابلات إلى اضطرار الفنيين إلى تعديل الصندوق في موقع العمل، مما قد يؤثر سلبًا على إحكام الإغلاق ويقلل من جودة التركيب النهائي.
قد يتعرض الصندوق المثبت على سطح مكشوف لظروف تختلف اختلافًا كبيرًا عن درجة الحرارة المحيطة في المختبر.
ينبغي لفريق المشروع أن يراعي ما يلي:
يجب أن يتناسب اختيار المواد مع البيئة المحيطة.
قد يكون الغلاف البلاستيكي مناسبًا لمشروع ما، في حين يُفضل استخدام الغلاف المعدني في مشروع آخر. والسؤال الصحيح ليس “ما هي المادة الأفضل دائمًا؟” بل “ما هو الغلاف المناسب لبيئة التركيب هذه والتكوين الكهربائي؟”
هذا أحد المجالات التي... صندوق تجميع الألواح الكهروضوئية للمشاريع الشمسية التجارية قد تختلف بشكل كبير عن الصندوق العادي.
مراقبة السلاسل ليست ضرورية تلقائيًّا لمجرد أن المشروع تجاري.
وتتوقف قيمتها على حجم المصفوفة واستراتيجية التشغيل والصيانة.
قد يركز التكوين التقليدي على ما يلي:
قد يكون ذلك كافياً بالنسبة للعديد من المشاريع.
بالنسبة للمنشآت الأكبر حجمًا، يمكن أن توفر المراقبة رؤية على مستوى كل سلسلة.
اعتمادًا على المعدات المستخدمة، قد تشمل المعلومات التي يتم رصدها ما يلي:
تدعم حلول مجمعات التيار المستمر (DC) الحالية من شركة «فايدمولر» (Weidmüller)، المخصصة لمشاريع الطاقة على نطاق واسع، مراقبة التيار والجهد ودرجة الحرارة وحالة أجهزة الحماية، في حين تقدم شركة «فينيكس كونتاكت» (Phoenix Contact) قواطع تيار سلسلة (SCB) ذات 20 سلسلة وجهد 1500 فولت، قادرة على قياس تيارات السلاسل وجهد النظام.
وتتمثل الفائدة العملية في تحديد موقع العطل.
إذا بدأت إحدى السلاسل في توليد تيار أقل بكثير من السلاسل المجاورة لها في ظل ظروف مماثلة، فإن المراقبة يمكن أن تساعد فرق الصيانة على تحديد المكان الذي يجب فحصه بدلاً من فحص كل دائرة يدويًّا.
فيما يتعلق بالمشاريع التجارية الكبيرة أو مشاريع الطاقة على نطاق واسع، قد يبرر تقليل حجم الأعمال التشخيصية شراء المعدات الإضافية.
أما بالنسبة للنظام الأصغر حجمًا، فقد لا يكون ذلك هو الحال من حيث التكلفة الإضافية والتعقيد.
لنتخيل سطح مصنع مقسّمًا إلى قسمين رئيسيين للطاقة الكهروضوئية.
يتضمن التصميم الأولي ما يلي:
لا ينبغي أن يبدأ المشروع بطلب جهاز دمج عام واحد ذي 16 مدخلاً.
بدلاً من ذلك، ينبغي أن تعمل لجنة التخطيط الهندسي (EPC) من خلال الهيكل المعماري.
حدد أولاً ما إذا كانت المجموعتان المكونتان من ثمانية أوتار تحتاجان إلى مخرجات مستقلة.
وإذا كانت تغذي قنوات MPPT منفصلة، فيجب أن يحافظ تصميم جهاز الدمج على تلك المجموعات الكهربائية.
ثم حدد الخيار المناسب:
وأخيرًا، عرّف:
النهائي صندوق تجميع الألواح الكهروضوئية للمشاريع الشمسية التجارية وبالتالي، قد تكون المواصفات عبارة عن نموذج قياسي، أو تكوين متعدد المخرجات، أو تجميع خاص بمشروع معين.
المشروع هو الذي يحدد الشكل — وليس العكس.
بالنسبة للمشاريع التجارية، فإن عبارة “صندوق تجميع ذو 16 سلكًا، يرجى تقديم عرض أسعار” لا توفر معلومات كافية لتحديد تكوين موثوق به.
يحتوي طلب عرض الأسعار الجيد على ما يلي:
| معلومات عن المشروع | ما يجب توفيره |
|---|---|
| الوحدة الكهروضوئية | الطراز أو ورقة البيانات |
| عدد السلاسل | الكمية الفعلية للمشروع |
| عدد الوحدات لكل سلسلة | تكوين السلسلة |
| الوحدة الدراسية "Voc" | القيمة الواردة في ورقة البيانات |
| الوحدة Isc | القيمة الواردة في ورقة البيانات |
| جهد النظام | تصميم المشروع |
| المحول | العلامة التجارية والطراز |
| بنية MPPT | عدد الخيوط لكل MPPT/مجموعة |
| المدخلات/المخرجات | الإعدادات المطلوبة |
| كابل الإدخال | النوع والحجم |
| كابل الإخراج | النوع والحجم |
| حماية السلسلة | الترتيب المطلوب |
| SPD | متطلبات المشروع |
| قاطع التيار الرئيسي | الترتيب المطلوب |
| المراقبة | مطلوب/غير مطلوب |
| مادة الغلاف | البلاستيك/المعدن/مواصفات المشروع |
| متطلبات عنوان IP | مواصفات المشروع |
| البيئة | أسطح المباني/الساحل/الصحراء/المناطق الصناعية/إلخ. |
| الشهادة | متطلبات الوجهة/المشروع |
يؤدي توفير هذه المعلمات إلى أمرين.
أولاً، يقلل ذلك من احتمال تلقي عرض سعر لصندوق يتطابق فقط مع عدد السلاسل.
ثانياً، يجعل ذلك عملية التصنيع حسب طلب العملاء (OEM) أو تخصيص المشاريع أكثر كفاءةً بكثير، حيث يمكن للشركة المصنعة تقييم المتطلبات الكهربائية ومتطلبات التركيب الفعلية.
قبل أن يوافق فريق المشروع على صندوق تجميع الألواح الكهروضوئية للمشاريع الشمسية التجارية, ، ومن الجدير هنا استعراض بعض الأسئلة العملية.
هل يتطابق عدد المدخلات مع التجميع الفعلي للسلاسل — وليس مجرد العدد الإجمالي للسلاسل؟
هل يغطي الجهد المقنن الحد الأقصى للجهد الكهروضوئي المحسوب؟
هل يمكن للمخرج المشترك أن يتحمل تيار التصميم الإجمالي بأمان؟
هل يحافظ هذا الترتيب على بنية MPPT الخاصة بالعاكس؟
هل مواصفات المصهر ووحدة الحماية من الجهد الزائد (SPD) وقاطع الدائرة مناسبة لنظام التيار المستمر؟
هل تتناسب كابلات الإدخال والإخراج من الناحية المادية مع الأطراف وموصلات الكابلات؟
هل العلبة مناسبة لبيئة المشروع؟
هل ستظل المعدات متاحة للتفتيش والاستبدال؟
إذا تم تضمين عملية الرصد، فما هي البيانات التي سيستخدمها فريق التشغيل والصيانة فعليًّا؟
وإذا كانت هناك إجابات واضحة على هذه الأسئلة، فإن المشروع يكون عادةً أقرب بكثير إلى مواصفات ذات مغزى من الناحية التقنية مقارنةً بالمواصفات التي تُبنى استنادًا إلى رقم الطراز وحده.
لا يوجد حجم تجاري موحد. يعتمد التكوين المطلوب على عدد السلاسل، وتجميع نقاط التوافق الأقصى للتيار (MPPT)، والجهد الكهربائي الأقصى للتيار المستمر، والتيار المجمَّع، ومدخلات العاكس، ومتطلبات الحماية، وبيئة المشروع.
تتوفر المنتجات بعدد مختلف من مداخل التغذية، بما في ذلك تكوينات مكونة من 16 و20 سلسلة، بالإضافة إلى تكوينات أخرى. ويعتمد العدد الصحيح على بنية النظام الكهروضوئي والمحول، وليس على اختيار أكبر حاوية متاحة.
لا. تعتمد الحاجة على بنية العاكس وطريقة تجميع سلاسل الألواح الكهروضوئية وحمايتها. يمكن لبعض بنى العواكس استقبال السلاسل مباشرةً، في حين تستفيد مشاريع أخرى من التجميع المركزي أو الحماية أو العزل أو المراقبة.
ليس تلقائيًّا. يجب أن تتوافق بنية الجهد الكهربائي مع التصميم الكامل للنظام الكهروضوئي، بما في ذلك سلاسل الوحدات، وقدرة المحول، وجميع مكونات التيار المستمر ذات الصلة. ولا يؤدي ارتفاع تصنيف المعدات وحده إلى تحسين أداء النظام.
ليس دائمًا. تكون المراقبة أكثر فائدة عندما يبرر حجم المشروع ومتطلبات التشغيل والصيانة الحاجة إلى الرؤية على مستوى السلسلة. وتُظهر المنتجات الحالية المخصصة للمشاريع الكبيرة أنه يمكن دمج مراقبة تيار السلسلة وجهد النظام وحالة الأجهزة حيثما يتطلب المشروع ذلك.
نعم، وذلك حسب قدرات الشركة المصنعة. وقد تشمل المتطلبات الخاصة بالمشروع عدد السلاسل، والمخرجات، وأجهزة الحماية، ومواد الغلاف، ومداخل الكابلات، والمطاريف، وأنظمة المراقبة، وغيرها من تفاصيل التكوين.
الأفضل صندوق تجميع الألواح الكهروضوئية للمشاريع الشمسية التجارية ليس بالضرورة الجهاز الذي يتمتع بأعلى تصنيف للجهد الكهربائي، أو الذي يحتوي على أكبر عدد من المداخل، أو الذي تتضمن ورقة مواصفاته أطول قائمة.
إنه الخيار الذي يتوافق مع البنية الكهربائية للمشروع.
ابدأ بسلسلة الخلايا الكهروضوئية ووحدات MPPT الخاصة بالمحول. ثم تأكد من الجهد والتيار ومتطلبات الحماية ومتطلبات الإخراج العامة. بعد ذلك، ضع في اعتبارك بيئة التركيب وترتيب الكابلات وإمكانية الوصول للصيانة، وما إذا كانت مراقبة السلسلة تضيف قيمة ملموسة لاستراتيجية التشغيل والصيانة.
وبالنسبة لمقاولي EPC والمسؤولين عن المشتريات الفنية، فإن هذه الخطوات تعمل أيضًا على تحسين عملية الشراء.
بدلاً من أن تطلب من الشركة المصنعة أن توصيك بـ“صندوق ذي 16 وترًا”، يمكنك تقديم مواصفات كاملة للمشروع والحصول على تكوين مصمم بناءً على المجموعة الفعلية.
هذا هو الفرق بين شراء صندوق يحتوي على العدد المناسب من الأطراف الكهربائية وبين تحديد صندوق تجميع الألواح الكهروضوئية للمشاريع الشمسية التجارية التي تنتمي فعليًّا إلى النظام.
