كم لوح شمسي يمكن توصيله على التوالي؟

كم لوح شمسي يمكن توصيله على التوالي؟ ما عدد الألواح الشمسية التي يمكن توصيلها على التوالي مع الانفرتر الشمسي؟ وما متطلبات تحديد عدد الألواح المطلوب توصيلها على التوالي؟

طريقة توصيل الألواح الشمسية على التوالي

يتم توصيل التوالي للألواح الشمسية بربط سالب اللوح الأول مع موجب اللوح الثاني، وسالب اللوح الثاني مع موجب اللوح الثالث، وهكذا مع باقي مصفوفة الألواح الشمسية إلى أن نحصل على طرفين ضمن الصف الواحد للألواح المتصلة على التوالي.

اقرأ موضوع: توصيل الألواح الشمسية على التوالي والتوازي

كم لوح شمسي يمكن توصيله على التوالي؟

يتحمل مدخل جهاز الانفرتر الشمسي أو المنظم الشمسي عدد محدد من الألواح الشمسية المتصلة في الصف الواحد (توصيل توالي).

فلا يمكن توصيل عدة الألواح شمسية على التوالي أو توالي وتوازي أو توازي إلا بالنظر إلى بيانات كلاً من اللوح الشمسي والانفرتر الشمسي أو المنظم الشمسي.

اقرأ أيضاً: أهم مواصفات الانفرتر الشمسي

والسؤال الذي يطرح نفسه: كيف يمكن حساب أقصى عدد من الألواح الشمسية التي يمكن توصيلها على التوالي مع مدخل PV للانفرتر الشمسي أو المنظم الشمسي؟

والسؤال الثاني: ما أفضل عدد من الألواح التي يمكن توصيلها على التوالي ليعمل الانفرتر الشمسي بكفاءة دون حدوث أي مشاكل بالمنظومة في حال كان الانفرتر أو المنظم الشمسي نوع MPPT؟

توصيل أقصى ألواح شمسية على التوالي؟

لكي تحدد أقصى عدد ممكن توصيله على التوالي للألواح الشمسية مع مدخل الانفرتر الشمسي أو المنظم الشمسي، عليك أولاً تحديد كلاً من: بيانات اللوح الشمسي ومجال جهد عمل الانفرتر الشمسي.

بيانات انفرتر شمسي قدرة 5000 كيلو واط

بيانات اللوح الشمسي 580 واط

ملحوظة مهمة: في حال كانت قيمة جهد الألواح أقل من أدنى قيمة لمجال عمل الانفرتر الشمسي فأنه لن يعمل، وإذا تجاوزت قيمة جهد الألواح القيمة القصوى للمنظم الشمسي، فإن ذلك يؤدي إلى وجود خلل في المنظومة.

وننوه إلى أن جهد اللوح الشمسي الموضح في الجدول أعلاه وضعت وفق معايير STC عند 25 درجة مئوية، بالتالي فهذه القيم تتغير في موقع التركيب.

لهذا السبب يجب الأخذ بالاعتبار أدنى الاحتمالات الممكنة، لأن جهد اللوح سوف يرتفع في الشتاء بمقدار 3 إلى 4 فولت وفي الصيف سينخفض بمقدار 3 إلى 4 فولت.

يمكن تحديد جهد اللوح الشمسي في الشتاء وهو أسوأ احتمال باستخدام المعادلة التالية:

حيث:

إليك مثال تطبيقي على ذلك.

حساب عدد الألواح القصوى المطلوب توصيلها توالي

لنفرض أن أسوأ درجة حرارة متوقعة خلال السنة وبالتحديد في فصل الشتاء تصل إلى -10 درجات، فإن:

V_ocMax = V_oc * ( 1 + Temp. coefficient % V_oc (STC Temp. – Low temp.))

= 40.5 * (1 + 0.0025 ( 25 – (-10)))

= 40.5 * (1 + 0.0875)

= 44V

إذاً كما هو ملاحظ أن جهد اللوح الواحد يزيد بمقدار 3.5 فولت في فصل الشتاء عند -10 درجة مئوية.

والآن نأتي إلى الخطوة التالية وهي حساب عدد الألواح التي يمكن توصيلها على التوالي:

أقصى عدد ألواح يمكن توصيلها على التوالي= أقصى جهد دخل للمنظم الشمسي ÷ أقصى جهد للوح الشمسي

= 500 ÷ 44

= 11.3 (تقريباً 11 ألواح)

الخطوة التالية: هي حساب إجمالي عدد الألواح الشمسية المتصلة على التوالي والتأكد من أنها لا تزيد عن 5000 واط.

عند توصيل 11 ألواح على التوالي، فإن إجمالي الجهد الكلي القصوى 445.5 فولت وهي قريبة من القيمة القصوى لمجال جهد عمل المنظم 450 فولت وأقل من جهد الدارة المفتوحة القصوى 500 فولت (V_OC).

وهنا تكمن الخطورة في أن إجمالي قيمة الألواح قريبة جداً من القيمة القصوى لمجال عمل المنظم 450 فولت.

بالتالي يفضل توصيل 10 ألواح، ولكن يراعي موضوع آخر وهي قيمة استطاعة المنظم القصوى 5000 واط التي يجب مراعاتها في الخطوة التالية والتي من خلالها يمكننا بدقة تحديد عدد الألواح المراد توصيلها على التوالي كالتالي:

أقصى عدد ألواح شمسية على التوالي= قدرة المنظم الشمسي ÷ قدرة اللوح الشمسي

= 5000 ÷ 580

= 8.6 لوح

وفي النهاية يجب تركيب 8 ألواح فقط) بدلاً من 11 ألواح التي تم حسابها في الخطوة السابقة.

التوصيل المثالي للألواح الشمسية على التوالي

إن عملية توصيل الألواح الشمسية على التوالي بحيث تحصل على أقرب قيمة للقيمة القصوى للمنظم الشمسي ليست عملية مئة بالمئة وفيها مخاطر.

لهذا يجب توصيل الألواح الشمسية على التوالي بحيث نحصل على إجمالي جهد قريب من منتصف مجال جهد عمل المنظم الخاص بالانفرتر الشمسي.

ويتم حساب أفضل جهد لإجمالي الألواح الشمسية المتصلة على التوالي كالتالي:

الجهد المثالي للألواح المتصلة على التوالي = (أدنى جهد + أقصى جهد) ÷ 2

= (120 + 450) ÷ 2

= 570 ÷ 2

= 285 فولت دي سي

وبتقسيم القيمة 285 فولت دي سي على قيمة جهد اللوح الواحد عند الدارة المفتوحة Voc

= 285 ÷ 40.5

= 7 ألواح شمسية فقط

المثال أعلاه توضيحي فقط وهناك خطوات لم أذكرها (تم شرحها في مقالات سابقة) وهي خطوات تصحيح عدد الألواح الشمسية حتى نحصل على أفضل قيمة جهد كلي وقيمة إجمالي قدرة الألواح بطريقة مثالية؟

يمكنك قراءة موضوع: حساب عدد الألواح الشمسية لانفرتر 5 كيلووات

اقرأ أيضاً: ما قدرة الانفرتر المناسب للنظام الشمسي؟

المصدر: كنديان سولار+ شركات طاقة شمسية أخرى