حماية منظومة الطاقة الشمسية، عند تصميم نظام الطاقة الشمسية لا بد من الأخذ بعين الاعتبار اختيار الحماية الصحيحة والمتوافقة مع كافة مكونات النظام الشمسي.
إن أهمية حماية منظومة الطاقة الشمسية تكمن في حماية كافة مكونات النظام الشمسي، بالإضافة إلى حماية الأجهزة الكهربائية من أي عطل محتمل قد يحدث.
كما تفيد معدات الحماية الكهربائية في فصل الألواح الشمسية عن باقي المكونات كالبطاريات والانفرتر عند إجراء أي أعمال صيانة بالنظام الشمسي.
دعنا نتعرف على أهم الحمايات التي تستخدم في حماية منظومة الطاقة الشمسية بأفضل الوسائل الممكنة.
أهمية حماية منظومة الطاقة الشمسية
تكمن أهمية الحماية في الحفاظ على مكونات نظام الطاقة الشمسية: (الألواح الشمسية والانفرتر والبطاريات) من أي تماس كهربائي.
كما تحمي التوصيلات من التيار المرتفع، ونعلم جميعنا أن خطورة التيار المستمر DC أكثر خطورة من التيار المتردد عند حدوث الأعطال وذلك لأن التيار المستمر لديه خاصية تكوين القوس الناري والذي يتسبب في حرائق أخطر من التيار المتردد، ومن هنا وجب علينا استخدام قواطع مخصصة لحماية نظم التيار المستمر (DC).
الفرق بين التيار المتردد والتيار المستمر
في البداية نود التطرق لأهم الفروق البسيطة بين التيار المتردد AC والتيار المستمر DC كالتالي:
التيار المتردد (AC): تأتي موجة التيار المتردد على صيغة موجة جيبيه والتي تقدر بخمسين أو ستين دورة في الثانية الواحدة حسب قيمة التردد، أي أن قيمة الجهد لديها متغيرة القيمة والاتجاه.
التيار المستمر (DC): ثابتة القيمة والاتجاه بمعنى أنه يولد جهد بقيمة 12V ثابتة القيمة أي لا تزيد ولا تقل بمقدار كبير مثل التيار المتردد، وثابتة الاتجاه أي تبقى أما في الاتجاه الموجب أو السالب فقط.
ماذا لو تم تركيب قاطع تيار متردد لحماية نظم التيار المستمر بدل قاطع التيار المستمر؟
إن تركيب قاطع التيار المتردد لحماية التيار المستمر ليس له أي فائدة في الحماية من الشرارة والحرائق التي قد تحدث عند أي مشكلة، وذلك لأن قواطع التيار المتردد لا تحمي من تكوين القوس الناري الناتج عن التيار المستمر.
مكونات حماية منظومة الطاقة الشمسية
- قواطع التيار المتردد (AC circuit breaker).
- قواطع التيار المستمر (DC circuit breaker).
- جهاز الحماية من ارتفاع وانخفاض الجهد (Over and Under voltage relay).
- اوفرولود (OverLoad).
- فيوزات (Fuses) (AC / DC).
- جهاز الحماية من الصواعق.
قواطع التيار الكهربائي
تستخدم القواطع الكهربائية سواء كانت قواطع التيار المتردد أو التيار المستمر في حماية وتوصيل عناصر منظومة النظام الشمسي من أي عطل محتمل.
كما يمكنك تركيب فيوز كبديل عن القواطع ولكن يجب تغييرها عند انصهارها، ومن أنواع القواطع المستخدمة في حماية النظام الشمسي:
- قواطع التيار المتردد: يستخدم فقط في حماية وتوصيل الأحمال الكهربائية التي تعمل على التيار المتردد، كما تعمل على دخل وخرج الانفرتر.
- قواطع التيار المستمر: يستخدم في حماية وتوصيل التيار المستمر بين البطاريات والألواح الشمسية والانفرتر.
أما وظيفة القواطع الكهربائية في النظام الشمسي: هي حماية الألواح الشمسية والانفرتر والبطاريات من أي تماس كهربائي، كما تمكنك من فصل عناصر منظومة الطاقة الشمسية عن بعضها البعض يدوياً.
جهاز الحماية من ارتفاع و انخفاض الجهد
يستخدم لحماية الانفرتر والأحمال الكهربائية من أي ارتفاع أو انخفاض مفاجئ للجهد، ويوضع قبل دخل شبكة الكهرباء للانفرتر من أجل حمايته من جهد شبكة الوطنية. وفي العادة توصل لإعطاء أمر وصل أو فصل كونتاكتور مثلاً.
الاوفرلود OverLoad
إن وظيفة الاوفرلود في منظومة الطاقة الشمسية هو العمل على حماية وفصل الأحمال الكهربائية الانفرتر في حال تم زيادة التحميل عن الحد المسموح به.
ومن هنا نلاحظ أهميته ودوره في حماية الانفرتر على الرغم من أن هذه الميزة متوفرة في الانفرتر نفسه، ولكن طريقة التعامل وتحديد تيار الفصل بدقة للاوفرلود سهلة جداً ولا يحتاج لأي خبرة عالية في مجال حماية نظام الطاقة الشمسية.
يوجد هناك بعض الحمايات الأخرى، مثل: الحماية من الصواعق، حيث تعمل هذه الحماية على فصل النظام بمجرد تعرض الألواح الشمسية إلى صعقة كهربائية نتيجة العوامل الجوية الخارجية.
مخطط حماية منظومة الطاقة الشمسية
ملاحظة مهمة: يجب توصيل كونتاكتور لكي يتم التحكم به عن طريق جهاز الحماية من الارتفاع والانخفاض من الجهد، والهدف من ذلك لأن الجهاز لا يتحمل تيار الأحمال الكهربائية المنزلية.
المصادر والمراجع
- electricaltechnology
- فولتيات
شكرا لكم لهذا الموضوع المهم