الأنظمة الكهروضوئية تحول ضوء الشمس مباشرة إلى كهرباء. يمكن للنظام الكهروضوئي السكني تلبية بعض أو كل الطلب اليومي على الكهرباء في المنزل على شكل سقف كهروضوئي. يمكن أيضا تجهيز النظام الكهروضوئي ببطارية احتياطية، يمكنها الاستمرار في تزويد الحمل بالطاقة عندما تكون شبكة الكهرباء خارج السيطرة.
يقترح هذا الدليل بشكل رئيسي حلول التصميم والتركيب لأنظمة الطاقة الكهروضوئية المتصلة بالشبكة المنزلية. توفر للمثبتين طرقا وإرشادات لاختيار المنتجات الكهروضوئية، مما يساعدهم على تركيب أنظمة توليد الطاقة الكهروضوئية المنزلية بدقة لجعل نظام التصميم يطلق إمكاناتك.
I.. الخطوات الأساسية التي يجب اتباعها لتركيب نظام كهروضوئي على السطح
(1). تأكد من أن السقف أو موقع التركيب الآخر بحجم مناسب لنظام الطاقة الشمسية الكهربائي الذي سيتم تركيبه.
(2). أثناء التركيب، من الضروري التحقق مما إذا كان السقف قادرا على تحمل جودة النظام الكهروضوئي الآخر. إذا لزم الأمر، من الضروري تعزيز قدرة التحمل على السقف.
(3). التعامل الصحيح مع السقف وفقا لمعايير تصميم سقف المبنى.
(4). تركيب المعدات وفقا للمواصفات والإجراءات بدقة.
(5). يمكن لنظام التأريض الصحيح والمضبوط جيدا أن يتجنب ضربات البرق بفعالية.
(6). تحقق مما إذا كان النظام يعمل بشكل جيد.
(7). التأكد من أن التصميم والمعدات المرتبطة به يمكنها تلبية احتياجات الشبكة المحلية. 8. أخيرا، يتم اختبار النظام بدقة من قبل وكالات الاختبار التقليدية أو أقسام الطاقة.
ثانيا.. المشكلات المتعلقة بتصميم النظام
أنواع أنظمة توليد الطاقة الكهروضوئية: أحدها نظام توليد الطاقة الكهروضوئية متصل بالتوازي مع شبكة الطاقة العامة ولا يحتوي على بطارية احتياطية لتخزين الطاقة؛ والآخر هو نظام توليد الطاقة الكهروضوئية متصل بالتوازي مع شبكة الكهرباء العامة ويحتوي أيضا على بطارية احتياطية كمكمل.
(1). نظام متصل بالشبكة بدون بطارية
يمكن لمثل هذه الأنظمة العمل فقط عندما تتوفر الشبكة. نظرا لأن فقدان الطاقة في الشبكة ضئيل، يمكن لمثل هذا النظام عموما توفير المزيد من فواتير الكهرباء للمستخدم. ومع ذلك، في حالة انقطاع الكهرباء، سيتوقف النظام تماما حتى يتم استعادة الشبكة، كما هو موضح في الشكل 1.
يتكون النظام النموذجي المتصل بالشبكة الخالية من البطاريات من المكونات التالية:
1) مصفوفة الطاقة الشمسية.
تتكون المصفوفات الكهروضوئية من وحدات كهروضوئية، تتكون من خلايا شمسية متصلة بطريقة ما ومحكمة الإغلاق. عادة ما تتكون المجموعة من عدة وحدات كهروضوئية متصلة بأقواس.
2) مزود بنظام توازن (BOS)
يستخدم في أنظمة التثبيت والأسلاك، بما في ذلك دمج وحدات الطاقة الكهروضوئية في أنظمة الكهرباء الخاصة بأنظمة المباني المنزلية. يشمل نظام خط تزويد الطاقة:
3) عاكس DC-AC
يقوم هذا الجهاز بتحويل التيار المستمر من المصفوفات الكهروضوئية إلى التيار المتردد القياسي المستخدم في الأجهزة المنزلية.
4) أجهزة القياس والعدادات
تقيس هذه الأجهزة وتعرض حالة تشغيل النظام، وأدائه، واستهلاك طاقة المستخدم. 5) مكونات أخرى
مفتاح شبكة المرافق (وهذا يعتمد على شبكة المرافق المحلية).
(2). نظام متصل بالشبكة مع بطارية
هذا النوع من الأنظمة يضيف بطاريات إلى النظام المتصل بالشبكة بدون بطاريات لتخزين الطاقة للنظام. حتى في حالة انقطاع الكهرباء، يمكن للنظام توفير مصدر طاقة طارئ للأحمال الخاصة. عندما تنقطع الطاقة، يتم فصل النظام عن الشبكة لتشكيل خط تزويد طاقة مستقل. يستخدم خط توزيع مخصص لتزويد هذه الأحمال الخاصة بالطاقة. إذا حدث انقطاع كهرباء الشبكة خلال النهار، يمكن للمصفوفة الكهروضوئية تزويد هذه الأحمال بالطاقة مع البطارية؛ إذا حدث انقطاع التيار في الليل، ستزود البطارية الحمل بالطاقة، ويمكن للبطارية إطلاق طاقة كافية لضمان التشغيل المنتظم لهذه الأحمال الخاصة.
بالإضافة إلى جميع المكونات في النظام المتصل بالشبكة بدون بطارية، يحتاج نظام النسخ الاحتياطي للبطارية أيضا إلى إضافة بطاريات وحزم بطاريات، ووحدات تحكم شحن البطارية، ولوحات تبديل توفر الطاقة للأحمال ذات المتطلبات الخاصة والأمان العالي.
ثالثا.. تركيب نظام كهروضوئي على الأسطح
1). هيكل السقف
المكان الأنسب والأنسب لتركيب مصفوفة كهروضوئية هو على سطح المبنى. بالنسبة للأسقف المائلة، يجب تركيب المصفوفة الكهروضوئية على السقف موازيا لسطح السقف، مع وجود حوامل تفصل بينها بضعة سنتيمترات لأغراض التبريد. إذا كان السقف أفقيا، فمن الممكن أيضا تصميم هيكل حامل يحسن زاوية الميل وتركيبه في الأعلى. يجب أن يولي نظام الطاقة الكهروضوئية المثبتة على السقف اهتماما بعزل هيكل السقف وطبقة مقاومة نفاذية السقف. بشكل عام، يتطلب وجود حامل دعم واحد لكل 100 واط من وحدات الطاقة الشمسية. بالنسبة للمبنى الجديد، عادة ما يتم تركيب حوامل الدعم بعد تركيب أرضية السقف وقبل تركيب عزل السقف للماء. يمكن للموظفين المسؤولين عن نظام تركيب المصفوفة تركيب دعامات الدعم أثناء تركيب السقف.
غالبا ما تصمم أسقف البلاط هيكليا لإغلاق حدود قدرتها على تحمل الأحمال. في هذه الحالة، يجب تعزيز هيكل السقف لتحمل الوزن الإضافي للنظام الكهروضوئي، أو يجب تحويل السقف المبلط إلى منطقة شريط مخصصة لتركيب مصفوفات الطاقة الشمسية. ومع ذلك، إذا تم تحويل السقف المبلط إلى منتج أخف وزنا، فلا حاجة لتقوية هيكل السقف لأن الكتلة المجمعة لهذا السقف والمصفوفة الكهروضوئية أخف من كتلة منتج السقف المبلط المستبدل.
2). هيكل الظل
بديل لتركيب الأسقف هو نظام كهروضوئية مركب على هيكل التظليل. قد يكون هذا الهيكل التظليلي فناء أو شبكة تظليل مزدوجة الطبقات، حيث تصبح المصفوفة الكهروضوئية هي الظل. يمكن لهذه الأنظمة التظليلية دعم أنظمة كهروضوئية صغيرة أو كبيرة.
تكلفة هذه المباني المزودة بأنظمة كهروضوئية تختلف قليلا عن أغطية الفناء القياسية، خاصة عندما تعمل مصفوفة الطاقة الكهروضوئية كسقف ظل جزئي أو كامل. إذا تم تركيب مصفوفة الطاقة الشمسية بزاوية أكثر حدة من هيكل التظليل التقليدي، فسيحتاج هيكل السقف إلى تعديل لاستيعاب أحمال الرياح. كتلة المصفوفة الكهروضوئية تتراوح بين 15-25 كجم/م²، وهي ضمن الحد القابل للحمل لهيكل دعم الظل. يمكن احتساب تكاليف العمالة المرتبطة بتركيب حوامل السقف ضمن تكلفة بناء غطاء الفناء بالكامل. من المرجح أن تكون تكلفة البناء الإجمالية أعلى من تركيبها على السقف، لكن القيمة الناتجة عن هيكل التظليل غالبا ما تعوض تلك التكاليف الإضافية.
تشمل القضايا الأخرى التي يجب أخذها في الاعتبار: تبسيط صيانة المصفوفة، وتوصيل المكونات، ويجب أن يبقى توصيل الأسلاك جميلا من الناحية الجمالية، ويجب عدم زراعة أو تقليم النباتات الزاحفة للحفاظ على الأجزاء وأسلاكها دون إزعاج.
3). بناء الطاقة الكهروضوئية المتكاملة (BIPV)
نوع آخر من الأنظمة يستبدل بعض منتجات الأسقف التقليدية بمصفوفات كهروضوئية متكاملة في المباني. عند تركيب واستخدام هذه المنتجات، يجب توخي الحذر لضمان تركيبها بشكل صحيح، وتحقيق تصنيف الحريق اللازم، والحاجة إلى تركيب مناسب لتجنب تسربات السقف.
IV.. تقدير مخرجات النظام
1). شروط الاختبار القياسية
تولد وحدات الخلايا الشمسية تيارا مستمرا. يقوم المصنع بمعايرة خرج التيار المستمر للوحدة الشمسية ضمن ظروف اختبار قياسية. بينما يمكن تحقيق هذه الظروف بسهولة في المصنع وتسمح للمنتجات بالتباين عن بعضها البعض، إلا أن هذه البيانات تحتاج إلى تصحيح لتقييم قدرتها الخارجية عند التشغيل في ظروف خارجية. شروط الاختبار القياسية هي درجة حرارة الخلية الشمسية 25°م، وشدة الإشعاع الشمسي 1000 واط/متر مربع (المعروفة عادة بذروة شدة ضوء الشمس، والتي تعادل شدة الإشعاع عند الظهر في يوم صيفي صاف)، وكتلة تبلغ 1.5 صباحا عند المرور عبر الغلاف الجوي. الطيف الشمسي المفلتر (الطيف القياسي ASTM القياسي). يشير المصنعون إلى الوحدات الشمسية التي تنتج 100 واط عند قياسها في ظروف الاختبار القياسية باسم "وحدات شمسية بقوة 100 واط". يسمح للطاقة المقدرة لهذه الحزمة بالانحراف عن القيمة الفعلية بنسبة 4-5٪. وهذا يعني أن وحدة بقدرة 95 واط لا تزال تسمى "وحدة 100 واط". يجب استخدام قيمة طاقة خرج أقل كأساس (95 واط بدلا من 100 واط).
2). تأثير درجة الحرارة
تنخفض طاقة خرج الوحدة مع ارتفاع درجة حرارة الوحدة. على سبيل المثال، عندما تشرق الشمس مباشرة على وحدة السقف الكهروضوئية، تصل درجة الحرارة الداخلية للوحدة إلى 50°C～75°C. بالنسبة لوحدات السيليكون أحادية البلورة، فإن زيادة درجة الحرارة ستؤدي إلى انخفاض طاقة الوحدة إلى 89٪ من الطاقة الفعلية. لذلك، يمكن لوحدة بقدرة 100 واط إنتاج حوالي 85 واط فقط (95 واط × 0.89 = 85 واط) عندما تتعرض لأشعة الشمس الكاملة عند الظهر في الربيع أو الخريف.
3). تأثيرات الأوساخ والغبار
تراكم الأوساخ والغبار على سطح اللوح الشمسي سيؤثر على انتقال ضوء الشمس ويقلل من القدرة الخارجة. معظم المناطق لديها مواسم أمطار وجافة. على الرغم من أن مياه الأمطار يمكنها تنظيف الأوساخ والغبار على سطح الوحدة بفعالية خلال موسم الأمطار، إلا أن تقديرا أكثر اكتمالا وكفاءة للنظام يجب أن يأخذ في الاعتبار انخفاض الطاقة الناتج عن الأوساخ على سطح اللوحة خلال موسم الجفاف. بسبب عوامل الغبار، يتم تقليل طاقة النظام عادة إلى 93٪ من القيمة الأصلية كل عام. لذا فإن هذه "وحدة 100 واط" تعمل بقوة متوسطة تبلغ 79 واط (85 واط × 0.93 = 79 واط) مع وجود غبار على السطح.
4). المطابقة وفقدان الخطوط
عادة ما يكون الحد الأقصى لطاقة الناتج من مصفوفة الطاقة الكهروضوئية الكلية أقل من مجموع إجمالي الطاقة الناتجة من وحدات الطاقة الكهروضوئية الفردية. ينتج هذا التفاوت عن عدم الاتساق في وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية، والمعروفة أيضا بعدم محاذاة الوحدات، مما يؤدي إلى فقدان النظام لا يقل عن 2٪ من طاقته الكهربائية. بالإضافة إلى ذلك، ستفقد الطاقة الكهربائية أيضا في المقاومة الداخلية لنظام الخط، ويجب الحفاظ على هذا الجزء من الفقدان إلى الحد الأدنى. ومع ذلك، من الصعب تقليل هذا الجزء من الخسارة للنظام عندما تبلغ الطاقة ذروتها عند الظهر، ثم في فترة بعد الظهر تتناقص تدريجيا مرة أخرى؛ ستعود الطاقة إلى القيمة الصفرية في الليل؛ يعزى هذا التغير إلى تطور شدة الإشعاع الشمسي وتطور زاوية الشمس (بالنسبة لوحدة الخلية الشمسية). علاوة على ذلك، فإن ميل واتجاه السقف سيؤثر على درجة ضوء الشمس الذي يضرب سطح الوحدة. تظهر المظاهر المحددة لهذه التأثيرات في الجدول 1، مما يشير إلى أنه إذا وضعت مصفوفة الكهروضوئية المحلية على السقف بميل 7:12، فإن عامل التصحيح المواجه للجنوب مباشرة يكون 100، عندما تكون زاوية ميل السقف أقل من 3٪ من الطاقة. لذلك، يجب أن يكون عامل الخسارة المعقول 5٪.
5). خسائر التحويل من التيار المستمر إلى التيار المتردد
يجب تحويل الطاقة التيار المستمر المولدة من الوحدات الشمسية إلى تيار متردد قياسي بواسطة العاكس. سيتم فقدان بعض الطاقة في عملية التحويل هذه، وبعض النقاط ستفقد في الأسلاك من مكونات السقف إلى العاكس ولوحة تبديل العميل. حاليا، تبلغ كفاءة العاكس المستخدمة في أنظمة توليد الطاقة الكهروضوئية المنزلية بين 92٪ إلى 94٪، وهي أعلى كفاءة تمنحها شركات تصنيع العاكس وتقاس في ظروف تحكم جيدة في المصنع. في الواقع، في الظروف العادية، تكون كفاءة عاكس التيار المستمر والتيار المتردد 88٪~92٪، وعادة ما تستخدم 90٪ ككفاءة تسوية معقولة.
لذلك، فإن "وحدة 100 واط" ذات قدرة أقل بسبب انحراف المنتج، والتدفئة، والأسلاك، وعاكس التيار المتردد، وفقدان الطاقة الأخرى، عند الظهر مع سماء صافية، يتم توصيل حد أقصى 68 واط من الطاقة المترددة إلى لوحة المفاتيح الخاصة بالمستخدم. (100WX095×0.89×0.93×095X0.90—68W).
6). تأثير زاوية اتجاه الشمس واتجاه المنزل على طاقة النظام
طوال اليوم، تتغير زاوية ضرب أشعة الشمس على اللوح الشمسي باستمرار، مما يؤثر على القدرة الخارجة. ستزداد قوة خرج "وحدة 100 واط" تدريجيا من القيمة الصفرية عند الفجر، مع تغير زاوية التحمل للشمس، بنفس الدرجة. ومع ذلك، فإن المصفوفة تواجه الشرق؛ الطاقة المنتجة ستكون 84٪ من الطاقة المواجهة للجنوب (تم تصحيحها في عامل الجدول 1 0.84).
V..تركيب النظام
1. المواد الموصى بها
• يجب أن تكون المواد المستخدمة في الخارج مقاومة لأشعة الشمس والأشعة فوق البنفسجية.
• يجب استخدام عازلات البولي يوريثان في عزل الأسقف غير الفلاش. 3) يجب تصميم المواد لتتحمل درجة الحرارة عند تعرضها للشمس.
• يجب عزل المواد المعدنية المختلفة (مثل الحديد والألمنيوم) عن بعضها البعض باستخدام فواصل عازلة، أو غسالات، أو طرق أخرى.
• يجب ألا يكون الألمنيوم على اتصال مباشر مع بعض المواد.
• يجب استخدام مثبتات عالية الجودة (يفضل الفولاذ المقاوم للصدأ).
• يمكن أيضا اختيار مواد الأعضاء الهيكلية: ملفات الألمنيوم، الفولاذ المجلفن الساخن، الفولاذ الكربوني العادي المطلي أو المطلي (المستخدم فقط في البيئات منخفضة التآكل)، الفولاذ المقاوم للصدأ.
2. المعدات الموصى بها وطريقة التركيب
1)قم بعمل قائمة بجميع المعدات الكهربائية وفقا للجهد المصنف والتيار المطلوب في التطبيق.
2) سرد وحدات الطاقة الشمسية وفقا للمعايير ذات الصلة، والتأكد من أن عمرها الافتراضي لا يقل عن خمس سنوات (من 20 إلى 25 سنة عمرا).
3) قم بإدراج العاكس وفقا للمعيار المعني، والتأكد من أن عمر تشغيله لا يقل عن خمس سنوات. 4) يجب أن تكون الكابلات والأنابيب المكشوفة مقاومة للضوء.
5) يجب أن يكون النظام متوفرا بحماية من التيار الزائد وسهولة الصيانة.
6) يجب تشديد وتثبيط المحطات المتعلقة بالكهرباء.
7) يجب أن تقوم تعليمات تركيب الشركة المصنعة بتركيب المعدات.
8) يجب أن تكون جميع الأسطح محكمة الإغلاق بمادة مانعة معتمدة.
9) يجب أن تلتزم جميع الكابلات والأنابيب والموصلات المكشوفة وصناديق الأسلاك بالمعايير واللوائح ذات الصلة وتضمن السلامة.
10) يجب التأكد من عدم تظليل المصفوفة الكهروضوئية من الساعة 9:00 إلى 16:00 يوميا.
3. الأمور التي تحتاج إلى اهتمام في تصميم وتركيب أنظمة الطاقة الكهروضوئية
1) فحص موقع تركيب المصفوفة الكهروضوئية بعناية (مثل السقف، المنصة، والمباني الأخرى).
2) التأكد من أن المعدات المختارة تقع ضمن نطاق سياسات الحوافز المحلية.
3) التواصل مع إدارة شبكة المرافق المحلية للحصول على اتصال الشبكة والحصول على إذن اختبار عبر الإنترنت.
4) إذا تم تركيبه على السطح عند تحديد موقع تركيب وحدات الطاقة الكهروضوئية في الأعلى، يجب أخذ تأثير أنابيب تصريف مياه الأمطار والمداخن وفتحات التهوية على وحدات الكهروضوئية في الاعتبار. حاول وضع وحدات كهروضوئية حسب حجم وشكل السقف لجعل الجزء العلوي أجمل.
5) حساب التعرض لأشعة الشمس والتظليل في المصفوفة الكهروضوئية المثبتة. إذا كان موقع التركيب المختار يحتوي على ظل زائد، يجب أن تفكر في تغيير مكان تركيب المصفوفة الكهروضوئية.
6) قياس المسافة بين جميع مكونات النظام، ورسم مخطط الموقع والمخطط التخطيطي لتركيب النظام الكهروضوئي.
7) جمع المواد ذات الصلة لأقسام المراجعة ذات الصلة، والتي يجب أن تتضمن ما يلي:
(1)يجب أن تظهر خريطة الموقع موقع المكونات الرئيسية للنظام - وحدات الطاقة الكهوئية، أسلاك خطوط الأنابيب، صناديق الكهرباء، العاكسات، لوحات التحميل عالية الضمان، مفاتيح التشغيل والإيقاف في شبكة المرافق، لوحات التبديل الرئيسية، وجانب المدخل من شبكة المرافق.
(2)يجب أن يظهر المخطط التخطيطي جميع المكونات الأساسية للنظام الكهربائي، كما هو موضح أدناه
(3)قم بتقسيم جميع مكونات النظام الكهربائي الحيوية إلى أجزاء صغيرة (وحدات كهروضوئية، عاكسات، صناديق دمج، مفاتيح تيار مستمر، فيوزات، إلخ).
8) تقدير طول الكابل من وحدات الطاقة الشمسية إلى صندوق المدمج والعاكس
9) فحص سعة حمل التيار لدائرة وحدة الطاقة الكهروضوئية، وتحديد حجم الكابل المناسب لأدنى تيار. يتم تحديد حجم الكابل بناء على أقصى تيار دائرة قصيرة لكل مسار وطول مسار الكابل.
10) حساب حجم مصفوفة الطاقة الكهروضوئية، مع الأخذ في الاعتبار أنه عند القدرة الكاملة، يكون انخفاض الجهد من وحدة الطاقة الشمسية إلى العاكس أقل من 3٪. إذا كان صندوق المدمج في المصفوفة بعيدا عن العاكس، فلا يتم حساب انخفاض الجهد بناء على التوصيل من المصفوفة الكهموسية إلى صندوق المدمج والأسلاك من عاكس صندوق المدمج.
11) تقدير طول الخط من العاكس إلى لوحة التبديل الرئيسية.
12) تحقق من لوحة التبديل الرئيسية لتحديد ما إذا كانت طاقة لوحة التبديل تلبي احتياجات التحويل للنظام الكهروضوئي.
13) إذا كان النظام يتضمن لوحات مفاتيح لأحمال الدعم (مع أنظمة البطاريات الاحتياطية)، حدد دوائر الحمل الحرجة المحددة.
يجب أن تلبي هذه الدوائر الأحمال الكهربائية المتوقعة:
(1)تقدير الحمل المتصل بالنظام الاحتياطي لتلبية احتياجات استهلاك الطاقة الفعلي واستهلاك الطاقة اليومي في حالة السكون للنظام.
(2)يجب توصيل جميع الأحمال الاحتياطية بلوحة مفاتيح منفصلة للاتصال بمخرج العاكس المخصص.
(3)يجب حساب متوسط الطاقة المستهلكة بواسطة حمل نظام الطاقة الاحتياطية لتحديد مدة استمرار تخزين الطاقة في البطارية في تزويد المستهلك بالطاقة.
(4)يوصى باستخدام نظام بطارية رصاص حمضي منظم بصمامات بدون صيانة مع صوف ألياف زجاجي ممتص لأن هذه البطارية لا تتطلب صيانة من المستخدم.
(5)يجب تجنب تخزين البطارية ضوء الشمس ووضعه في مكان هادئ ومهواة قدر الإمكان. سواء كان محلول الرصاص الحمضي أو بطارية حمض الرصاص المنظمة بواسطة الصمامات، يجب تهويته للعالم الخارجي.
14) اتباع متطلبات التصميم
تربط الكابلات وحدات الطاقة الشمسية، وصناديق المدمجين، وواقيات التيار الزائد/مفاتيح الفصل، والمحولات، ومفاتيح فصل المرافق، وفي النهاية تربط الدائرة بشبكة المرافق.
15) خلال التشغيل التجريبي، عادة ما تعمل دائرة النظام الكهروضوئي، ويتم الحصول على تصريح اتصال الشبكة من إدارة شبكة الكهرباء العامة. بعد ذلك، يمكن للنظام أن يبدأ في العمل بشكل رسمي.
16) مراقبة ما إذا كان جهاز النظام يعمل بشكل طبيعي.
4. مرحلة الصيانة والتشغيل
1) عندما يتراكم الغبار على وحدات الطاقة الكهروضوئية، يمكن تنظيف الوحدات في الطقس البارد.
2) فحص النظام الكهروضوئي بانتظام للتأكد من أن الخطوط والأقواس في حالة جيدة.
3) كل عام تقريبا في 21 مارس و21 سبتمبر، عندما تكون الشمس كاملة وقريبة من الظهر، تحقق من مخرج النظام (يتم الحفاظ على سطح المكونات نظيفا)، ومقارنة ما إذا كانت طريقة تشغيل النظام قريبة من قراءة العام السابق. احتفظ بهذه البيانات في السجلات لتحليل ما إذا كان النظام يعمل دائما بشكل صحيح. إذا انخفضت القراءات بشكل كبير، فهناك مشكلة في النظام.
VI.. محتوى وإجراءات فحص نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية (يوصى بارتداء خوذة أمان وقفازات ومعدات حماية للعين)
1. مصفوفة PV
1) تحقق من إزالة جميع صمامات صناديق المدمج، وتحقق من عدم وجود جهد كهربائي عند أطراف إخراج صندوق المدمج.
2) الفحص البصري ما إذا كانت أي مقابس وموصلات بين وحدات الطاقة الشمسية ولوحة المفاتيح في حالة عمل طبيعية.
3) تحقق مما إذا كان مشبك الكابل الخالي من الإجهاد مركب بشكل صحيح وثابت.
4) فحص بصري ما إذا كانت جميع وحدات الطاقة الشمسية سليمة.
5) تحقق مما إذا كانت جميع الكابلات مرتبة وثابتة.
2. توصيل الدوائر الكهربائية لوحدات الطاقة الكهروضوئية
1) تحقق من صندوق دمج السلاسل DC (من وحدات الطاقة الكهموسية إلى صندوق الدمج).
2) إعادة التحقق مما إذا كان الفيوز قد أزيل وجميع المفاتيح مفصولة.
3) تحقق مما إذا كانت خطوط الكابلات الداخلية متصلة بأطراف صندوق دمج سلسلة DC بالترتيب الصحيح، وتأكد من أن الملصقات مرئية.
3. فحص تتبع أسلاك سلاسل الدوائر الكهربائية
يتم اتباع الإجراء التالي لكل سلسلة دوائر مصدر في مسار النظام (مثلا من الشرق إلى الغرب أو من الشمال إلى الجنوب)، مع شروط اختبار مثالية هي الصافية عند الظهر من مارس إلى أكتوبر.
1) تحقق من جهد الدائرة المفتوحة لكل مكون في الدائرة للتحقق من الجهد الفعلي الذي يوفره المصنع في يوم مشمس (تحت نفس ظروف ضوء الشمس، يجب أن يكون هناك نفس الجهد). ملاحظة: تحت ظروف ضوء الشمس، تكون جهودها أعلى من 20 فولت).
2) تأكد من أن علامات الكابلات الدائمة يمكنها تحديد التوصيلات الإيجابية والسالبة.
3) تحقق من كل مكون كما في الأعلى.
4. أجزاء أخرى من أسلاك دوائر المصفوفة الكهروضوئية
1) إعادة التحقق من أن مفتاح فصل التيار المستمر مفعل والملصقات سليمة.
2) تحقق من قطبية كل فرع من مصدر طاقة في صندوق دمج التيار المستمر. وفقا لعدد سلاسل الدوائر والموقع على الرسم، تحقق من أن جهد الدائرة المفتوحة لكل فرع ضمن النطاق المناسب (إذا لم يتغير إشعاع ضوء الشمس، يجب أن يكون الجهد قريبا جدا).
تحذير:إذا تم عكس قطبية أي مجموعة من دوائر المصدر، فإن ذلك سيتسبب في حادث خطير أو حتى حريق في وحدة الفيوز، مما يؤدي إلى تلف صندوق المدمج والمعدات المجاورة. كما أن القطبية المعكوسة للعاكس تسبب ضررا لمعدات النظام، وهو أمر لا يشمله ضمان المعدات.
3) شد جميع الأطراف في صندوق دمج الأوتار DC.
4) تحقق من أن السلك المحايد متصل بشكل صحيح بلوحة المفاتيح الرئيسية.
5. اختبار بدء تشغيل العاكس
1) تحقق من جهد الدائرة المفتوحة المرسل إلى مفتاح فصل التيار المستمر العاكس للتأكد من تحقيق حدود الجهد في دليل تركيب الشركة المصنعة.
2) إذا كان هناك عدة مفاتيح فصل تيار مستمر في النظام، تحقق من الجهد عند كل مفتاح.
3) قم بتدوير مفتاح مزود الطاقة من المصفوفة الكهروضوئية إلى العاكس.
4) تأكد من أن العاكس يعمل، وسجل جهد العاكس على مدى الوقت أثناء التشغيل، وتأكد من أن قراءة الجهد ضمن الحدود المسموح بها في دليل تركيب الشركة المصنعة.
5) التأكد من أن العاكس يمكنه تحقيق القدرة المتوقعة. 6) تقديم تقرير اختبار بدء التشغيل.
6. اختبار قبول النظام
ظروف اختبار النظام الكهروضوئية المثالية، اختر ظهيرة مشمس من مارس إلى أكتوبر. إذا لم تكن الظروف المثالية ممكنة، يمكن أيضا إجراء هذا الاختبار عند الظهر خلال يوم شتوي مشمس.
1) تأكد من أن مصفوفة الطاقة الشمسية مضاءة بالكامل وبدون أي ظل.
2) إذا لم يكن النظام يعمل، قم بتشغيل مفتاح تشغيل النظام ودعه يعمل لمدة 15 دقيقة قبل بدء اختبار أداء النظام.
3) إجراء اختبار الإشعاع الشمسي باستخدام طريقتين أو طريقتين، وتسجيل قيمة الاختبار. اقسم أعلى قيمة إشعاع على 1000 واط/متر مربع، وتكون البيانات المستلمة هي نسبة الإشعاع. على سبيل المثال: 692w/m2÷1000w/m=0.692 أو 69.2٪.
الطريقة 1: اختبر باستخدام بيرانوميتر أو بيرانوميتر قياسي.
الطريقة الثانية:ابحث عن وحدة كهضوئية تعمل بشكل طبيعي من نفس نموذج المصفوفة الكهروضوئية، واحتفظ بنفس الاتجاه والزاوية مثل المصفوفة الكهروضوئية التي سيتم اختبارها، ووضعها في الشمس. بعد 15 دقيقة من التعريض، استخدم جهاز قياس رقمي لاختبار تيار الدائرة القصيرة، واضبط هذه القيم المسجلة (بالأمبير). اقسم هذه القيم على قيمة تيار الدائرة القصيرة (Isc) المطبوعة على ظهر وحدة الطاقة الزجاجية، واضربها في 1000 واط/متر مربع، وسجل النتائج في نفس الصف. على سبيل المثال: قياس LSC=36A; LSC مطبوع على ظهر وحدة الطاقة الشمسية: 5.2A؛ القيمة الفعلية للإشعاع = 3.652 أمبير×1000 واط/م = 692 واط/م2.
4) تلخيص القدرة الخارجة لوحدات الطاقة الشمسية وتسجيل هذه القيم، ثم اضرب في 0.7 للحصول على القيمة القصوى لخرج التيار المتردد المتوقع.
5) تسجيل مخرج التيار المتردد عبر العاكس أو مقياس النظام، وتسجيل هذه القيمة.
6) اقسم قيمة قدرة قياس التيار المتردد على نسبة الإشعاع الحالية، وسجل هذه القيمة. هذه "قيمة تصحيح التيار المتردد" هي القدرة الإنتاجية المقدرة للنظام الكهروضوئي، والتي يجب أن تكون أعلى من 90٪ أو أكثر من القيمة المقدرة للتيار المتردد. تشمل المشاكل الأسلاك الخاطئة، تلف الفيوز، عاكس لا يعمل بشكل صحيح، وغيرها.
على سبيل المثال، يتكون نظام الطاقة الشمسية من 20 وحدة كهروضوئية بقدرة 100 واط، ويستخدم الطريقة الثانية لتقدير الإشعاع الشمسي للوحدات الكهروضوئية العاملة بمقدار 692 واط/م2، ويحسب القدرة الخارجة عند 1000 واط/م2، ويسأل النظام هل يعمل بشكل صحيح؟
فك الربط:
إجمالي القدرة المصنفة لمصفوفة الطاقة الشمسية = 100 واط الحالة القياسية × 20 وحدة: 2000 واط الحالة العادية قدرة التيار المتردد المقدرة المقدرة = 2000 واط الحالة القياسية X0.7 = 1400 واط القيمة المقدرة للتيار المتردد.
إذا كانت القدرة الفعلية للتيار المتردد المحسوسة: 1020 واط AC القيمة المقاسة
القدرة المعدلة للتيار المتردد = 1020 واط قياس التيار المتردد ÷ 0.692 = 1474 واط تصحيح التيار المتردد
قارن قيمة طاقة خرج التيار المتردد المصححة مع القيمة المقدرة لخرج التيار المتردد: 1474 واط القيمة الثابتة للتيار المتردد + 1400 واط القيمة المقدرة للتيار المتردد = 1.05
الإجابة: 1.0520.9، عادة ما تعمل.
يقترح هذا الدليل بشكل رئيسي حلول التصميم والتركيب لأنظمة الطاقة الكهروضوئية المتصلة بالشبكة المنزلية. توفر للمثبتين طرقا وإرشادات لاختيار المنتجات الكهروضوئية، مما يساعدهم على تركيب أنظمة توليد الطاقة الكهروضوئية المنزلية بدقة لجعل نظام التصميم يطلق إمكاناتك.
I.. الخطوات الأساسية التي يجب اتباعها لتركيب نظام كهروضوئي على السطح
(1). تأكد من أن السقف أو موقع التركيب الآخر بحجم مناسب لنظام الطاقة الشمسية الكهربائي الذي سيتم تركيبه.
(2). أثناء التركيب، من الضروري التحقق مما إذا كان السقف قادرا على تحمل جودة النظام الكهروضوئي الآخر. إذا لزم الأمر، من الضروري تعزيز قدرة التحمل على السقف.
(3). التعامل الصحيح مع السقف وفقا لمعايير تصميم سقف المبنى.
(4). تركيب المعدات وفقا للمواصفات والإجراءات بدقة.
(5). يمكن لنظام التأريض الصحيح والمضبوط جيدا أن يتجنب ضربات البرق بفعالية.
(6). تحقق مما إذا كان النظام يعمل بشكل جيد.
(7). التأكد من أن التصميم والمعدات المرتبطة به يمكنها تلبية احتياجات الشبكة المحلية. 8. أخيرا، يتم اختبار النظام بدقة من قبل وكالات الاختبار التقليدية أو أقسام الطاقة.
ثانيا.. المشكلات المتعلقة بتصميم النظام
أنواع أنظمة توليد الطاقة الكهروضوئية: أحدها نظام توليد الطاقة الكهروضوئية متصل بالتوازي مع شبكة الطاقة العامة ولا يحتوي على بطارية احتياطية لتخزين الطاقة؛ والآخر هو نظام توليد الطاقة الكهروضوئية متصل بالتوازي مع شبكة الكهرباء العامة ويحتوي أيضا على بطارية احتياطية كمكمل.
(1). نظام متصل بالشبكة بدون بطارية
يمكن لمثل هذه الأنظمة العمل فقط عندما تتوفر الشبكة. نظرا لأن فقدان الطاقة في الشبكة ضئيل، يمكن لمثل هذا النظام عموما توفير المزيد من فواتير الكهرباء للمستخدم. ومع ذلك، في حالة انقطاع الكهرباء، سيتوقف النظام تماما حتى يتم استعادة الشبكة، كما هو موضح في الشكل 1.
يتكون النظام النموذجي المتصل بالشبكة الخالية من البطاريات من المكونات التالية:
1) مصفوفة الطاقة الشمسية.
تتكون المصفوفات الكهروضوئية من وحدات كهروضوئية، تتكون من خلايا شمسية متصلة بطريقة ما ومحكمة الإغلاق. عادة ما تتكون المجموعة من عدة وحدات كهروضوئية متصلة بأقواس.
2) مزود بنظام توازن (BOS)
يستخدم في أنظمة التثبيت والأسلاك، بما في ذلك دمج وحدات الطاقة الكهروضوئية في أنظمة الكهرباء الخاصة بأنظمة المباني المنزلية. يشمل نظام خط تزويد الطاقة:
- يتم تبديل التيار المستمر والتيار المتردد في كلا طرفي العاكس.
- حماية من التأريض.
- حماية من التيار الزائد لوحدات الخلايا الشمسية.
3) عاكس DC-AC
يقوم هذا الجهاز بتحويل التيار المستمر من المصفوفات الكهروضوئية إلى التيار المتردد القياسي المستخدم في الأجهزة المنزلية.
4) أجهزة القياس والعدادات
تقيس هذه الأجهزة وتعرض حالة تشغيل النظام، وأدائه، واستهلاك طاقة المستخدم. 5) مكونات أخرى
مفتاح شبكة المرافق (وهذا يعتمد على شبكة المرافق المحلية).
(2). نظام متصل بالشبكة مع بطارية
هذا النوع من الأنظمة يضيف بطاريات إلى النظام المتصل بالشبكة بدون بطاريات لتخزين الطاقة للنظام. حتى في حالة انقطاع الكهرباء، يمكن للنظام توفير مصدر طاقة طارئ للأحمال الخاصة. عندما تنقطع الطاقة، يتم فصل النظام عن الشبكة لتشكيل خط تزويد طاقة مستقل. يستخدم خط توزيع مخصص لتزويد هذه الأحمال الخاصة بالطاقة. إذا حدث انقطاع كهرباء الشبكة خلال النهار، يمكن للمصفوفة الكهروضوئية تزويد هذه الأحمال بالطاقة مع البطارية؛ إذا حدث انقطاع التيار في الليل، ستزود البطارية الحمل بالطاقة، ويمكن للبطارية إطلاق طاقة كافية لضمان التشغيل المنتظم لهذه الأحمال الخاصة.
بالإضافة إلى جميع المكونات في النظام المتصل بالشبكة بدون بطارية، يحتاج نظام النسخ الاحتياطي للبطارية أيضا إلى إضافة بطاريات وحزم بطاريات، ووحدات تحكم شحن البطارية، ولوحات تبديل توفر الطاقة للأحمال ذات المتطلبات الخاصة والأمان العالي.
ثالثا.. تركيب نظام كهروضوئي على الأسطح
1). هيكل السقف
المكان الأنسب والأنسب لتركيب مصفوفة كهروضوئية هو على سطح المبنى. بالنسبة للأسقف المائلة، يجب تركيب المصفوفة الكهروضوئية على السقف موازيا لسطح السقف، مع وجود حوامل تفصل بينها بضعة سنتيمترات لأغراض التبريد. إذا كان السقف أفقيا، فمن الممكن أيضا تصميم هيكل حامل يحسن زاوية الميل وتركيبه في الأعلى. يجب أن يولي نظام الطاقة الكهروضوئية المثبتة على السقف اهتماما بعزل هيكل السقف وطبقة مقاومة نفاذية السقف. بشكل عام، يتطلب وجود حامل دعم واحد لكل 100 واط من وحدات الطاقة الشمسية. بالنسبة للمبنى الجديد، عادة ما يتم تركيب حوامل الدعم بعد تركيب أرضية السقف وقبل تركيب عزل السقف للماء. يمكن للموظفين المسؤولين عن نظام تركيب المصفوفة تركيب دعامات الدعم أثناء تركيب السقف.
غالبا ما تصمم أسقف البلاط هيكليا لإغلاق حدود قدرتها على تحمل الأحمال. في هذه الحالة، يجب تعزيز هيكل السقف لتحمل الوزن الإضافي للنظام الكهروضوئي، أو يجب تحويل السقف المبلط إلى منطقة شريط مخصصة لتركيب مصفوفات الطاقة الشمسية. ومع ذلك، إذا تم تحويل السقف المبلط إلى منتج أخف وزنا، فلا حاجة لتقوية هيكل السقف لأن الكتلة المجمعة لهذا السقف والمصفوفة الكهروضوئية أخف من كتلة منتج السقف المبلط المستبدل.
2). هيكل الظل
بديل لتركيب الأسقف هو نظام كهروضوئية مركب على هيكل التظليل. قد يكون هذا الهيكل التظليلي فناء أو شبكة تظليل مزدوجة الطبقات، حيث تصبح المصفوفة الكهروضوئية هي الظل. يمكن لهذه الأنظمة التظليلية دعم أنظمة كهروضوئية صغيرة أو كبيرة.
تكلفة هذه المباني المزودة بأنظمة كهروضوئية تختلف قليلا عن أغطية الفناء القياسية، خاصة عندما تعمل مصفوفة الطاقة الكهروضوئية كسقف ظل جزئي أو كامل. إذا تم تركيب مصفوفة الطاقة الشمسية بزاوية أكثر حدة من هيكل التظليل التقليدي، فسيحتاج هيكل السقف إلى تعديل لاستيعاب أحمال الرياح. كتلة المصفوفة الكهروضوئية تتراوح بين 15-25 كجم/م²، وهي ضمن الحد القابل للحمل لهيكل دعم الظل. يمكن احتساب تكاليف العمالة المرتبطة بتركيب حوامل السقف ضمن تكلفة بناء غطاء الفناء بالكامل. من المرجح أن تكون تكلفة البناء الإجمالية أعلى من تركيبها على السقف، لكن القيمة الناتجة عن هيكل التظليل غالبا ما تعوض تلك التكاليف الإضافية.
تشمل القضايا الأخرى التي يجب أخذها في الاعتبار: تبسيط صيانة المصفوفة، وتوصيل المكونات، ويجب أن يبقى توصيل الأسلاك جميلا من الناحية الجمالية، ويجب عدم زراعة أو تقليم النباتات الزاحفة للحفاظ على الأجزاء وأسلاكها دون إزعاج.
3). بناء الطاقة الكهروضوئية المتكاملة (BIPV)
نوع آخر من الأنظمة يستبدل بعض منتجات الأسقف التقليدية بمصفوفات كهروضوئية متكاملة في المباني. عند تركيب واستخدام هذه المنتجات، يجب توخي الحذر لضمان تركيبها بشكل صحيح، وتحقيق تصنيف الحريق اللازم، والحاجة إلى تركيب مناسب لتجنب تسربات السقف.
IV.. تقدير مخرجات النظام
1). شروط الاختبار القياسية
تولد وحدات الخلايا الشمسية تيارا مستمرا. يقوم المصنع بمعايرة خرج التيار المستمر للوحدة الشمسية ضمن ظروف اختبار قياسية. بينما يمكن تحقيق هذه الظروف بسهولة في المصنع وتسمح للمنتجات بالتباين عن بعضها البعض، إلا أن هذه البيانات تحتاج إلى تصحيح لتقييم قدرتها الخارجية عند التشغيل في ظروف خارجية. شروط الاختبار القياسية هي درجة حرارة الخلية الشمسية 25°م، وشدة الإشعاع الشمسي 1000 واط/متر مربع (المعروفة عادة بذروة شدة ضوء الشمس، والتي تعادل شدة الإشعاع عند الظهر في يوم صيفي صاف)، وكتلة تبلغ 1.5 صباحا عند المرور عبر الغلاف الجوي. الطيف الشمسي المفلتر (الطيف القياسي ASTM القياسي). يشير المصنعون إلى الوحدات الشمسية التي تنتج 100 واط عند قياسها في ظروف الاختبار القياسية باسم "وحدات شمسية بقوة 100 واط". يسمح للطاقة المقدرة لهذه الحزمة بالانحراف عن القيمة الفعلية بنسبة 4-5٪. وهذا يعني أن وحدة بقدرة 95 واط لا تزال تسمى "وحدة 100 واط". يجب استخدام قيمة طاقة خرج أقل كأساس (95 واط بدلا من 100 واط).
2). تأثير درجة الحرارة
تنخفض طاقة خرج الوحدة مع ارتفاع درجة حرارة الوحدة. على سبيل المثال، عندما تشرق الشمس مباشرة على وحدة السقف الكهروضوئية، تصل درجة الحرارة الداخلية للوحدة إلى 50°C～75°C. بالنسبة لوحدات السيليكون أحادية البلورة، فإن زيادة درجة الحرارة ستؤدي إلى انخفاض طاقة الوحدة إلى 89٪ من الطاقة الفعلية. لذلك، يمكن لوحدة بقدرة 100 واط إنتاج حوالي 85 واط فقط (95 واط × 0.89 = 85 واط) عندما تتعرض لأشعة الشمس الكاملة عند الظهر في الربيع أو الخريف.
3). تأثيرات الأوساخ والغبار
تراكم الأوساخ والغبار على سطح اللوح الشمسي سيؤثر على انتقال ضوء الشمس ويقلل من القدرة الخارجة. معظم المناطق لديها مواسم أمطار وجافة. على الرغم من أن مياه الأمطار يمكنها تنظيف الأوساخ والغبار على سطح الوحدة بفعالية خلال موسم الأمطار، إلا أن تقديرا أكثر اكتمالا وكفاءة للنظام يجب أن يأخذ في الاعتبار انخفاض الطاقة الناتج عن الأوساخ على سطح اللوحة خلال موسم الجفاف. بسبب عوامل الغبار، يتم تقليل طاقة النظام عادة إلى 93٪ من القيمة الأصلية كل عام. لذا فإن هذه "وحدة 100 واط" تعمل بقوة متوسطة تبلغ 79 واط (85 واط × 0.93 = 79 واط) مع وجود غبار على السطح.
4). المطابقة وفقدان الخطوط
عادة ما يكون الحد الأقصى لطاقة الناتج من مصفوفة الطاقة الكهروضوئية الكلية أقل من مجموع إجمالي الطاقة الناتجة من وحدات الطاقة الكهروضوئية الفردية. ينتج هذا التفاوت عن عدم الاتساق في وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية، والمعروفة أيضا بعدم محاذاة الوحدات، مما يؤدي إلى فقدان النظام لا يقل عن 2٪ من طاقته الكهربائية. بالإضافة إلى ذلك، ستفقد الطاقة الكهربائية أيضا في المقاومة الداخلية لنظام الخط، ويجب الحفاظ على هذا الجزء من الفقدان إلى الحد الأدنى. ومع ذلك، من الصعب تقليل هذا الجزء من الخسارة للنظام عندما تبلغ الطاقة ذروتها عند الظهر، ثم في فترة بعد الظهر تتناقص تدريجيا مرة أخرى؛ ستعود الطاقة إلى القيمة الصفرية في الليل؛ يعزى هذا التغير إلى تطور شدة الإشعاع الشمسي وتطور زاوية الشمس (بالنسبة لوحدة الخلية الشمسية). علاوة على ذلك، فإن ميل واتجاه السقف سيؤثر على درجة ضوء الشمس الذي يضرب سطح الوحدة. تظهر المظاهر المحددة لهذه التأثيرات في الجدول 1، مما يشير إلى أنه إذا وضعت مصفوفة الكهروضوئية المحلية على السقف بميل 7:12، فإن عامل التصحيح المواجه للجنوب مباشرة يكون 100، عندما تكون زاوية ميل السقف أقل من 3٪ من الطاقة. لذلك، يجب أن يكون عامل الخسارة المعقول 5٪.
5). خسائر التحويل من التيار المستمر إلى التيار المتردد
يجب تحويل الطاقة التيار المستمر المولدة من الوحدات الشمسية إلى تيار متردد قياسي بواسطة العاكس. سيتم فقدان بعض الطاقة في عملية التحويل هذه، وبعض النقاط ستفقد في الأسلاك من مكونات السقف إلى العاكس ولوحة تبديل العميل. حاليا، تبلغ كفاءة العاكس المستخدمة في أنظمة توليد الطاقة الكهروضوئية المنزلية بين 92٪ إلى 94٪، وهي أعلى كفاءة تمنحها شركات تصنيع العاكس وتقاس في ظروف تحكم جيدة في المصنع. في الواقع، في الظروف العادية، تكون كفاءة عاكس التيار المستمر والتيار المتردد 88٪~92٪، وعادة ما تستخدم 90٪ ككفاءة تسوية معقولة.
لذلك، فإن "وحدة 100 واط" ذات قدرة أقل بسبب انحراف المنتج، والتدفئة، والأسلاك، وعاكس التيار المتردد، وفقدان الطاقة الأخرى، عند الظهر مع سماء صافية، يتم توصيل حد أقصى 68 واط من الطاقة المترددة إلى لوحة المفاتيح الخاصة بالمستخدم. (100WX095×0.89×0.93×095X0.90—68W).
6). تأثير زاوية اتجاه الشمس واتجاه المنزل على طاقة النظام
طوال اليوم، تتغير زاوية ضرب أشعة الشمس على اللوح الشمسي باستمرار، مما يؤثر على القدرة الخارجة. ستزداد قوة خرج "وحدة 100 واط" تدريجيا من القيمة الصفرية عند الفجر، مع تغير زاوية التحمل للشمس، بنفس الدرجة. ومع ذلك، فإن المصفوفة تواجه الشرق؛ الطاقة المنتجة ستكون 84٪ من الطاقة المواجهة للجنوب (تم تصحيحها في عامل الجدول 1 0.84).
V..تركيب النظام
1. المواد الموصى بها
• يجب أن تكون المواد المستخدمة في الخارج مقاومة لأشعة الشمس والأشعة فوق البنفسجية.
• يجب استخدام عازلات البولي يوريثان في عزل الأسقف غير الفلاش. 3) يجب تصميم المواد لتتحمل درجة الحرارة عند تعرضها للشمس.
• يجب عزل المواد المعدنية المختلفة (مثل الحديد والألمنيوم) عن بعضها البعض باستخدام فواصل عازلة، أو غسالات، أو طرق أخرى.
• يجب ألا يكون الألمنيوم على اتصال مباشر مع بعض المواد.
• يجب استخدام مثبتات عالية الجودة (يفضل الفولاذ المقاوم للصدأ).
• يمكن أيضا اختيار مواد الأعضاء الهيكلية: ملفات الألمنيوم، الفولاذ المجلفن الساخن، الفولاذ الكربوني العادي المطلي أو المطلي (المستخدم فقط في البيئات منخفضة التآكل)، الفولاذ المقاوم للصدأ.
2. المعدات الموصى بها وطريقة التركيب
1)قم بعمل قائمة بجميع المعدات الكهربائية وفقا للجهد المصنف والتيار المطلوب في التطبيق.
2) سرد وحدات الطاقة الشمسية وفقا للمعايير ذات الصلة، والتأكد من أن عمرها الافتراضي لا يقل عن خمس سنوات (من 20 إلى 25 سنة عمرا).
3) قم بإدراج العاكس وفقا للمعيار المعني، والتأكد من أن عمر تشغيله لا يقل عن خمس سنوات. 4) يجب أن تكون الكابلات والأنابيب المكشوفة مقاومة للضوء.
5) يجب أن يكون النظام متوفرا بحماية من التيار الزائد وسهولة الصيانة.
6) يجب تشديد وتثبيط المحطات المتعلقة بالكهرباء.
7) يجب أن تقوم تعليمات تركيب الشركة المصنعة بتركيب المعدات.
8) يجب أن تكون جميع الأسطح محكمة الإغلاق بمادة مانعة معتمدة.
9) يجب أن تلتزم جميع الكابلات والأنابيب والموصلات المكشوفة وصناديق الأسلاك بالمعايير واللوائح ذات الصلة وتضمن السلامة.
10) يجب التأكد من عدم تظليل المصفوفة الكهروضوئية من الساعة 9:00 إلى 16:00 يوميا.
3. الأمور التي تحتاج إلى اهتمام في تصميم وتركيب أنظمة الطاقة الكهروضوئية
1) فحص موقع تركيب المصفوفة الكهروضوئية بعناية (مثل السقف، المنصة، والمباني الأخرى).
2) التأكد من أن المعدات المختارة تقع ضمن نطاق سياسات الحوافز المحلية.
3) التواصل مع إدارة شبكة المرافق المحلية للحصول على اتصال الشبكة والحصول على إذن اختبار عبر الإنترنت.
4) إذا تم تركيبه على السطح عند تحديد موقع تركيب وحدات الطاقة الكهروضوئية في الأعلى، يجب أخذ تأثير أنابيب تصريف مياه الأمطار والمداخن وفتحات التهوية على وحدات الكهروضوئية في الاعتبار. حاول وضع وحدات كهروضوئية حسب حجم وشكل السقف لجعل الجزء العلوي أجمل.
5) حساب التعرض لأشعة الشمس والتظليل في المصفوفة الكهروضوئية المثبتة. إذا كان موقع التركيب المختار يحتوي على ظل زائد، يجب أن تفكر في تغيير مكان تركيب المصفوفة الكهروضوئية.
6) قياس المسافة بين جميع مكونات النظام، ورسم مخطط الموقع والمخطط التخطيطي لتركيب النظام الكهروضوئي.
7) جمع المواد ذات الصلة لأقسام المراجعة ذات الصلة، والتي يجب أن تتضمن ما يلي:
(1)يجب أن تظهر خريطة الموقع موقع المكونات الرئيسية للنظام - وحدات الطاقة الكهوئية، أسلاك خطوط الأنابيب، صناديق الكهرباء، العاكسات، لوحات التحميل عالية الضمان، مفاتيح التشغيل والإيقاف في شبكة المرافق، لوحات التبديل الرئيسية، وجانب المدخل من شبكة المرافق.
(2)يجب أن يظهر المخطط التخطيطي جميع المكونات الأساسية للنظام الكهربائي، كما هو موضح أدناه
(3)قم بتقسيم جميع مكونات النظام الكهربائي الحيوية إلى أجزاء صغيرة (وحدات كهروضوئية، عاكسات، صناديق دمج، مفاتيح تيار مستمر، فيوزات، إلخ).
8) تقدير طول الكابل من وحدات الطاقة الشمسية إلى صندوق المدمج والعاكس
9) فحص سعة حمل التيار لدائرة وحدة الطاقة الكهروضوئية، وتحديد حجم الكابل المناسب لأدنى تيار. يتم تحديد حجم الكابل بناء على أقصى تيار دائرة قصيرة لكل مسار وطول مسار الكابل.
10) حساب حجم مصفوفة الطاقة الكهروضوئية، مع الأخذ في الاعتبار أنه عند القدرة الكاملة، يكون انخفاض الجهد من وحدة الطاقة الشمسية إلى العاكس أقل من 3٪. إذا كان صندوق المدمج في المصفوفة بعيدا عن العاكس، فلا يتم حساب انخفاض الجهد بناء على التوصيل من المصفوفة الكهموسية إلى صندوق المدمج والأسلاك من عاكس صندوق المدمج.
11) تقدير طول الخط من العاكس إلى لوحة التبديل الرئيسية.
12) تحقق من لوحة التبديل الرئيسية لتحديد ما إذا كانت طاقة لوحة التبديل تلبي احتياجات التحويل للنظام الكهروضوئي.
13) إذا كان النظام يتضمن لوحات مفاتيح لأحمال الدعم (مع أنظمة البطاريات الاحتياطية)، حدد دوائر الحمل الحرجة المحددة.
يجب أن تلبي هذه الدوائر الأحمال الكهربائية المتوقعة:
(1)تقدير الحمل المتصل بالنظام الاحتياطي لتلبية احتياجات استهلاك الطاقة الفعلي واستهلاك الطاقة اليومي في حالة السكون للنظام.
(2)يجب توصيل جميع الأحمال الاحتياطية بلوحة مفاتيح منفصلة للاتصال بمخرج العاكس المخصص.
(3)يجب حساب متوسط الطاقة المستهلكة بواسطة حمل نظام الطاقة الاحتياطية لتحديد مدة استمرار تخزين الطاقة في البطارية في تزويد المستهلك بالطاقة.
(4)يوصى باستخدام نظام بطارية رصاص حمضي منظم بصمامات بدون صيانة مع صوف ألياف زجاجي ممتص لأن هذه البطارية لا تتطلب صيانة من المستخدم.
(5)يجب تجنب تخزين البطارية ضوء الشمس ووضعه في مكان هادئ ومهواة قدر الإمكان. سواء كان محلول الرصاص الحمضي أو بطارية حمض الرصاص المنظمة بواسطة الصمامات، يجب تهويته للعالم الخارجي.
14) اتباع متطلبات التصميم
تربط الكابلات وحدات الطاقة الشمسية، وصناديق المدمجين، وواقيات التيار الزائد/مفاتيح الفصل، والمحولات، ومفاتيح فصل المرافق، وفي النهاية تربط الدائرة بشبكة المرافق.
15) خلال التشغيل التجريبي، عادة ما تعمل دائرة النظام الكهروضوئي، ويتم الحصول على تصريح اتصال الشبكة من إدارة شبكة الكهرباء العامة. بعد ذلك، يمكن للنظام أن يبدأ في العمل بشكل رسمي.
16) مراقبة ما إذا كان جهاز النظام يعمل بشكل طبيعي.
4. مرحلة الصيانة والتشغيل
1) عندما يتراكم الغبار على وحدات الطاقة الكهروضوئية، يمكن تنظيف الوحدات في الطقس البارد.
2) فحص النظام الكهروضوئي بانتظام للتأكد من أن الخطوط والأقواس في حالة جيدة.
3) كل عام تقريبا في 21 مارس و21 سبتمبر، عندما تكون الشمس كاملة وقريبة من الظهر، تحقق من مخرج النظام (يتم الحفاظ على سطح المكونات نظيفا)، ومقارنة ما إذا كانت طريقة تشغيل النظام قريبة من قراءة العام السابق. احتفظ بهذه البيانات في السجلات لتحليل ما إذا كان النظام يعمل دائما بشكل صحيح. إذا انخفضت القراءات بشكل كبير، فهناك مشكلة في النظام.
VI.. محتوى وإجراءات فحص نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية (يوصى بارتداء خوذة أمان وقفازات ومعدات حماية للعين)
1. مصفوفة PV
1) تحقق من إزالة جميع صمامات صناديق المدمج، وتحقق من عدم وجود جهد كهربائي عند أطراف إخراج صندوق المدمج.
2) الفحص البصري ما إذا كانت أي مقابس وموصلات بين وحدات الطاقة الشمسية ولوحة المفاتيح في حالة عمل طبيعية.
3) تحقق مما إذا كان مشبك الكابل الخالي من الإجهاد مركب بشكل صحيح وثابت.
4) فحص بصري ما إذا كانت جميع وحدات الطاقة الشمسية سليمة.
5) تحقق مما إذا كانت جميع الكابلات مرتبة وثابتة.
2. توصيل الدوائر الكهربائية لوحدات الطاقة الكهروضوئية
1) تحقق من صندوق دمج السلاسل DC (من وحدات الطاقة الكهموسية إلى صندوق الدمج).
2) إعادة التحقق مما إذا كان الفيوز قد أزيل وجميع المفاتيح مفصولة.
3) تحقق مما إذا كانت خطوط الكابلات الداخلية متصلة بأطراف صندوق دمج سلسلة DC بالترتيب الصحيح، وتأكد من أن الملصقات مرئية.
3. فحص تتبع أسلاك سلاسل الدوائر الكهربائية
يتم اتباع الإجراء التالي لكل سلسلة دوائر مصدر في مسار النظام (مثلا من الشرق إلى الغرب أو من الشمال إلى الجنوب)، مع شروط اختبار مثالية هي الصافية عند الظهر من مارس إلى أكتوبر.
1) تحقق من جهد الدائرة المفتوحة لكل مكون في الدائرة للتحقق من الجهد الفعلي الذي يوفره المصنع في يوم مشمس (تحت نفس ظروف ضوء الشمس، يجب أن يكون هناك نفس الجهد). ملاحظة: تحت ظروف ضوء الشمس، تكون جهودها أعلى من 20 فولت).
2) تأكد من أن علامات الكابلات الدائمة يمكنها تحديد التوصيلات الإيجابية والسالبة.
3) تحقق من كل مكون كما في الأعلى.
4. أجزاء أخرى من أسلاك دوائر المصفوفة الكهروضوئية
1) إعادة التحقق من أن مفتاح فصل التيار المستمر مفعل والملصقات سليمة.
2) تحقق من قطبية كل فرع من مصدر طاقة في صندوق دمج التيار المستمر. وفقا لعدد سلاسل الدوائر والموقع على الرسم، تحقق من أن جهد الدائرة المفتوحة لكل فرع ضمن النطاق المناسب (إذا لم يتغير إشعاع ضوء الشمس، يجب أن يكون الجهد قريبا جدا).
تحذير:إذا تم عكس قطبية أي مجموعة من دوائر المصدر، فإن ذلك سيتسبب في حادث خطير أو حتى حريق في وحدة الفيوز، مما يؤدي إلى تلف صندوق المدمج والمعدات المجاورة. كما أن القطبية المعكوسة للعاكس تسبب ضررا لمعدات النظام، وهو أمر لا يشمله ضمان المعدات.
3) شد جميع الأطراف في صندوق دمج الأوتار DC.
4) تحقق من أن السلك المحايد متصل بشكل صحيح بلوحة المفاتيح الرئيسية.
5. اختبار بدء تشغيل العاكس
1) تحقق من جهد الدائرة المفتوحة المرسل إلى مفتاح فصل التيار المستمر العاكس للتأكد من تحقيق حدود الجهد في دليل تركيب الشركة المصنعة.
2) إذا كان هناك عدة مفاتيح فصل تيار مستمر في النظام، تحقق من الجهد عند كل مفتاح.
3) قم بتدوير مفتاح مزود الطاقة من المصفوفة الكهروضوئية إلى العاكس.
4) تأكد من أن العاكس يعمل، وسجل جهد العاكس على مدى الوقت أثناء التشغيل، وتأكد من أن قراءة الجهد ضمن الحدود المسموح بها في دليل تركيب الشركة المصنعة.
5) التأكد من أن العاكس يمكنه تحقيق القدرة المتوقعة. 6) تقديم تقرير اختبار بدء التشغيل.
6. اختبار قبول النظام
ظروف اختبار النظام الكهروضوئية المثالية، اختر ظهيرة مشمس من مارس إلى أكتوبر. إذا لم تكن الظروف المثالية ممكنة، يمكن أيضا إجراء هذا الاختبار عند الظهر خلال يوم شتوي مشمس.
1) تأكد من أن مصفوفة الطاقة الشمسية مضاءة بالكامل وبدون أي ظل.
2) إذا لم يكن النظام يعمل، قم بتشغيل مفتاح تشغيل النظام ودعه يعمل لمدة 15 دقيقة قبل بدء اختبار أداء النظام.
3) إجراء اختبار الإشعاع الشمسي باستخدام طريقتين أو طريقتين، وتسجيل قيمة الاختبار. اقسم أعلى قيمة إشعاع على 1000 واط/متر مربع، وتكون البيانات المستلمة هي نسبة الإشعاع. على سبيل المثال: 692w/m2÷1000w/m=0.692 أو 69.2٪.
الطريقة 1: اختبر باستخدام بيرانوميتر أو بيرانوميتر قياسي.
الطريقة الثانية:ابحث عن وحدة كهضوئية تعمل بشكل طبيعي من نفس نموذج المصفوفة الكهروضوئية، واحتفظ بنفس الاتجاه والزاوية مثل المصفوفة الكهروضوئية التي سيتم اختبارها، ووضعها في الشمس. بعد 15 دقيقة من التعريض، استخدم جهاز قياس رقمي لاختبار تيار الدائرة القصيرة، واضبط هذه القيم المسجلة (بالأمبير). اقسم هذه القيم على قيمة تيار الدائرة القصيرة (Isc) المطبوعة على ظهر وحدة الطاقة الزجاجية، واضربها في 1000 واط/متر مربع، وسجل النتائج في نفس الصف. على سبيل المثال: قياس LSC=36A; LSC مطبوع على ظهر وحدة الطاقة الشمسية: 5.2A؛ القيمة الفعلية للإشعاع = 3.652 أمبير×1000 واط/م = 692 واط/م2.
4) تلخيص القدرة الخارجة لوحدات الطاقة الشمسية وتسجيل هذه القيم، ثم اضرب في 0.7 للحصول على القيمة القصوى لخرج التيار المتردد المتوقع.
5) تسجيل مخرج التيار المتردد عبر العاكس أو مقياس النظام، وتسجيل هذه القيمة.
6) اقسم قيمة قدرة قياس التيار المتردد على نسبة الإشعاع الحالية، وسجل هذه القيمة. هذه "قيمة تصحيح التيار المتردد" هي القدرة الإنتاجية المقدرة للنظام الكهروضوئي، والتي يجب أن تكون أعلى من 90٪ أو أكثر من القيمة المقدرة للتيار المتردد. تشمل المشاكل الأسلاك الخاطئة، تلف الفيوز، عاكس لا يعمل بشكل صحيح، وغيرها.
على سبيل المثال، يتكون نظام الطاقة الشمسية من 20 وحدة كهروضوئية بقدرة 100 واط، ويستخدم الطريقة الثانية لتقدير الإشعاع الشمسي للوحدات الكهروضوئية العاملة بمقدار 692 واط/م2، ويحسب القدرة الخارجة عند 1000 واط/م2، ويسأل النظام هل يعمل بشكل صحيح؟
فك الربط:
إجمالي القدرة المصنفة لمصفوفة الطاقة الشمسية = 100 واط الحالة القياسية × 20 وحدة: 2000 واط الحالة العادية قدرة التيار المتردد المقدرة المقدرة = 2000 واط الحالة القياسية X0.7 = 1400 واط القيمة المقدرة للتيار المتردد.
إذا كانت القدرة الفعلية للتيار المتردد المحسوسة: 1020 واط AC القيمة المقاسة
القدرة المعدلة للتيار المتردد = 1020 واط قياس التيار المتردد ÷ 0.692 = 1474 واط تصحيح التيار المتردد
قارن قيمة طاقة خرج التيار المتردد المصححة مع القيمة المقدرة لخرج التيار المتردد: 1474 واط القيمة الثابتة للتيار المتردد + 1400 واط القيمة المقدرة للتيار المتردد = 1.05
الإجابة: 1.0520.9، عادة ما تعمل.