مع نمو الطلب العالمي للطاقة وشعبية الطاقة المتجددة ، فإن أنظمة الطاقة الخضراء مثل الكهروضوئية (PV) وتوليد طاقة الرياح تكتسب اهتمامًا متزايدًا. ومع ذلك ، عادة ما تحتاج أنظمة الطاقة الموزعة هذه إلى تحويل التيار المباشر (DC) إلى تيار بالتناوب (AC) ونقله إلى الشبكة بأمان وكفاءة لتحقيق مشاركة الطاقة والاستخدام الأمثل. المعدات الرئيسية في هذه العملية هي عاكس ربط الشبكة (GTI).
شبكات التعادل المحولات يمكن تحويل التيار المباشر الذي تم إنشاؤه بواسطة الألواح الشمسية أو توربينات الرياح إلى تيار بالتناوب الذي يلبي معايير الشبكة ، ويعمل بشكل متزامن مع الشبكة لضمان انتقال الطاقة الفعال. ستقدم هذه المقالة مبدأ العمل والمزايا وسيناريوهات التطبيق واتجاهات التطوير المستقبلية لمزولات ربط الشبكة بالتفصيل.
تتمثل الوظيفة الرئيسية لعاكس ربط الشبكة في تحويل التيار المباشر إلى تيار بالتناوب الذي يتوافق مع تردد الشبكة وإطعامه في الشبكة العامة. عملية العمل الأساسية هي كما يلي:
تحويل DC-AC
يتم إدخال التيار المباشر الناتج عن الألواح الشمسية أو توربينات الرياح في عاكس ربط الشبكة.
يتم التحكم في العاكس بواسطة مفاتيح إلكترونية (مثل IGBT أو MOSFET) لتحويل التيار المباشر إلى تيار بالتناوب.
MPPT (أقصى تتبع نقاط الطاقة)
يكتشف العاكس نقطة قوة الصفيف الكهروضوئي في الوقت الفعلي من خلال خوارزمية MPPT لضمان كفاءة تحويل الطاقة.
اتصال الشبكة المتزامن
يكتشف العاكس جهد وتكرار شبكة الطاقة العامة ويزامن إخراج AC الخاص به مع الشبكة لضمان تكامل آمن ومستقر في الشبكة.
عكس حماية التيار والتحكم في السلامة
يحتوي العاكس على حماية مضادة للتأكد من أنه عندما يتم تشغيل الشبكة ، لن يستمر العاكس في توفير الطاقة للشبكة لمنع تعريض سلامة موظفي صيانة الشبكة.
تحسين استخدام الطاقة
يتيح تحسين إخراج الطاقة من خلال تقنية MPPT أنظمة الكهروضوئية أو أنظمة توليد طاقة الرياح من الاستفادة الكاملة من الطاقة المتجددة وتحسين كفاءة توليد الطاقة الكلية.
تقليل نفايات الطاقة
يمكن للنظام المتصاعد بالشبكة أن ينقل الكهرباء الزائدة إلى الشبكة بدلاً من تخزينها في البطارية ، مما يقلل من فقدان تخزين الطاقة وتحسين استخدام الطاقة.
تقليل تكاليف النظام
لا يلزم تجهيز نظام متصل بالشبكة بمعدات تخزين طاقة بطارية باهظة الثمن ، مما يقلل من تكاليف الصيانة وتكاليف الاستثمار ، مما يجعل أنظمة توليد الطاقة الكهروضوئية أو توليد طاقة الرياح أكثر اقتصادا.
تعزيز تطور الطاقة الخضراء
من خلال العاكس المتصل بالشبكة ، يمكن للمستخدمين نقل الكهرباء النظيفة التي تم إنشاؤها ذاتيًا وذاتية إلى الشبكة ، وإدراك "الوصول الأخضر إلى الشبكة" ، وتعزيز تطوير الطاقة النظيفة.
التحكم الذكي والمراقبة عن بعد
عادةً ما يكون للمزولات المتصلة بالشبكة الحديثة وظائف مراقبة وإدارة عن بُعد ، والتي يمكن مراقبتها في الوقت الفعلي من خلال Wi-Fi أو Bluetooth أو منصات السحابة لتحسين راحة إدارة النظام.
1. نظام توليد الطاقة الكهروضوئية المنزلية
يتم تحويل التيار المباشر الذي تم إنشاؤه بواسطة الألواح الكهروضوئية الشمسية إلى تيار متناوب من خلال المحولات المتصلة بالشبكة للاستخدام المنزلي ، ويمكن تغذية الطاقة المتبقية إلى الشبكة.
ينطبق على سيناريوهات التطبيق مثل الأنظمة الكهروضوئية على السطح ، والتوحيد الذاتي والاستخدام الذاتي ، وفائض الوصول إلى الشبكة.
2. محطات الطاقة الضوئية التجارية والصناعية
ينطبق على المباني الكبيرة والمصانع ومراكز التسوق والأماكن الأخرى ، باستخدام الأسطح ، ومواقف السيارات وغيرها من المناطق الخاملة لتثبيت أنظمة الكهروضوئية ، ودمج الكهرباء في الشبكة العامة لتقليل تكاليف الكهرباء للشركات.
3. الشبكة microgrid وذكية
في أنظمة الطاقة الموزعة ، يمكن الجمع بين العاكس المتصل بالشبكة مع أجهزة تخزين الطاقة لتحقيق إدارة ذكية من microgrids وتحسين استقرار وأمن إمدادات الطاقة.
4. نظام متصل بشبكة الرياح
يتم توصيل نظام توليد طاقة الرياح بالشبكة من خلال عاكس متصل بالشبكة لضمان الناتج المستقر لطاقة الرياح وتحسين معدل استخدام طاقة الرياح.
كفاءة أعلى والمزيد من الذكاء
في المستقبل ، سيعتمد العزفون المتصلون بالشبكة تقنية تحويل طاقة أكثر تقدماً لتحسين كفاءة التحويل وتقليل فقدان الطاقة.
بالاقتران مع الذكاء الاصطناعي (AI) وتحليل البيانات الضخمة ، يمكن تحقيق التحسين التلقائي لإخراج الطاقة والإدارة الذكية لعملية متصلة بالشبكة.
موثوقية وسلامة أعلى
استخدم مكونات إلكترونية عالية الجودة لتحسين عمر الخدمة ومقاومة الطقس للعاكس والتكيف مع البيئات الخارجية الأكثر صرامة.
تعزيز الحماية المضادة للجورفية والقدرة على التكيف مع الشبكة لتحسين أمان الشبكة واستقرارها.
جنبا إلى جنب مع نظام تخزين الطاقة
في المستقبل ، سيتم دمج العزف على نطاق واسع على نطاق واسع مع أنظمة تخزين الطاقة لتحقيق تكامل "اتصال شبكة تخزين الطاقة الكهروضوئية" وتحسين إدارة الطاقة.
تكامل الطاقة الموزعة والشبكة الذكية
سيؤدي تطوير الشبكات الذكية في المستقبل إلى زيادة تعزيز تطبيق العاكسات المتصلة بالشبكة وتحقيق اتصال سلس مع الطاقة الموزعة والمنازل الذكية و VPP (محطات الطاقة الافتراضية) وغيرها من الأنظمة.
العزفات الشبكية هي المعدات الأساسية لدمج أنظمة الطاقة المتجددة مثل الخلايا الكهروضوئية وطاقة الرياح في شبكة الطاقة. لقد جعلتها مزاياها عالية الكفاءة ، وتكلفة منخفضة وحماية البيئة تستخدمها على نطاق واسع في العديد من المجالات مثل المنازل والشركات والصناعات والشبكات الذكية.
من خلال التقدم المستمر للتكنولوجيا ، سوف يدخل محولات الشبكات في التطورات الجديدة في الذكاء والكفاءة وتخزين الطاقة ، مما يوفر دعمًا قويًا لمزيد من التقدم في صناعة الطاقة النظيفة العالمية. في المستقبل ، مع تعميم الطاقة الموزعة وتطوير الشبكات الذكية ، سيلعب العزفون على الشبكات دورًا أكثر أهمية في تحويل هيكل الطاقة العالمي ويساعد في تحقيق مستقبل أخضر ومستدام .333
