هنا سنتحدث عن كنترولر الطاقة الشمسية وانواعها :
✥ منظم الشحن :
منظم الشحن (solar charge controller) جهاز الكتروني يقوم بتنظيم الجهد الكهربائي الوارد من الخلايا قبل مروره الي البطاريات والصادر من البطارية الى الحمل الكهربائي وذلك للمحافظة على البطاريات المستخدمة والتاكد من شحنها واستخدامها بصورة أمثل.
✥ وظائف الشاحن الشمسي :
• تنظيم الجهد الكهربائي الوارد من الألواح قبل مروره الي البطاريات مثال: مع العرف ان الألواح القياسية 250-265 واط جهدها Voc=37.5 عند توصيل عدد 2 لوح علي التوالي يكون الجهد القادم من الخلايا 75V مطلوب شحن بنك بطاريات 48 فولت يتكون من 4 بطاريات 12V علي التوالي .
• تنظيم شحن البطاريات بمعنى السماح بالشحن الكامل دون الوصول إلى حالة الشحن الزائد. فمثلأ لو كانت البطاريات المستخدمة من نوع الجل من المعروف ان جهد 12.85 يعني وصول البطارية الي شحن بنسبة 100%, نجد المنظم يقوم بعملية شحن سريع حتي الوصول الي جهد 12.60 فولت (75% نسبة شحن). ثم بعدها تتناقص تدريجيا سرعة الشحن بصرف النظر عن التيار القادم من الألواح حتي يتم الوصول الي الجهد 12.85 (شحن كامل), و بعدها تتوقف عملية الشحن تماما و يتم فصل التيار القادم من الألواح. كل هذه العملية هدفها الحفاظ علي عمر بطاريات النظام .
✥ طريقة الشحن والتفريغ في البطاريات الكهربائية :
• ولتوضيح اكثر فأن فصل التيار الكهربائي عن البطاريات عند وصولها الى حدودها الدنيا من التخزين هذه الخاصية يطلق عليها Low Voltage Disconnect (LVD), فمثلا معروف من جدول جهد البطاريات عند نسب الشحن المختلفة ان وصول البطارية لجهدV 12.2 يعني ان نسبة الشحن اصبحت 50% فقط و هي النسبة التي يجب عندها فصل البطارية و عدم السماح بالمزيد من التفريغ للحفاظ عليها فهنا يتم برمجة منظم الشحن ليقوم بفصل بنك البطاريات عند بلوغ جهدV 12.2 وعندما يكون النظامV 48 يتم برمجة الكنترولر ليفصل البطاريات عند جهدV 48.8 و هكذا من الملاحظ ان العديد من الناس يستخدم عدد بطاريات قليل لا يفي باحتياجات النظام ثم يقومون ببرمجة الكنترولر ليفصل عند قيم اقل من نسبة 50% شحن لتحقيق كفاءة وهمية في حجم التخزين, وهذه الطريقة الفاشلة في التحايل تؤدي دائما الي تلف البطاريات سريعا.
✥ انواع منظمات الشحن المستخدمة :
• منظم الشحن القديم من نوع PWM :
وهي اختصارا للكلمات (Pulse-width modulation) وسمي بهذا الاسم لان هذا النوع يقوم بارسال التيار الكهربائي الى البطارية على شكل نبضات كهربائية تسمى (pulse) ويقوم هذا النوع بتعديل عرض النبضات وفقا لحجم التيار الكهربائي المخزن في البطارية العيب الخطير في المنظمات PWM انها تقوم بخفض الفولت مع الأبقاء علي نفس الأمبير.
مثال: لوح 250 واط قياسي بتم توصيله بمنظم PWM لشحن بطاريتين 12 فولت تم توصيلهم على التوالي الجهد الداخل الي المنظم 36 فولت و 5 امبير اثناء الظهر اجمالي القدرة بالواط = 36 * 5 = 180 واط نجد هنا ان المنظم سوف يقوم بخفض جهد شحن البطاريات الي 25.6 فولت مع ابقاء التيار عند 5 امبير الكهرباء التي يتم شحنها بالواط = 25.6 * 5 = 128 واط .. الفاقد في الكهرباء = 30% !!
منظم الشحن PWM
• منظم الشحن MPPT :
سميت هذه الشواحن بـ MPPT اختصارا من العبارة الانجليزية (Maximum Power Point Tracking) والتي تشير الى طريقة عملها (تتبع نقطة الطاقة القصوى)، وهي عبارة عن محولات تيار كهربائي dc-to-dc تقوم بتمرير التيار الكهربائي على شكل نبضات مثل النوع PWM تتميز المنظمات MPPT بقدرتها على الاستغلال الامثل للتيار الكهربائي القادم من الألواح لانها تقوم بخفض الفولت مع رفع امبير الشحن .
مثال: لوح 250 واط قياسي بتم توصيله بمنظم MPPT لشحن بطاريتين 12 فولت كما في المثال السابق لو كان الجهد الداخل الي المنظم 36 فولت و 5 امبير باجمالي قدرة 180 واط نجد هنا ان المنظم سوف يقوم بخفض جهد شحن البطاريات الي 25.6 فولت مع رفع التيار الى 7.03 امبير و الحفاظ علي اجمالي القدرة بالواط = 25.6 * 7.03 = 180 واط .. الفاقد في الكهرباء= صفر%.
يتضح انه بأستخدام النوعية MPPT يمكن توصيل عدد اكبر من الألواح علي التوالي لرفع الجهد مع الحفاظ علي امبير منخفض بهدف .
منظم الشحن MPPT
✥ النصائح و الخلاصة حول منظمات الشحن :
• لأ تقم مطلقا بشراء منظم شحن PWM مهما كان حجم نظامك او امكانياتك المالية و مهما حاول البائع اقناعك باي مميزات وهمية له, فقد اصبحت هذه النوعية شيء من الماضي, لأن الفاقد 30% الناتج عن استخدام هذه المنظمات العقيمة بدل لـMPPT لا تساوي ابدا اي وفر في ثمن المنظم فمن الغير منطقي مثلاً شراء 8 الواح شمسية بدل 4 لتوفير بسيط في ثمن منظم الشحن .
• قم دائما باستخدام منظم شحن مدمج مع الانفرتر Built in في وحدة ذكية تتمتع بخاصية Solar Priority و ذلك للحفاظ على عمر البطارية و كفاءتها العالية للأستفادة من الكهرباء التي تنتجها الخلايا .
• يفضل دائما أختيار الكونترلر MPPT الذي يدعم جهد دخول للخلايا PV In كبير و ذلك بهدف تقليل الفاقد و مقطع السلك بين الخلايا و الكونترولر .
✥ منظم الشحن :
• تنظيم شحن البطاريات بمعنى السماح بالشحن الكامل دون الوصول إلى حالة الشحن الزائد. فمثلأ لو كانت البطاريات المستخدمة من نوع الجل من المعروف ان جهد 12.85 يعني وصول البطارية الي شحن بنسبة 100%, نجد المنظم يقوم بعملية شحن سريع حتي الوصول الي جهد 12.60 فولت (75% نسبة شحن). ثم بعدها تتناقص تدريجيا سرعة الشحن بصرف النظر عن التيار القادم من الألواح حتي يتم الوصول الي الجهد 12.85 (شحن كامل), و بعدها تتوقف عملية الشحن تماما و يتم فصل التيار القادم من الألواح. كل هذه العملية هدفها الحفاظ علي عمر بطاريات النظام .
منظم الشحن (solar charge controller) جهاز الكتروني يقوم بتنظيم الجهد الكهربائي الوارد من الخلايا قبل مروره الي البطاريات والصادر من البطارية الى الحمل الكهربائي وذلك للمحافظة على البطاريات المستخدمة والتاكد من شحنها واستخدامها بصورة أمثل.
✥ وظائف الشاحن الشمسي :
• تنظيم الجهد الكهربائي الوارد من الألواح قبل مروره الي البطاريات مثال: مع العرف ان الألواح القياسية 250-265 واط جهدها Voc=37.5 عند توصيل عدد 2 لوح علي التوالي يكون الجهد القادم من الخلايا 75V مطلوب شحن بنك بطاريات 48 فولت يتكون من 4 بطاريات 12V علي التوالي .
✥ طريقة الشحن والتفريغ في البطاريات الكهربائية :
• ولتوضيح اكثر فأن فصل التيار الكهربائي عن البطاريات عند وصولها الى حدودها الدنيا من التخزين هذه الخاصية يطلق عليها Low Voltage Disconnect (LVD), فمثلا معروف من جدول جهد البطاريات عند نسب الشحن المختلفة ان وصول البطارية لجهدV 12.2 يعني ان نسبة الشحن اصبحت 50% فقط و هي النسبة التي يجب عندها فصل البطارية و عدم السماح بالمزيد من التفريغ للحفاظ عليها فهنا يتم برمجة منظم الشحن ليقوم بفصل بنك البطاريات عند بلوغ جهدV 12.2 وعندما يكون النظامV 48 يتم برمجة الكنترولر ليفصل البطاريات عند جهدV 48.8 و هكذا من الملاحظ ان العديد من الناس يستخدم عدد بطاريات قليل لا يفي باحتياجات النظام ثم يقومون ببرمجة الكنترولر ليفصل عند قيم اقل من نسبة 50% شحن لتحقيق كفاءة وهمية في حجم التخزين, وهذه الطريقة الفاشلة في التحايل تؤدي دائما الي تلف البطاريات سريعا.
• ولتوضيح اكثر فأن فصل التيار الكهربائي عن البطاريات عند وصولها الى حدودها الدنيا من التخزين هذه الخاصية يطلق عليها Low Voltage Disconnect (LVD), فمثلا معروف من جدول جهد البطاريات عند نسب الشحن المختلفة ان وصول البطارية لجهدV 12.2 يعني ان نسبة الشحن اصبحت 50% فقط و هي النسبة التي يجب عندها فصل البطارية و عدم السماح بالمزيد من التفريغ للحفاظ عليها فهنا يتم برمجة منظم الشحن ليقوم بفصل بنك البطاريات عند بلوغ جهدV 12.2 وعندما يكون النظامV 48 يتم برمجة الكنترولر ليفصل البطاريات عند جهدV 48.8 و هكذا من الملاحظ ان العديد من الناس يستخدم عدد بطاريات قليل لا يفي باحتياجات النظام ثم يقومون ببرمجة الكنترولر ليفصل عند قيم اقل من نسبة 50% شحن لتحقيق كفاءة وهمية في حجم التخزين, وهذه الطريقة الفاشلة في التحايل تؤدي دائما الي تلف البطاريات سريعا.
✥ انواع منظمات الشحن المستخدمة :
وهي اختصارا للكلمات (Pulse-width modulation) وسمي بهذا الاسم لان هذا النوع يقوم بارسال التيار الكهربائي الى البطارية على شكل نبضات كهربائية تسمى (pulse) ويقوم هذا النوع بتعديل عرض النبضات وفقا لحجم التيار الكهربائي المخزن في البطارية العيب الخطير في المنظمات PWM انها تقوم بخفض الفولت مع الأبقاء علي نفس الأمبير.
• لأ تقم مطلقا بشراء منظم شحن PWM مهما كان حجم نظامك او امكانياتك المالية و مهما حاول البائع اقناعك باي مميزات وهمية له, فقد اصبحت هذه النوعية شيء من الماضي, لأن الفاقد 30% الناتج عن استخدام هذه المنظمات العقيمة بدل لـMPPT لا تساوي ابدا اي وفر في ثمن المنظم فمن الغير منطقي مثلاً شراء 8 الواح شمسية بدل 4 لتوفير بسيط في ثمن منظم الشحن .
• قم دائما باستخدام منظم شحن مدمج مع الانفرتر Built in في وحدة ذكية تتمتع بخاصية Solar Priority و ذلك للحفاظ على عمر البطارية و كفاءتها العالية للأستفادة من الكهرباء التي تنتجها الخلايا .
• يفضل دائما أختيار الكونترلر MPPT الذي يدعم جهد دخول للخلايا PV In كبير و ذلك بهدف تقليل الفاقد و مقطع السلك بين الخلايا و الكونترولر .