الدليل الشامل لصناديق تجميع الطاقة الشمسية: من الأساسيات إلى التقنيات المتقدمة

I. مقدمة

A. تعريف صندوق تجميع الطاقة الشمسية الكهروضوئية

يعد صندوق التجميع الشمسي مكونًا أساسيًا في أنظمة الطاقة الشمسية، وهو مصمم لدمج مخرجات سلاسل الألواح الشمسية المتعددة في مخرج واحد يتصل بعاكس. يلعب هذا الجهاز دورًا مهمًا في كل من المنشآت الشمسية السكنية والتجارية، خاصة عند إدارة عدد كبير من الألواح الشمسية.

B. الأهمية في أنظمة الطاقة الشمسية

الكفاءة: من خلال تبسيط التوصيلات وتقليل الأسلاك إلى الحد الأدنى، تساهم صناديق التجميع في توزيع الطاقة بكفاءة أكبر داخل أنظمة الطاقة الشمسية. وتكتسب هذه الكفاءة أهمية خاصة في التركيبات الكبيرة التي تحتوي على سلاسل متعددة من الألواح، حيث يمكن أن تصبح إدارة العديد من التوصيلات معقدة.

الفعالية من حيث التكلفة: لا يؤدي تقليل تعقيد الأسلاك إلى توفير تكاليف المواد فحسب، بل يقلل أيضاً من تكاليف العمالة في التركيب. وبالنسبة لمشاريع الطاقة الشمسية واسعة النطاق، يمكن أن يؤدي ذلك إلى وفورات كبيرة بشكل عام.

موثوقية محسّنة: بفضل ميزات الحماية المدمجة، تساعد صناديق التجميع على ضمان تشغيل العاكس بأمان وموثوقية. فهي تحمي من الأعطال الكهربائية التي يمكن أن تؤدي إلى أعطال في النظام أو مخاطر تتعلق بالسلامة.

القدرة على التكيف: بينما قد لا تحتاج الأنظمة السكنية الأصغر حجمًا إلى صندوق تجميع إذا كانت تحتوي على سلسلة واحدة إلى ثلاث سلاسل فقط، فإن الأنظمة الأكبر حجمًا - التي تتراوح من أربع سلاسل إلى آلاف السلاسل - تستفيد كثيرًا من استخدامها. هذه القدرة على التكيف تجعل صناديق التجميع مناسبة للتطبيقات السكنية والتجارية على حد سواء.

ثانيًا. أساسيات صناديق تجميع الطاقة الشمسية الكهروضوئية

A. الوظيفة والغرض

الجمع بين المخرجات: تتمثل الوظيفة الرئيسية لصندوق التجميع الشمسي في دمج مخرجات التيار المباشر (DC) من سلاسل ألواح شمسية متعددة في مخرج واحد. وهذا يسهل التوصيل بالعاكس، الذي يحول طاقة التيار المستمر إلى تيار متردد (AC) للاستخدام في المنازل والشركات.

تقليل تعقيد الأسلاك إلى الحد الأدنى: من خلال تجميع المخرجات من عدة سلاسل، تقلل صناديق التجميع من عدد الأسلاك الفردية التي يجب توصيلها إلى العاكس. وهذا لا يسهّل عملية التركيب فحسب، بل يقلل أيضًا من نقاط الفشل المحتملة ويقلل من تكاليف العمالة المرتبطة بالأسلاك.

حماية ضد التيار الزائد: صناديق التجميع مزودة بأجهزة حماية مثل الصمامات أو قواطع الدائرة لكل سلسلة إدخال. هذه المكونات ضرورية لمنع حالات التيار الزائد التي يمكن أن تتلف الألواح الشمسية أو المكونات الكهربائية الأخرى في النظام.

قدرات المراقبة: تشتمل العديد من صناديق التجميع على ميزات مراقبة تسمح بتتبع أداء السلاسل الشمسية الفردية. تساعد هذه الإمكانية في تشخيص المشاكل وضمان الأداء الأمثل للنظام.

ميزات السلامة: وغالبًا ما تشتمل على مفاتيح فصل وأجهزة حماية من زيادة التيار، مما يعزز السلامة من خلال السماح لموظفي الصيانة بعزل المصفوفة الكهروضوئية عن بقية النظام عند الضرورة.

B. المكونات الرئيسية

تُعد صناديق التجميع الشمسية جزءًا لا يتجزأ من أنظمة الطاقة الشمسية، حيث تعمل على دمج مخرجات سلاسل الألواح الشمسية المتعددة في مخرج واحد للعاكس. تعتمد فعالية وسلامة هذه الأنظمة بشكل كبير على المكونات المختلفة الموجودة داخل صندوق التجميع. فيما يلي المكونات الرئيسية الموجودة عادةً في صناديق التجميع الشمسية:

قواطع دوائر التيار المستمر

• الوظيفة: يحمي الدوائر الكهربائية من الأعطال الكهربائية عن طريق قطع تدفق التيار في حالات التيار الزائد.
• التفاصيل: يعتمد عدد قواطع الدائرة الكهربائية وتصنيفها على حجم النظام الشمسي وتكوينه، مما يضمن إمكانية حماية كل سلسلة على حدة.

الصمامات الشمسية

• الوظيفة: يوفر حماية السلسلة عن طريق النفخ أثناء ظروف العطل، مما يؤدي إلى فصل الدائرة المتأثرة ويمنع تلف المكونات الأخرى.
• التفاصيل: يتم اختيار نوع الصمامات وتصنيفها بناءً على مواصفات الألواح الشمسية والسلاسل.

أجهزة الحماية من زيادة التيار (SPDs)

• الوظيفة: يحمي النظام من طفرات الجهد الكهربائي الناتجة عن الصواعق أو غيرها من الارتفاعات الكهربائية.
• التفاصيل: تعمل أجهزة SPD على تحويل الجهد الزائد إلى الأرض لحماية المعدات الحساسة مثل المحولات من التلف.

مفتاح فصل التيار المستمر

• الوظيفة: يسمح بالفصل الآمن للطاقة من مصفوفة الطاقة الشمسية للصيانة أو حالات الطوارئ.
• التفاصيل: يمكن لهذا المفتاح عزل أجزاء محددة من النظام، مما يضمن السلامة أثناء الصيانة.

بوسبار

• الوظيفة: يعمل كموصل ميكانيكي يجمع مخرجات دوائر متعددة في دائرة واحدة.
• التفاصيل: يقع عادةً داخل الصندوق، حيث تتلاقى جميع أسلاك الإدخال قبل توجيهها إلى العاكس.

المكونات الإضافية

• ثنائيات الحجب: تمنع التغذية العكسية للتيار من سلسلة إلى أخرى، مما يساعد في الحفاظ على الأداء الأمثل.
• معدات المراقبة: قد تتضمن صناديق التجميع المتقدمة أجهزة لمراقبة مقاييس الأداء، مما يساعد على تحديد المشكلات بسرعة.
• مادة العلبة: غالبًا ما يكون الصندوق نفسه مصنوعًا من مواد متينة مثل الفولاذ المقاوم للصدأ أو البلاستيك المقاوم للأشعة فوق البنفسجية، مما يوفر الحماية من العوامل البيئية.

C. أنواع صناديق التجميع

تُعد صناديق التجميع الشمسية مكونات أساسية في أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية (PV)، وهي مصممة لتوحيد مخرجات سلاسل الألواح الشمسية المتعددة في مخرج واحد لتوصيلها بعاكس. هناك أنواع مختلفة من صناديق التجميع المصممة خصيصًا لتلبية احتياجات وتكوينات محددة في تركيبات الطاقة الشمسية. فيما يلي الأنواع الأساسية:

صندوق تجميع التيار المستمر القياسي

الوظيفة: يجمع مخرجات التيار المستمر من سلاسل شمسية متعددة قبل وصولها إلى العاكس.

الميزات: عادةً ما تتضمن أجهزة حماية من التيار الزائد مثل الصمامات أو قواطع الدائرة لكل سلسلة لضمان السلامة ومنع التلف في حالة حدوث أعطال.

صندوق مجمّع المراقبة على مستوى السلسلة

الوظيفة: يجمع بين المخرجات مع مراقبة أداء كل سلسلة على حدة.

الميزات: يسمح بالمراقبة في الوقت الفعلي، مما يساعد على تحديد المشكلات مثل التظليل أو الأعطال في لوحات معينة، مما يعزز إدارة النظام.

صندوق التجميع الذكي

الوظيفة: إصدار متقدم يجمع بين المخرجات ويراقب الأداء ويتواصل مع مكونات النظام الأخرى.

الميزات: تتكامل مع أنظمة إدارة الطاقة والعاكسات لتحسين الأداء والكفاءة.

صندوق تجميع التيار المتردد

الوظيفة: تُستخدم في التركيبات المزودة بمحولات صغيرة أو وحدات تيار متردد لدمج الخرج من عدة محولات.

الميزات: يسهل التوصيل باللوحة الكهربائية الرئيسية، وإدارة توزيع طاقة التيار المتردد بفعالية.

صندوق تجميع ثنائي القطبين

الوظيفة: مصممة للأنظمة ذات التأريض الموجب والسالب.

الميزات: تتعامل مع كلا قطبي جهد التيار المستمر، وهي ضرورية لبعض التركيبات الشمسية التي تتطلب هذا التكوين.

صندوق التجميع الهجين

الوظيفة: تُستخدم في الأنظمة الهجينة التي تتضمن كلاً من الطاقة الشمسية ومصادر الطاقة الأخرى، مثل الرياح أو المولدات.

الميزات: تدمج المخرجات من مصادر مختلفة قبل التوصيل بوحدات التحكم بالشحن أو العاكسات.

صندوق التجميع المخصص

الوظيفة: مصممة خصيصًا لتلبية المواصفات الفريدة لمنشآت الطاقة الشمسية المحددة.

الميزات: قد تتضمن ميزات إضافية مثل الحماية من زيادة التيار، أو مانعات الصواعق، أو مكونات متخصصة بناءً على متطلبات المشروع.

علب التجميع البلاستيكية مقابل علب التجميع الحديدية

هيكل بلاستيكي: يوفر عزلًا عاليًا، ومقاومة للتآكل، وخفيف الوزن، مما يسهل تركيبه وصيانته.

هيكل حديدي: يوفر مقاومة عالية للجهد والمتانة ولكنه أثقل؛ مناسب للاستخدامات الأكثر وعورة.

III. تصميم وتهيئة صناديق تجميع الطاقة الشمسية

يُعد تصميم وتكوين صناديق التجميع الشمسية أمرًا بالغ الأهمية لضمان كفاءة وسلامة وموثوقية أنظمة الطاقة الشمسية. تعمل هذه الصناديق كمحور مركزي للجمع بين مخرجات سلاسل الألواح الشمسية المتعددة قبل توصيلها بالعاكس. فيما يلي الجوانب الرئيسية لتصميمها وتكوينها.

تصميم الضميمة

• المواد: تصنع صناديق التجميع عادةً من مواد مثل المعدن (الفولاذ المطلي أو الفولاذ المقاوم للصدأ) أو البلاستيك أو الألياف الزجاجية. يؤثر اختيار المواد على المتانة والوزن ومقاومة العوامل البيئية.
• تصنيفات NEMA: معظم صناديق التجميع مصممة للاستخدام الخارجي ولها تصنيفات NEMA (مثل NEMA 3R أو 4 أو 4X) التي تشير إلى قدرتها على تحمل الرطوبة والغبار. يوفر تصنيف NEMA الأعلى حماية أفضل ضد الظروف الجوية القاسية.

المكونات الداخلية

• حماية من التيار الزائد: يتضمن كل صندوق مجمّع صمامات أو قواطع دوائر لكل سلسلة شمسية للحماية من حالات التيار الزائد. وهذا أمر ضروري لمنع تلف الألواح الشمسية والعاكس.
• كتل التوصيل: تعمل هذه المكونات على تسهيل توصيل أسلاك الإدخال المتعددة من السلاسل الشمسية بسلك إخراج واحد يؤدي إلى العاكس، مما يقلل من تعقيد الأسلاك.
• أجهزة الحماية من زيادة التيار الكهربائي: تشتمل العديد من صناديق التجميع على أجهزة حماية من زيادة التيار الكهربائي للحماية من ارتفاع الجهد الكهربائي الناجم عن الصواعق أو غيرها من الارتفاعات الكهربائية.

اعتبارات التبريد

• الحجم وتدفق الهواء: يمكن أن يؤثر حجم صندوق التجميع على كفاءة التبريد. فالحاويات الأكبر حجمًا تسمح بتدفق هواء أفضل، مما يساعد على تبديد الحرارة الناتجة عن المكونات الداخلية. التهوية المناسبة ضرورية لإطالة عمر المكونات الموجودة بالداخل.
• موقع التركيب: إن تركيب صندوق التجميع في مناطق مظللة (على سبيل المثال، على جدار مواجه للشمال) يمكن أن يقلل من تراكم الحرارة، مما يعزز الأداء وطول العمر.

خيارات التهيئة

• المراقبة على مستوى السلسلة: توفر بعض صناديق التجميع المتقدمة إمكانات مراقبة تسمح للمستخدمين بتتبع أداء السلاسل الفردية. هذه الميزة مفيدة في تحديد المشكلات مثل التظليل أو اللوحات المعطلة.
• ميزات ذكية: قد تشتمل صناديق التجميع الذكية على مفاتيح إلكترونية وأجهزة استشعار درجة الحرارة وواجهات اتصال تتيح المراقبة والتحكم عن بُعد.

الامتثال والسلامة

• الرموز الكهربائية: يجب أن تلتزم صناديق التجميع بالقوانين واللوائح الكهربائية المحلية لضمان التركيب والتشغيل الآمن. ويشمل ذلك وضع العلامات المناسبة والتأريض وإدارة الأسلاك.
• إمكانية الوصول للصيانة: يجب أن يسمح التصميم بالوصول السهل لموظفي الصيانة لإجراء عمليات الفحص أو الإصلاحات دون تعطيل عمليات النظام.

رابعاً. معايير الاختيار

عند اختيار صندوق تجميع الطاقة الشمسية لنظامك الكهروضوئي، يجب مراعاة عدة معايير رئيسية لضمان التوافق والكفاءة والسلامة. فيما يلي أهم العوامل لتوجيه عملية الاختيار:

1 、 1 、 التوافق

مكونات النظام: تأكد من توافق صندوق التجميع مع الألواح الشمسية والعاكس وأي مكونات أخرى في نظامك. ويشمل ذلك التحقق من معدلات الجهد والتيار لتتناسب مع الإعداد الخاص بك.

2 、 عدد المدخلات والمخرجات

عدد السلاسل: حدد عدد سلاسل الألواح الشمسية لديك. اختر صندوق تجميع يمكن أن يستوعب إجمالي عدد المدخلات من سلاسل الطاقة الشمسية لديك ولديه سعة إخراج كافية للتوصيل بالعاكس.

3 、التقييم الحالي

الحد الأقصى للتيار: اختر صندوق تجميع مع تصنيف تيار يمكنه التعامل مع الحد الأقصى للتيار الذي تنتجه سلاسل الألواح الشمسية. عادةً ما تكون التصنيفات الشائعة أقل من 15 أمبير أو 20 أمبير لكل سلسلة، اعتمادًا على مواصفات الألواح المستخدمة.

4 、 تقييم الجهد

اختر صندوق تجميع مع تصنيف جهد كهربائي يطابق أو يتجاوز الحد الأقصى لجهد نظام الطاقة الشمسية الخاص بك. وهذا أمر بالغ الأهمية لضمان التشغيل الآمن ومنع تلف المعدات.

5 、 ميزات السلامة 5 、 ميزات السلامة

آليات الحماية: ابحث عن صناديق التجميع التي تشتمل على ميزات السلامة مثل أجهزة الحماية من زيادة التيار والصمامات وقواطع الدائرة الكهربائية. هذه المكونات تحمي نظامك من الأعطال الكهربائية والأضرار المحتملة.

6 、 قدرات المراقبة

تتبع الأداء: إذا كانت مراقبة أداء السلسلة الفردية مهمة لتطبيقك، ففكر في المراقبة على مستوى السلسلة أو صندوق التجميع الذكي. تسمح هذه الخيارات بتتبع الأداء في الوقت الفعلي ويمكن أن تساعد في تحديد المشكلات بسرعة.

7 、 مادة الضميمة

المتانة: اختر صندوق تجميع مصنوع من مواد متينة، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ أو البولي كربونات عالي الجودة، لضمان قدرته على تحمل الظروف الجوية القاسية والعوامل البيئية.

8 、 اعتبارات الحجم والتبريد

الأبعاد المادية: يجب أن يكون حجم صندوق التجميع مناسبًا لمساحة التركيب مع السماح بتدفق هواء كافٍ لتبريد المكونات الداخلية. يمكن للحاوية الأكبر حجماً أن تحسن كفاءة التبريد وتسهل الصيانة.

9 、 متطلبات التركيب 9 、 متطلبات التركيب

سهولة التركيب: ضع في اعتبارك ما إذا كان بإمكانك تركيب صندوق التجميع بنفسك أو إذا كنت ستحتاج إلى مساعدة احترافية. قد تأتي بعض الصناديق مزودة بميزات تسهّل عملية التركيب، بينما قد تتطلب صناديق أخرى إجراءات تركيب أكثر تعقيداً.

10 、 اعتبارات التكلفة

الميزانية: قم بتقييم تكلفة صندوق التجميع بالنسبة لميزاته وفوائده. في حين أنه قد يكون من المغري اختيار خيارات أرخص، إلا أن الاستثمار في المكونات عالية الجودة يمكن أن يؤدي إلى أداء وموثوقية أفضل على المدى الطويل.

V. أفضل ممارسات التثبيت

يعد تركيب صندوق تجميع الطاقة الشمسية خطوة حاسمة في إعداد نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية (PV). يضمن التركيب السليم كفاءة وسلامة وموثوقية نظام الطاقة الشمسية. إليك أفضل الممارسات التي يجب اتباعها أثناء عملية التركيب:

1. الإعداد والتخطيط: راجع إرشادات الشركة المصنعة: راجع دائمًا إرشادات الشركة المصنعة للاطلاع على إجراءات التركيب المحددة وتوصيات السلامة المتعلقة بطراز صندوق التجميع المستخدم.

2. اختيار الموقع المناسب

1. القرب من الألواح الشمسية: قم بتركيب صندوق التجميع بالقرب من الألواح الشمسية لتقليل انخفاض الجهد وتقليل طول الأسلاك. هذا الموضع يعزز الكفاءة من خلال ضمان نقل الطاقة على النحو الأمثل.
2. إمكانية الوصول: تأكد من أن الموقع يسمح بالوصول السهل للصيانة واستكشاف الأعطال وإصلاحها. يسهل صندوق التجميع في مكان جيد عمليات الفحص والإصلاح المنتظمة.
3. حماية البيئة: قم بتركيب الصندوق في منطقة مظللة، مثلًا على حائط مواجه للشمال، لتقليل التعرض المباشر لأشعة الشمس. يساعد ذلك على منع ارتفاع درجة حرارة المكونات الداخلية.

3. تركيب صندوق التجميع

1. تركيب آمن: استخدم أجهزة التركيب المناسبة لتثبيت صندوق التجميع بإحكام على سطح متين. تأكد من أنه مستوٍ ومثبت بشكل صحيح لتحمل الرياح أو العوامل البيئية الأخرى.
2. الحماية من العوامل الجوية: اختر موقعًا يوفر حماية إضافية من العوامل البيئية، حتى لو كان الصندوق مقاومًا للعوامل الجوية. يمكن أن يطيل ذلك من عمره الافتراضي ويعزز الأداء.

4. توصيل السلاسل الكهروضوئية

1. توصيلات الأسلاك المناسبة: قم بتوصيل كل سلسلة كهروضوئية بالطرف الخاص بها داخل صندوق التجميع، مع ضمان القطبية الصحيحة (موجب إلى موجب وسالب إلى سالب). استخدم موصلات عالية الجودة واتبع مواصفات عزم الدوران للتوصيلات الآمنة.
2. تركيب حماية التيار الزائد: قم بتركيب الصمامات أو قواطع الدائرة الكهربائية كأجهزة حماية من التيار الزائد لكل سلسلة. تأكد من أن هذه الأجهزة مصنفة بشكل مناسب وفقًا لمواصفات نظامك.

5. إدارة الأسلاك

1. توجيه منظم: قم بتوجيه الأسلاك بدقة من المصفوفات الكهروضوئية إلى صندوق التجميع، مع تقليل الانحناءات والعوائق. استخدم مشابك أو أربطة الكابلات لتأمين الأسلاك وحمايتها من التلف.
2. توصيلات التأريض: إنهاء موصلات التأريض بشكل صحيح من المصفوفات الكهروضوئية والمكونات الأخرى لضمان السلامة والامتثال للقوانين الكهربائية.

6. الاختبار والتشغيل التجريبي

1. اختبار النظام: بعد التثبيت، قم بإجراء اختبار شامل للجهد والتيار والاستمرارية للتحقق من التشغيل السليم للنظام الشمسي الكهروضوئي. تحقق من جميع التوصيلات للتأكد من الأمان والوظائف قبل التشغيل.
2. التوثيق: قم بتوثيق جميع تفاصيل التركيب، بما في ذلك مخططات الأسلاك ومواصفات المعدات ونتائج الاختبار وأي تعديلات تم إجراؤها أثناء التركيب. هذه الوثائق ذات قيمة للرجوع إليها وصيانتها في المستقبل.

سادساً. الصيانة واستكشاف الأعطال وإصلاحها

تعد صيانة صناديق التجميع الشمسية واستكشاف الأعطال وإصلاحها أمرًا ضروريًا لضمان كفاءة نظام الطاقة الشمسية وطول عمره. يمكن للصيانة الدورية أن تمنع حدوث المشاكل، بينما يساعد استكشاف الأخطاء وإصلاحها في تحديد المشاكل وحلها عند حدوثها. فيما يلي أفضل الممارسات لكل من الصيانة واستكشاف الأعطال وإصلاحها.

أفضل ممارسات الصيانة

عمليات التفتيش المنتظمة

• الفحوصات البصرية: افحص صندوق التجميع بشكل دوري بحثًا عن علامات التآكل أو التآكل أو التلف. ابحث عن توصيلات مفكوكة أو أسلاك مهترئة أو أي علامات ارتفاع درجة الحرارة.
• النظافة: حافظ على نظافة صندوق التجميع من الداخل. يمكن أن يتراكم الغبار والحطام مما قد يؤثر على الأداء. استخدم قطعة قماش ناعمة لمسح الأسطح وتأكد من عدم وجود أجسام غريبة تعيق المكونات الكهربائية.

التحقق من الاتصالات

• الإحكام: تحقق من أن جميع توصيلات الأسلاك محكمة وآمنة. يمكن أن تؤدي التوصيلات المفكوكة إلى انخفاض الجهد وعدم الكفاءة.
• الأكسدة: افحص الموصلات بحثًا عن علامات التأكسد أو التآكل، والتي يمكن أن تعيق التدفق الكهربائي. قم بتنظيف الموصلات المتآكلة أو استبدالها حسب الضرورة.

صيانة الصمامات والقواطع الكهربائية

• استبدال الصمامات: في حالة انفجار أحد الصمامات، يجب استبداله بآخر جديد من نفس التصنيف. افصل دائماً قاطع الدائرة الكهربائية قبل استبدال الصمامات لضمان السلامة.
• اختبار قواطع الدوائر الكهربائية: اختبار قواطع الدارات الكهربائية بانتظام للتأكد من أنها تعمل بشكل صحيح. أعد ضبط أي قواطع معطلة بعد معالجة المشكلة الأساسية.

فحص الحماية من زيادة التيار الكهربائي

• حالة واقي التيار الكهربائي: افحص أجهزة الحماية من زيادة التيار الكهربائي للتأكد من أنها تعمل. العديد من أجهزة الحماية من زيادة التيار الكهربائي مزودة بمؤشرات مرئية (مثل الأضواء الخضراء/الحمراء) التي توضح حالتها؛ استبدلها إذا كانت تشير إلى وجود عطل.

الاعتبارات البيئية

• الرطوبة ودرجة الحرارة: راقب الظروف البيئية حول صندوق التجميع، حيث أن الرطوبة الشديدة أو التقلبات في درجات الحرارة يمكن أن تؤثر على أدائه. تأكد من أن موقع التركيب مناسب للمعدات المستخدمة.

خطوات استكشاف الأخطاء وإصلاحها

التقييم الأولي

• فحص أداء النظام: ابدأ بفحص الأداء الكلي للنظام الشمسي في العاكس أو نظام القياس. سجل مستويات جهد الدخل ومستويات التيار لتحديد أي اختلافات عن القيم المتوقعة.
• تحديد الأعراض: تحديد ما إذا كان النظام بأكمله أو سلاسل محددة ضعيفة الأداء أو لا تعمل.

فحص الأسلاك والتوصيلات

• الفحص البصري: ابحث عن الأسلاك المكسورة أو التوصيلات المفكوكة أو العزل التالف داخل صندوق التجميع وحوله.
• قياسات الأمبيرية: استخدم مقياس المشبك لقياس التيار على السلاسل الفردية لتحديد أي حالات شاذة قد تشير إلى وجود خلل في اللوحة أو التوصيلة.

افحص الصمامات والقواطع الكهربائية

• اختبار الصمامات: افحص كل الصمامات في صندوق التجميع للتأكد من استمراريتها باستخدام مقياس متعدد؛ استبدل أي صمامات محترقة على الفور.
• وظيفة القواطع: تأكد من عدم تعطل قواطع الدارة الكهربائية بسبب الأحمال الزائدة؛ أعد ضبطها إذا لزم الأمر بعد معالجة أي مشاكل أساسية.

تقييم الحماية من زيادة التيار الكهربائي

وظيفة جهاز زيادة التيار الكهربائي: تحقق من حالة تشغيل أجهزة الحماية من زيادة التيار الكهربائي؛ استبدل أي جهاز فشل في الحماية من ارتفاعات الجهد.

المساعدة المهنية

إذا استمرت المشكلات بعد إجراء هذه الفحوصات، ففكر في استشارة فني محترف متخصص في أنظمة الطاقة الشمسية لإجراء المزيد من التشخيصات والإصلاحات.

سابعاً. الميزات والتقنيات المتقدمة

ثامناً. الامتثال التنظيمي

A. متطلبات NEC

• إيقاف التشغيل السريع (NEC 690.12): يفرض هذا الشرط أن تشتمل الأنظمة الكهروضوئية (PV) المركبة على المباني أو في المباني على نظام الإغلاق السريع. يسمح هذا النظام للمستجيبين الأوائل بالتحكم بأمان في جميع الدوائر الكهروضوئية والحد من الجهد بين أي موصلات (بما في ذلك الأرضية) إلى ما لا يزيد عن 30 فولت و240 فولت أمبير خلال 10 ثوانٍ أثناء الطوارئ. يجب أن تشتمل صناديق التجميع على وسائل فصل، مثل الملامسات، لإلغاء تنشيط الدوائر بالقرب من المصفوفة وعند العاكس عند بدء الإغلاق السريع.
• الحماية من أعطال القوس الكهربائي (AFCI) (NEC 690.11): بالنسبة للأنظمة الكهروضوئية ذات مصدر التيار المستمر أو دوائر الخرج التي تعمل بجهد 80 فولت أو أعلى، يلزم توفير حماية من أعطال القوس الكهربائي. يجب أن تكون هذه الحماية مدمجة في صندوق التجميع لاكتشاف الأقواس بالقرب من مصدرها، مما يساعد على تقليل الوقت اللازم لتحديد موقع الأعطال وإصلاحها مع تقليل التعثر المزعج من المصادر الداخلية.
• قطع الاتصال المحلي (NEC 690.15): تنص هذه اللائحة على أن مخرجات التيار المستمر من المجمِّعات المركبة على أسطح المباني يجب أن تحتوي على وسيلة فصل لقطع الحمل موجودة داخل المجمِّع أو على بعد 6 أقدام منه. يجب أن تكون وسيلة الفصل قابلة للتشغيل يدويًا، مما يضمن سهولة وصول عمال التركيب إليها للصيانة أو الطوارئ.

B. قوائم UL

من الضروري اختيار صناديق التجميع المعتمدة من طرف ثالث لتلبية معايير UL1741، التي تحكم سلامة وأداء المعدات المستخدمة في تركيبات الطاقة الشمسية. تشير هذه الشهادة إلى أن صندوق التجميع قد تم اختباره للتأكد من سلامته وموثوقيته، مما يقلل من مخاطر المخاطر مثل الحرائق الكهربائية أو تلف المعدات.

تاسعاً دراسات حالة صناديق تجميع الطاقة الشمسية

تلعب صناديق تجميع الطاقة الشمسية دورًا حيويًا في العديد من مشاريع الطاقة الشمسية، مما يسهل تكامل وإدارة سلاسل الألواح الشمسية المتعددة. وفيما يلي بعض دراسات الحالة البارزة التي تسلط الضوء على تطبيقها في مختلف نطاقات منشآت الطاقة الشمسية.

مشاريع الطاقة الشمسية على نطاق المرافق

في مشاريع الطاقة الشمسية على نطاق المرافق، تُعد صناديق التجميع ضرورية لإدارة المصفوفات الكبيرة من الألواح الشمسية، والتي تتكون غالبًا من آلاف السلاسل. على سبيل المثال، في مزارع الطاقة الشمسية الكبيرة، تعمل صناديق التجميع على تبسيط عملية التوصيل من خلال دمج مخرجات سلاسل الطاقة الشمسية المتعددة في مخرج واحد للعاكس. وهذا لا يبسط الأسلاك فحسب، بل يقلل أيضًا من تكاليف العمالة والمواد المرتبطة بالتركيب. من خلال تحسين توزيع الطاقة، تعمل هذه الصناديق على تحسين كفاءة النظام وموثوقيته بشكل عام، مما يضمن حصول العاكس على مدخلات طاقة مستقرة وموحدة.

منشآت الطاقة الشمسية السكنية

تعتبر صناديق التجميع ضرورية أيضاً في البيئات السكنية، حيث تدير عادةً ما بين سلسلة إلى ثلاث سلاسل من الألواح الشمسية. على سبيل المثال، يمكن لصاحب المنزل الذي يقوم بتركيب نظام شمسي على السطح استخدام صندوق تجميع لتركيز التوصيلات، مما يجعل التركيب والصيانة أسهل. يسمح هذا الإعداد لأصحاب المنازل بمراقبة إنتاج الطاقة الشمسية بشكل أكثر فعالية مع تقليل تعقيد الأسلاك ونقاط الفشل المحتملة. يعمل الموقع المركزي لصندوق التجميع كنقطة يسهل الوصول إليها للصيانة واستكشاف الأعطال وإصلاحها.

التطبيقات التجارية

في المباني التجارية، تُستخدم صناديق التجميع لتوحيد المخرجات من ألواح شمسية متعددة قبل توصيلها بالنظام الكهربائي للمبنى أو الشبكة الكهربائية. على سبيل المثال، يمكن لمركز تسوق مزود بمجموعة كبيرة من الألواح الشمسية على السطح أن يستخدم صندوق تجميع لإدارة الخيوط المختلفة بفعالية. ولا يؤدي ذلك إلى تبسيط عملية توصيل الأسلاك فحسب، بل يوفر أيضًا نقطة مركزية لمراقبة إنتاج الطاقة وضمان الامتثال للوائح السلامة.

المشاريع الزراعية الكهروضوئية

تدمج تقنية الزراعة الكهروضوئية بين توليد الطاقة الشمسية والممارسات الزراعية، باستخدام صناديق التجميع لتحسين استخدام الأراضي بكفاءة. وفي مثل هذه المشاريع، تعمل صناديق التجميع على دمج المخرجات من سلاسل كهروضوئية متعددة مثبتة إلى جانب المحاصيل، مما يعزز إنتاج الطاقة والعائد الزراعي على حد سواء. ويزيد هذا النهج المزدوج الاستخدام من كفاءة الأراضي مع ضمان تشغيل مكونات الطاقة الشمسية بأمان وفعالية.

أنظمة الطاقة الشمسية خارج الشبكة

في التطبيقات خارج الشبكة، تعتبر صناديق التجميع ضرورية لدمج مخرجات الألواح الشمسية المتعددة في مخرج تيار مستمر واحد يغذي أنظمة تخزين البطاريات أو أحمال التيار المستمر. على سبيل المثال، في المناطق النائية حيث الوصول إلى الشبكة محدود، يمكن لنظام الطاقة الشمسية خارج الشبكة استخدام صندوق تجميع لإدارة المدخلات من مختلف الألواح بكفاءة. ويعزز هذا الإعداد سلامة النظام من خلال دمج أجهزة الحماية من التيار الزائد ويبسط الصيانة من خلال مركزية التوصيلات.

الائتمان إلى https://pixabay.com/

سادسًا. إرشادات الشركة المصنعة

فيما يلي بعض الشركات المصنعة لصناديق تجميع الطاقة الشمسية مع روابط الويب الخاصة بكل منها:

فيوكس إلكتريك: نقدم صناديق تجميع الطاقة الشمسية الكهروضوئية المبتكرة والقابلة للتخصيص التي تدمج ميزات السلامة المتقدمة ومراقبة الأداء الفعال والحماية البيئية القوية، والمصممة لتحسين إنتاجية الطاقة وموثوقيتها عبر مجموعة واسعة من منشآت الطاقة الشمسية، بدءًا من المشاريع السكنية وحتى مشاريع المرافق.

موريداي: متخصصة في صناديق تجميع الطاقة الشمسية المخصصة المصممة لمختلف التطبيقات، بما في ذلك الأماكن السكنية والتجارية.

سابعاً. جمعيات الصناعة

اسم الجمعية	الوصف	الرابط
الجمعية الأمريكية للطاقة الشمسية (ASES)	مكرسة للنهوض بالطاقة الشمسية وتعزيز استخدامها في الولايات المتحدة من خلال التعليم والدعوة.	زيارة ASES
جمعية صناعات الطاقة الشمسية (SEIA)	رابطة تجارية وطنية لصناعة الطاقة الشمسية، تمثل جميع المنظمات المعنية بتطوير الطاقة الشمسية ونشرها.	قم بزيارة SEIA
الجمعية الدولية للطاقة الشمسية (ISES)	منظمة عالمية تروج لتقنيات الطاقة الشمسية وتدعو إلى سياسات تدعم الطاقة المتجددة.	قم بزيارة ISES
مجلس أمريكا الشمالية لممارسي الطاقة المعتمدين في أمريكا الشمالية (NABCEP)	منظمة غير ربحية تقدم برامج اعتماد للمتخصصين في مجال الطاقة المتجددة، مما يضمن معايير عالية في هذه الصناعة.	قم بزيارة NABCEP
تحالف الطاقة الكهربائية الذكية (SEPA)	يركز على دمج موارد الطاقة الموزعة في الشبكة ويعزز الحلول المبتكرة لكفاءة الطاقة واستدامتها.	قم بزيارة SEPA
الوكالة الدولية للطاقة المتجددة (IRENA)	دعم البلدان في انتقالها إلى الطاقة المستدامة، وتوفير المعرفة والموارد لتعزيز تكنولوجيات الطاقة المتجددة على مستوى العالم.	قم بزيارة الوكالة الدولية للطاقة المتجددة
سولار باور أوروبا	يمثل قطاع الطاقة الشمسية في أوروبا، ويدعو إلى وضع سياسات تعزز اعتماد الطاقة الشمسية في جميع أنحاء القارة.	قم بزيارة شركة سولار باور أوروبا