دليل العاكس ثلاثي الطور: الأنواع، والأحجام، وكيفية اختيار العاكس المناسب للطاقة الشمسية

تعتبر الطاقة ثلاثية الطور مصدرًا قياسيًا في معظم المنازل وورش العمل والمباني التجارية الأوروبية، وهي تغير تقريبًا كل قرار في تصميم الطاقة الشمسية. يأخذ العاكس ثلاثي الطور كهرباء التيار المستمر من مجموعة كهروضوئية أو بنك بطاريات ويقدمها كتيار متردد متوازن ثلاثي الطور، بحيث يمكن للنظام تشغيل أحمال ثلاثية الطور مباشرة، والتصدير بالتساوي إلى الشبكة، والحفاظ على تيارات الطور داخل الحدود التي حددها مشغل الشبكة. سواء كنت تحدد وحدة مرتبطة بالشبكة لسقف مستودع، أو تقوم بتعديل عاكس هجين إلى لوحة توزيع ثلاثية الطور، أو بناء نظام تخزين لموقع تجاري صغير، فإن نفس مجموعة الأسئلة تتكرر باستمرار. يستعرض هذا الدليل كيفية عمل هذه العاكسات، والتكوينات المتاحة اليوم، وكيفية تحديد حجمها وحمايتها بشكل صحيح.

ما هو العاكس 3 المرحلة؟

العاكس ثلاثي الطور هو جهاز إلكتروني للطاقة يقوم بتحويل دخل التيار المستمر إلى ثلاثة أشكال موجية منفصلة لخرج التيار المتردد، كل منها يتم إزاحته بمقدار 120 درجة عن الآخر. في شبكة أوروبية بجهد 400 فولت، تقع كل مرحلة عند 230 فولت تقريبًا بالنسبة إلى الحياد و400 فولت بين المراحل، مع قفل الخرج على تردد الشبكة البالغ 50 هرتز. نظرًا لأن أشكال الموجات الثلاثة متناظرة، فإن تياراتها اللحظية تلغي تحت الحمل المتوازن، وهذا هو السبب في أن المحركات ثلاثية الطور تعمل بسلاسة ولماذا تحتاج المعدات ثلاثية الطور إلى مادة موصلة أقل لتحريك نفس القدر من الطاقة.

لا يقتصر الاختلاف عن العاكس أحادي الطور على عدد أطراف الإخراج فقط. يجب أن تتحكم الوحدة ثلاثية الطور في ثلاثة أرجل في وقت واحد، وتقيس الجهد والتيار في كل مرحلة بشكل مستقل، وتظل مستقرة عندما يتم توزيع الأحمال بشكل غير متساو. إن عمل التحكم الإضافي هذا هو ما يسمح لها بتغذية المضخات الحرارية الكبيرة وآلات الورش وشواحن المركبات الكهربائية ثلاثية الطور دون السقف الحالي الذي يفرضه الإمداد أحادي الطور.

كيف يعمل العاكس ثلاثي الطور

MPPT ورابط DC

على جانب التيار المستمر، يقوم واحد أو أكثر من أجهزة تتبع نقطة الطاقة القصوى بالبحث بشكل مستمر عن الجهد والتيار الذي تنتج فيه المصفوفة الكهروضوئية أكثر من غيرها. يتم تعزيز الطاقة المحصودة إلى وصلة تيار مستمر مستقرة، وعادةً ما تكون بضع مئات من الفولتات في التصميمات الهجينة ذات الجهد المنخفض ومن 400 إلى 800 فولت في أنظمة البطاريات عالية الجهد. مع توصيل البطارية، يصبح هذا الرابط ناقلًا ثنائي الاتجاه: يمكن أن تتدفق الطاقة من الطاقة الكهروضوئية إلى البطارية، أو من البطارية مرة أخرى إلى مرحلة العاكس، أو مباشرة إلى جانب التيار المتردد.

جسر الثلاث مراحل

ستة أجهزة تحويل، اثنان لكل مرحلة إخراج، تشكل قلب العاكس. يقوم تبديل PWM عالي التردد بتوليف تيار جيبي في كل ساق، ويقوم مرشح الإخراج بتنعيم تموج التحويل إلى شكل موجي نظيف. تحافظ الحلقة المقفلة بالطور على تطابق الإخراج مع الشبكة من حيث التردد وزاوية الطور، وهو أمر مهم لكل من التوازي الآمن والتحكم الدقيق في عامل الطاقة.

التحكم والمراقبة ودعم الشبكة

تضع الوحدات الحديثة الذكاء على قمة مرحلة الطاقة: تقييد التصدير من خلال جهاز قياس الأشعة المقطعية، والتحكم غير المتوازن في الإخراج، والنقل الاحتياطي للأحمال الأساسية، والمراقبة عن بعد عبر شبكة Wi-Fi أو Ethernet أو 4G. هذه الميزات، أكثر من تصنيف اللوحة، هي التي تفصل بين محولين لهما طاقة متطابقة في التشغيل اليومي.

مرحلة واحدة مقابل ثلاث مراحل: ما الذي يتغير فعليًا؟

يلخص الجدول أدناه الاختلافات العملية الأكثر أهمية عندما تقرر بين التصميم أحادي الطور والتصميم ثلاثي المراحل.

الأنواع الرئيسية لمحولات الطور الثالث

محولات ثلاثية الطور مرتبطة بالشبكة

لا تحتوي هذه على منفذ بطارية وتقوم ببساطة بدفع الطاقة الكهروضوئية إلى الشبكة من خلال مرحلة بدون محولات. إنها الخيار الأبسط والأكثر فعالية من حيث التكلفة للتوليد النهاري، وهي تناسب الأسطح حيث يتم تصدير أو استهلاك كل كيلووات/ساعة في الموقع أثناء إنتاجه. الكفاءة هي الأعلى عادة في هذه الفئة، ويتراوح النطاق من وحدات صغيرة بقدرة 5 كيلووات إلى نماذج ثلاثية الطور بقدرة 80 كيلووات للأسطح التجارية.

داي SUN-10K-G06P3-EU-AM2-P1 650~715 يورو/القطعة غير شامل ضريبة القيمة المضافة عرض المنتج →

محولات هجينة منخفضة الجهد ثلاثية الطور

يأخذ الهجين منخفض الجهد بطارية 48 فولت على جانب التيار المستمر، مما يجعله الخيار الطبيعي لعمليات التعديل التحديثي وللمشروعات التي تتم فيها إضافة وحدات البطارية تدريجيًا. تكون تيارات الشحن والتفريغ أعلى بالنسبة لنفس الطاقة، لذا يحتاج حجم الكابل واختيار المصهر إلى الاهتمام، لكن تقنية البطارية ناضجة ومتاحة على نطاق واسع وسهلة الخدمة. تحظى هذه الوحدات بشعبية كبيرة في المنازل العائلية الكبيرة وورش العمل الصغيرة التي تعمل بالفعل على تشغيل أجهزة ثلاثية الطور.

Deye SUN-8K-SG04LP3-EU عاكس هجين منخفض الجهد ثلاثي الطور 1310~1480 يورو/القطعة غير شامل ضريبة القيمة المضافة عرض المنتج →

محولات هجينة عالية الجهد ثلاثية الطور

تعمل السيارات الهجينة ذات الجهد العالي مع وحدات البطاريات المكدسة بجهد 200 إلى 800 فولت. ويؤدي الجهد العالي للحافلة إلى إبقاء التيارات منخفضة، وبالتالي تكون الكفاءة والطاقة الاحتياطية أفضل عادةً ويظل التثبيت مضغوطًا حتى مع زيادة السعة من 10 كيلووات في الساعة إلى 60 كيلووات في الساعة أو أكثر. هذا هو التنسيق الذي تحدده الآن معظم مشاريع التخزين السكنية والتجارية الخفيفة الجديدة، خاصة عندما يتعين على دائرة احتياطية واحدة تشغيل مضخة حرارية أو مضخة بئر.

داي SUN-12K-SG01HP3-EU-AM2 عاكس هجين 1150 ~ 1280 يورو/القطعة غير شامل ضريبة القيمة المضافة عرض المنتج →

أنظمة تخزين الكل في واحد ثلاثية الطور

في هذا التنسيق، يوجد العاكس ووحدات البطارية ونظام إدارة المباني وغالبًا جهاز التحويل في خزانة واحدة مع مجموعة واحدة من التوصيلات. ينخفض ​​وقت التثبيت، وتصبح أخطاء الأسلاك أكثر ندرة، ويمكن للشركة المصنعة ضبط النظام بأكمله كمنتج واحد. بالنسبة للمشاريع التجارية والصناعية، يتم توسيع نفس المنطق من خلال وحدات PCS ثلاثية الطور، ومفاتيح النقل الثابتة، وأنظمة البطاريات الموجودة في حاويات.

تحجيم العاكس 3 المرحلة

يبدأ تحديد الحجم بالحمل، وليس بالمصفوفة الكهروضوئية. تسلسل قصير يبقي الأرقام صادقة:

1. قم بإضافة الحمل المستمر في كل مرحلة وتأكد من عدم تجاوز أي مرحلة واحدة لحد التوازن المسموح به من قبل العاكس أو مشغل الشبكة.
2. قارن تصنيف التيار المستمر للمصفوفة مع تصنيف التيار المتردد للعاكس؛ تعتبر نسبة التيار المستمر إلى التيار المتردد بين 1.1 و1.3 أمرًا طبيعيًا في معظم أنحاء أوروبا.
3. تحقق من عدد مدخلات MPPT التي يحتاجها تخطيط السقف، خاصة عندما تواجه الخيوط اتجاهات مختلفة أو تكون تحت ظل جزئي.
4. قم بقياس حجم البطارية حول الاستهلاك المسائي والليلي الذي تريد تغطيته، ثم تأكد من أن طاقة الشحن والتفريغ الخاصة بالعاكس يمكنها بالفعل نقل تلك الطاقة في الساعات المتاحة.
5. قم بإدراج الأحمال الاحتياطية واندفاعاتها الأولية، ثم تحقق من قدرة العاكس على حملها بمفرده.
6. قم بتطبيق عامل خفض درجة الحرارة، نظرًا لأن الوحدة المصنفة عند 25 درجة ستنتج أقل في غرفة النبات الساخنة.

لاحظ الفرق بين كيلوواط و كيلو فولت أمبير. يوفر العاكس ثلاثي الطور بقدرة 10 كيلووات مع عامل طاقة يبلغ 0.8 10 كيلو فولت أمبير من الطاقة الظاهرة، وهو أمر مهم عند مطابقة الوحدة بمحول أو مولد. إذا كنت تجمع بين التخزين والأحمال ثلاثية الطور، فسيتم تناول أسئلة التوافق حول نوافذ الجهد وتوازن الطور ونقل النسخ الاحتياطي بمزيد من التعمق في موقعنا دليل التوافق الفني لأنظمة تخزين الطاقة ثلاثية الطور .

أساسيات الأسلاك والحماية

يترك العمل ثلاثي المراحل هامشًا أقل للارتجال مقارنة بالعمل أحادي المرحلة، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى أن الأجهزة المحايدة وأجهزة الحماية تتصرف بشكل مختلف.

• استخدم كابلًا خماسي النواة وقم بتحديد الحجم المحايد لأسوأ حالة عدم توازن، وليس لتيار صفري.
• حدد الأجهزة الحالية المتبقية التي تناسب خصائص تسرب التيار المستمر للعاكس؛ النوع A شائع، وبعض التصميمات تتطلب النوع B.
• قم بتركيب الحماية من زيادة التيار المستمر والتيار المتردد عند نقطة الدخول، خاصة على الشبكات الريفية ذات الخطوط الهوائية.
• قم بتثبيت جهاز قياس الأشعة المقطعية أو جهاز القياس الذكي حيث يتطلب مشغل الشبكة قيودًا على التصدير، وتحقق من اتجاه القراءة قبل التشغيل.
• احتفظ بالموصل الأرضي والترابط المتساوي الجهد للحوامل منفصلين عن الوضع المحايد، بنقطة تأريض واحدة محددة.

حيث يتم استخدام محولات ثلاثية الطور

• منازل أكبر تحتوي على مضخات حرارية أو مواقد ثلاثية الطور أو أدوات ورشة عمل.
• المباني التجارية الصغيرة والمخابز وورش العمل حيث تهيمن المحركات على ملف تعريف الحمل.
• تشغيل المواقع الزراعية للمضخات والمراوح ومعدات تداول الحبوب.
• مشاريع التخزين التجارية والصناعية التي تحتاج إلى مراجحة التعرفة والاستجابة للطلب.
• محاور شحن المركبات الكهربائية، حيث يتم سحب شواحن التيار المتردد ثلاثية الطور وأكوام التيار المستمر من نفس المصدر.

أخطاء الاختيار الشائعة

• الشراء بالكيلوواط وحده وتجاهل نافذة جهد البطارية وطاقة الشحن.
• بافتراض أن كل عاكس ثلاثي الطور يوفر محايدًا؛ بعض التصميمات المرتبطة بالشبكة مكونة من ثلاثة أسلاك فقط.
• التغاضي عن حد اختلال الطور، ثم التساؤل عن سبب تقليص الإنتاج.
• نسيان أن إخراج النسخ الاحتياطي يقتصر عادةً على لوحة مخصصة للأحمال الأساسية.
• لا يترك مساحة لوحدة بطارية ثانية، مما يفرض عاكسًا جديدًا لاحقًا.

الأسئلة المتداولة

هل يمكن تشغيل عاكس ثلاثي الطور على مصدر أحادي الطور؟

لا. يحتاج العاكس ثلاثي الطور إلى ثلاثة موصلات حية مع علاقة طور محددة. في حالة توفر مصدر إمداد أحادي الطور فقط، استخدم وحدة هجينة أحادية الطور بدلاً من ذلك، أو اسأل مشغل الشبكة عن ترقية ثلاثية الطور.

هل يحتاج العاكس ثلاثي الطور دائمًا إلى محايد؟

ليس دائما. تم تصميم بعض الوحدات المرتبطة بالشبكة للتشغيل بثلاثة أسلاك، لكن العاكسات الهجينة والقادرة على النسخ الاحتياطي تحتاج دائمًا إلى محايد لتوفير أحمال غير متوازنة أحادية الطور. تحقق من مخطط الأسلاك قبل الطلب.

أيهما أفضل بطارية الجهد المنخفض أم الجهد العالي؟

يناسب الجهد العالي التركيبات الجديدة ذات الطاقة الاحتياطية الأعلى والقدرة المتزايدة، بينما يناسب الجهد المنخفض التعديلات التحديثية والمشاريع التي يتم فيها إضافة الوحدات خطوة بخطوة. كلاهما يعمل بشكل جيد عندما يتم مطابقة العاكس للبطارية بشكل صحيح.

يعتمد اختيار عاكس ثلاثي الطور على مطابقة ثلاثة أشياء: ملف تعريف التحميل في الموقع، وتنسيق البطارية الذي تنوي استخدامه، والطريقة التي يريد مشغل الشبكة أن يتصرف بها النظام عند نقطة الاتصال. قم بمحاذاة تلك العناصر وسيصبح باقي التصميم في مكانه بسرعة. إذا كنت تفضل القائمة المختصرة من الكتالوج الذي تم اختباره للمحولات ثلاثية الطور والوحدات الهجينة والأطقم المطابقة، أرسل لنا تفاصيل مشروعك وسيعود فريقنا بالتكوين وعرض الأسعار.