جهاز تحكم شحن الشمسي للاتصالات: أجهزة تحكم شحن شمسية متقدمة لإدارة الطاقة الكفؤة وحماية البطارية

في المقام الأول ، هناك نوعان من مراقبي الشحن الشمسي: MPPT (تتبع أقصى نقطة الطاقة) و PWM (تعديل عرض النبض). ويمكن استخدام وحدات تحكم الشحن PWM في الأنظمة الصغيرة. عندما تكون البطارية ممتلئة، فإنها تخفض تيار الشحن ببطء. وعلى العكس من ذلك، فإن مُراقبي الشحنات MPPT أكثر تعقيداً من PWMs لأنها قادرة على التعامل مع مستويات طاقة عالية تجعلهم مناسبين لأنظمة كبيرة أو متطورة. هذه الأجهزة تحسن تدفق الطاقة بين مجموعة الألواح الشمسية وبنك البطارية وبالتالي زيادة كفاءة تحويل الطاقة داخل هذه الأنظمة. بهذه الطريقة حتى خلال الأيام المظلمة هذا النوع من المراقب يضمن أن جميع الألواح تعطي أقصى قدر من طاقتها مع الحفاظ على كفاءة النظام في جميع الأوقات بغض النظر عن الظروف المناخية.

تم تصميم مُراقِلات الشحن الشمسي لتطويل عمر الخدمة للبطاريات المستخدمة في أنظمة الطاقة الشمسية. البطاريات هي جزء مهم وإذا تم شحنها بشكل خاطئ، يمكن أن تُقصّر حياتها بسنوات عديدة. من المهم أن تشحنهم بمستويات التوتر الصحيحة وهذا هو السبب في وجود هذه الأجهزة. الشحن الزائد يسبب ارتفاع درجة حرارة البطارية وتلفها بينما يؤدي التفريغ العميق إلى الكبريت الذي يؤدي إلى فقدان القدرة أيضا. ويتم تجنب كل هذا عن طريق الشحن في المستويات المثلى التي تم إشارة من قبل مراقبي الشحن الشمسي وبالتالي الحفاظ عليها صحية لفترات أطول حتى لا يكون لدينا استبدال متكرر ولكن أيضا تحقيق موثوقية وكفاءة في استخدام أنظمة الطاقة الشمسية كذلك.

لضمان أن تعمل أنظمة الطاقة الشمسية بكفاءة وتستمر لفترة طويلة، هناك حاجة إلى متحكمات شحن شمسية. إنها تنظم كمية الكهرباء القادمة من الألواح الشمسية نحو البطاريات مما يضمن عدم شحنها بشكل زائد. يمكن أن يؤدي الشحن الزائد إلى تقليل عمر البطارية بشكل كبير وكذلك إلى تسبب عدم كفاءة في تخزين الطاقة. يتم تنظيم الجهد والتى بواسطة هذه الأجهزة للحفاظ على صحة البطاريات وأداءها الأمثل. تحتوي المتحكمات الحديثة على ميزات إضافية مثل MPPT (تتبع نقطة القوة القصوى) والتي تقوم بتغيير النقطة التشغيلية الكهربائية باستمرار بهدف تعظيم الطاقة المستخرجة من أشعة الشمس من خلال التكيف مع أجزاء مختلفة من النظام مثل الوحدات الفوتوفولطائية أو حتى المصفوفات الكاملة لذلك. وهذا يخدم غرضين: أولًا زيادة كفاءة إنتاج الطاقة من أشعة الشمس، وثانيًا ضمان تخزين كل الطاقة المتاحة المنتجة بواسطة الألواح بطريقة مناسبة.

مراقبات الشحن الشمسي للطاقة الكهروضوئية (MPPT) هي أجهزة فعالة تم تصميمها لتحقيق أقصى قدر من الإنتاج من أنظمة الطاقة الكهروضوئية. ويقومون بذلك من خلال ضمان نقل الطاقة الأمثل بين الشمسية و بنك البطارية من خلال التطابق بين الجهد والتيار. عندما تكون الظروف الجوية أقل من المثالية أو خلال الفصول التي تقل فيها ساعات أشعة الشمس ، يتم حصاد طاقة أكبر من محاصيل أشعة الشمس بفضل منظمات شحن MPPT. بالمقارنة مع أنواع PWM التقليدية (تعديل عرض النبض) التي لا يمكن أن تحقق سوى حوالي 75٪ من الكفاءة في مثل هذه الحالات ، يمكن لهذه الأجهزة تحسين الكفاءة بنسبة 30٪. وهذا يعني أن كمية أكبر من الكهرباء سوف يتم توفيرها في البطاريات وبالتالي تقليل الاعتماد على مولدات النسخ الاحتياطي مع تعزيز الاستدامة العامة في شبكات الكهرباء. ميزة أخرى لاستخدامها تشمل القدرة على العمل مع صفوف الجهد العالي حيث يضمن أعلى استغلال ممكن من خلال سحب معظم الكهرباء المتاحة للاستخدام في أماكن أخرى داخل النظام الكهربائي.