الفروقات الرئيسية بين أنواع الصمامات الشمسية في التطبيقات المرتبطة بالشبكة والتطبيقات خارج الشبكة

بينما يظل الغرض الأساسي من الصمامات الشمسية — وهو توفير الحماية من التيار الزائد — ثابتا عبر أنظمة الطاقة الشمسية (PV)، فإن المتطلبات المحددة والبيئات التشغيلية للأنظمة المرتبطة بالشبكة وخارج الشبكة تؤدي إلى اختلافات جوهرية في تطبيقها. فهم هذه الفروقات أمر ضروري لتصميم تركيبات شمسية آمنة وموثوقة.

1. مصدر تيار العطل وجهد النظام

• الأنظمة المرتبطة بالشبكة: المصدر الرئيسي لتيار العطل العالي هو شبكة المرافق نفسها، عبر محولات النظام. علاوة على ذلك، تحتوي المصفوفات الكبيرة المرتبطة بالشبكة على العديد من سلاسل الألواح متصلة بشكل متوازي، مما يعني أن عطلا في خيط واحد يمكن أن يغذيه جميع الأوتار المتوازية الأخرى. يجب أن يكون لدى الصمامات الشمسية هنا قدرة عالية على الانقطاع المستمر وأن يكون مصنفا لجهد الأوتار العالي للنظام (غالبا حتى 1000 فولت، 1500 فولت، أو أعلى).

• الأنظمة خارج الشبكة: هذه الأنظمة معزولة عن الشبكة. المصادر الرئيسية لتيار العطل هي بنك البطارية، وبدرجة أقل، مصفوفة الطاقة الشمسية. يمكن لبنوك البطاريات توفير تيارات عطل عالية وسريعة للغاية. لذلك، يجب تصنيف الصمام الشمسي الذي يحمي دائرة البطارية خصيصا لجهد التيار المستمر العالي والخصائص الفريدة لدوائر القصر في البطارية، التي غالبا ما يكون لها تيار محتمل أقل ولكن بمكون طاقة عالي جدا.

2. تعقيد النظام ومناطق الحماية

• الأنظمة المرتبطة بالشبكة: الحماية أكثر توحيدا.  عادة ما يكون هناك حاجة إلى صمام شمسي لكل سلسلة في صندوق دمج (للحماية من التغذية العكسية) وأحيانا عند مدخل التيار المستمر للعاكس. يركز البرنامج على حماية الأوتار ومستوى المدمج في موقع مركزي.

• أنظمة خارج الشبكة: غالبا ما تكون أكثر تعقيدا مع مصادر طاقة متعددة (مصفوفة شمسية، بطاريات، مولد) وأحمال (تيار متردد وتيار مستمر). يطلب فيوز  الطاقة الشمسية ليس فقط لمدخلات المصفوفة الكهروضوئية بل أيضا ل:

  • دائرة شحن/تفريغ البطارية.

  • مركز التحميل DC.

  • المدخلات من توربين رياح أو مولد.
    هذا يخلق مناطق حماية متعددة موزعة، لكل منها حساب التيار والجهد الخاص به.

3. اعتبارات بيئية وصيانة

• الأنظمة المرتبطة بالشبكة: غالبا ما تكون واسعة النطاق ومصانة بشكل احترافي. اختيار الصمامات يعطي الأولوية للاستقرار طويل الأمد، وشهادات UL/IEC، والتوافق مع المدمجين التجاريين.

• الأنظمة خارج الشبكة: غالبا ما تقع في بيئات نائية أو قاسية أو ذات مناخ ضعيف (مثل الكبائن أو أبراج الاتصالات).  يجب اختيار الفيوز الشمسي وحامله لمواجهة تقلبات درجات الحرارة الأوسع، والرطوبة الأعلى، والتآكل المحتمل. كما أن قابلية الخدمة عامل رئيسي، حيث قد لا تتوفر البدائل بسهولة في الموقع.

الخاتمة
اختيار صمام الطاقة الشمسية ليس موحدا للجميع. بالنسبة للأنظمة المرتبطة بالشبكة، يتركز التركيز على تصنيفات الجهد العالي وإدارة التغذية العكسية من مصفوفة كبيرة. بالنسبة للأنظمة خارج الشبكة، العوامل الحاسمة هي الحماية من أعطال البطاريات عالية الطاقة وتصميم المرونة في نظام لامركزي وغالبا ما يكون متينا. التعرف على هذه الفروقات الرئيسية يضمن أن نظام الحماية مصمم لتناسب المخاطر المحددة لكل تطبيق.