أنظمة شاملة للكهرباء والتحكم والحماية لمزارع الطاقة الشمسية (الخلايا الكهروضوئية)

ونظراً لتأكيد المجتمعات الدولية على التنمية المستدامة والاهتمام بمنع تدمير البيئة والحفاظ عليها للأجيال القادمة، فقد أصبحت الحاجة إلى تطوير واستخدام الطاقة المتجددة أكثر إهتماماً من الماضي.

حققت مجموعة “مپنا”، باعتبارها شركة رائدة في صناعة الطاقة، العديد من الإنجازات في مجال استخدام الطاقة المتجددة من خلال تطوير مزارع الرياح والطاقة الشمسية.

وباعتبارها الجهة المسؤولة عن توريد المعدات الكهربائية ومعدات التحكم في مجال الطاقة، فقد أولت شركة “مكو” التابعة لمجموعة “مپنا” اهتماماً خاصاً لهذا الأمر وهي الشركة الأولى التي نجحت في تصميم وبناء مزرعة للطاقة الشمسية بقدرة 2 ميغاواط حوالي مدينة “قزوين” الايرانية.

وقد تم استخدام قدرة الخبراء والمصنعين المحليين في مجال تصميم مزرعة الطاقة الشمسية، بالإضافة إلى تصميم وتطوير المعدات ذات الصلة، مثل الألواح الشمسية، والعاكسات الكهربائية، ولوحات التوزيع والحماية الكهربائية، والمحولات، وأنظمة مراقبة المزرعة، وما إلى ذلك.

الطاقة الكهروضوئية، والتي تسمى أيضًا PV باختصار، هي طريقة لاستخدام الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء.

وتسمى عملية إنتاج الكهرباء من ضوء الشمس باستخدام الخلايا الشمسية بالطاقة الكهروضوئية.

تقوم الأدوات الكهروضوئية (الخلايا الشمسية) بتحويل طاقة الإشعاع الشمسي إلى كهرباء دون إحداث ضوضاء أو تلوث أو حركة، ولهذا السبب فهي متينة ولها عمر طويل.

تتمتع الطاقة الشمسية، كغيرها من مصادر الطاقة المتجددة، بمميزات ومزايا تتفوق على مصادر الطاقة الأخرى، ومن أهمها:

۱) عدم الاستخدام الدائم لمصادر الوقود القابلة للاستنفاد
۲) عدم وجود مخلفات في محطة الطاقة الشمسية
۳) إنشاء محطة الطاقة الشمسية بقوى مختلفة يجعل من الممكن توفير مصادر الطاقة الأمثل للمستهلكين البعيدين عن شبكة التوزيع مثل القرى ذات الكثافة السكانية المنخفضة
۴) عمر طويل (حوالي 20 عامًا) وسهولة الصيانة
۵) لا حاجة للمياه والمرافق الملحقة
۶) قدرة عالية على المناورة للتشغيل بقدرات إنتاجية مختلفة (من بضعة واط إلى عدة ميغاواط)
۸) سهولة التركيب والإعداد

تشتمل المكونات الرئيسية لمحطات الطاقة الشمسية على الأجزاء التالية.

الألواح الشمسية الكهروضوئية (PV Modules)

 يعتمد توليد الكهرباء في محطات الطاقة الشمسية على الظاهرة الكهروضوئية. كما ذكرنا فإن عملية إنتاج الكهرباء من ضوء الشمس باستخدام الخلايا الشمسية تسمى الخلايا الكهروضوئية.

تقوم الأجهزة الكهروضوئية PV  (الخلايا الشمسية) بتحويل طاقة الإشعاع الشمسي إلى كهرباء دون إحداث ضوضاء وتلوث وحركة، ولهذا السبب فهي متينة ولها عمر طويل.

تُستخدم الوحدات متعددة البلورات وأحادية البلورية بشكل عام في محطات الطاقة الكبيرة (ما يسمى بالميغاواط).

واليوم، تنتج شركة “نو باك آتيه” للطاقة في إیران، وهي إحدى الشركات التابعة لمجموعة “مپنا”، الألواح الشمسية بجودة عالية وأسعار تنافسية مع الشركات المصنعة العالمية ذات السمعة الطيبة.

المحولات، المفاتيح الكهربائية ذات الجهد المنخفض والمتوسط LV و MV

وفي مجال تطوير لوحات المفاتيح الكهربائية، نجحت شركة “تکساز تابلو بشل” التابعة لمجموعة “مپنا” في تصميم وإنتاج الأنظمة المذكورة التي تم استخدامها في مزرعة الطاقة الشمسية في مدينة “قزوين” الايرانية.

يتم توفير محولات المجموعة أيضًا من قبل الشركة المحلية “إيران ترانسفو”.

العاكس الكهربائي(Inverter)

قد يكون العاكس الکهربائي أهم المعدات في محطة الطاقة الشمسية.

تساهم جودة العاكسات الكهربائية بشكل كبير في كمية ونوعية الطاقة التي تنتجها محطة الطاقة.

تنقسم العاكسات  الكهربائية إلى فئتين عامتين، متصلة بالشبكة ومنفصلة عن الشبكة، يمكن توصيل العاكسات المتصلة بالشبكة، والمعروفة باسم On-Grid Inverter أو Grid Tied Inverter أو GTI، مباشرة بالشبكة الوطنية للكهرباء ومن خلال هذه الطاقة يتم حقن الكهرباء المنتجة بواسطة الوحدات الكهروضوئية في الشبكة الوطنية لاستخدامها من قبل المستهلكين.

يتم عزل العاكسون الكهربائيون أو  Off-Grid خارج الشبكة تمامًا عن الشبكة.

في أنظمة الطاقة الشمسية خارج الشبكة، عادة ما يتم تخزين الطاقة الكهربائية التي تنتجها الألواح الشمسية في البطاريات.

تعمل المحولات خارج الشبكة Off-Grid على تحويل التيار المستمر(DC) للبطارية إلى التيار المتردد(AC) تتطلبه المعدات الكهربائية.

أيضًا، على عكس العاكسات المتصلة بالشبكة، يمكن أيضًا استخدام هذه الأنواع من العاكسات الکهربائية للاستخدام المحمول.

باستخدام قوة خبرائها من خلال البحث والتطوير، نجحت شركة “مكو” في تطوير وتسويق أول عاكس كهربائي محلي في البلاد لاستخدامه في محطات الطاقة الشمسية.

أنظمة SCADA ومراقبة محطات الطاقة الشمسية

في محطات الطاقة الشمسية، على غرار مشاريع محطات الطاقة الأخرى، يتم استخدام الاتصالات (الإشارات والأوامر) مع الشبكة الأولية بواسطة أنظمة SCADA في المحطات الفرعية.

حتى الآن، يعتمد نظام المراقبة في محطات الطاقة الشمسية على المنصات التي توفرها الشركة المصنعة للمعدات الرئيسية (العاكسات الكهربائية).

ويتيح نظام المراقبة في محطات توليد الطاقة هذه مراقبة حالة الكميات الكهربائية والإشارات التناظرية والرقمية مثل درجة الحرارة والطاقة الإشعاعية اللحظية للشمس والكميات الأخرى ذات الصلة مثل أجهزة الإنذار، وبالتالي إمكانية اتخاذ تدابير التحكم المناسبة لضبط بعض الكميات مثل مدى القدرة النشطة والمتفاعلة (تصحيح معامل القدرة) للمشغل.

كما تم تطوير هذا النظام باستخدام منتجات شركة “مكو” من أجهزة وبرمجيات.

Scroll to Top