منظم الشحن الشمسي solar charge controller
منظم الشحن أو ما يسمى بـ (solar charge controller)هو عبارة عن جهاز إلكتروني يقوم بتنظيم الجهد الكهربائي الوارد من الخلايا الشمسية قبل ذهابه إلى بطاريات الطاقة الشمسية وكذلك الجهد الصادر من البطارية إلى الحمل الكهربائي وذلك للمحافظة على سلامة البطاريات المستخدمة والتأكد من شحنها بشكل سليم واستخدامها بصورة أمثل. ومنظم الشحن هذا هو أحد المكونات الاساسية لمنظومة الطاقة الشمسية
الشكل الخارجي لمنظم الشحن:
الشكل التالي يبين الوجه الامامي لمنظم الشحن
حيث ان:
1. Battery LED Indicator مؤشر البطارية
2. LCD Display شاشة العرض
3. Reset button مفتاح اعادة الضبط
4. Temperature Sensor (Optional) حساس للحرارة
5. .12V DC (مرابط توصيل الحمل)
6. 12V مرابط توصيل البطارية
7. مرابط توصيل الالواح الشمسية
انواع منظمات الشحن المستخدمة في منظومة الطاقة الشمسية
هناك انواع عديدة من منظمات الشحن (منظمات شحن الطاقه الشمسيه) واهم نوعين اساسين هما (PWM) و MPPT :
منظم الشحن PWM
منظم الشحن من نوع تعديل عرض النبضة PWM وهي اختصارا للكلمات (Pulse-width modulation) وسمي بهذا الاسم لان المنظم من هذا النوع يقوم بارسال التيار الكهربائي الى البطارية على شكل نبضات كهربيائة pluse ويقوم هذا النوع بتعديل عرض النبظات وفقا لحجم التيار الكهربائي المخزن في البطارية. ويمكن استخدامه في الانظمة الصغيره او الانظمة التي تكون درجة حرارة الخلايا الشمسية فيها بين °C45 و °C75.
تتميز المنظمات من نوع PWM بانها اقل ثمنا من المنظمات الاخرى وتصلح للانظمة الصغيره.
منظم الشحن MPPT
تتميز منظمات الشحن من نوع MPPT بقدرتها على الاستغلال الامثل للتيار الكهربائي القادم من الخلايا الشمسية لشحن البطاريات الا انها بكل تاكيد اغلى ثمنا من المنظمات من نوع PWM
والاختصار MPPT ماخوذ من العبارة الانجليزية (Maximum Power Point Tracking) والتي تشير الى طريقة عمل هذه المنظمات (تتبع نقطة الطاقة القصوى)، وهي عبارة عن محولات تيار كهربائي dc-to-dc والتي يقوم فيها المنظم بتمرير التيار الكهربائي على شكل نبضات من الخلايا الشمسية الى البطاريات بافضل جهد كهربائي يمكن شحن البطاريات من خلالة حيث تعتمد على مبدأ استخلاص الطاقة العظمى الممكنة من الخلايا الشمسية و ذلك عن طريق تغير فرق الجهد (الفولتية) بحيث تعطي أعظم استطاعة خرج لها. ويفضل استخدامها في الانظمة الكبيرة او التي يزيد فيها فرق الجهد للتيار الكهربائي الصادر من الخلايا الشمسية عن فرق الجهد الخاص بالبطاريات (مثلا يمكن استخدام خلايا شمسية تنتج جهدا كهربائيا قدرة 36 فولت وتمريرة لمنظم شحن من نوع MPPT لشحن بطارية فرق جهدها 12 فولت وهذا الامر غير ممكن في منظمات الشحن من نوع PWM) او عندما تكون درجة حرارة الخلايا الشمسية اقل من 45°C او اعلى من 75°C.
وظائف منظم الشحن:
منظم الشحن هذا له عدة وظائف سنذكر اهمها
• يحوي منظم الشحن فيوز (fuse) يعمل على حماية الخلية الشمسية من التلف في حالة تلامس اقطاب الخلايا معا وعند حدوث قصر في الدائرة (short circuit).
• يعمل المنظم على تنظيم وتثبيت الفولية التي تخرج من الخلية إلى الجهاز الذي يعمل على الجهد المستمر DC، ويعتبر هذا الامر مهم، بسبب إختلاف قوة أشعة الشمس.
• يقوم المنظم بمهمة تنظيم شحن البطارية على الدقة الأمثل ، بحيث أن عملية الشحن تختلف في آليتها عن مجرد توفير مصدر للطاقة ، وتكون قيمة جهد الشحن مساوية لقيمة البطارية وقيمة تيار الشحن تساوي تقريبا 15% من التيار الذي تتسع له البطارية
• يعمل على ضمان عدم رجوع تيار كهربي من البطارية إلي الخلية الشمسية مرة اخرى ، لأنه في حالة فصل الحمل وعدم وجود منظم للشحن ، فإن الخلايا الشمسية يمكن إعتبارها حمل يعمل على سحب التيار من البطارية إلي الخلايا بشكل عكسي مرة أخرى مما يعمل على إتلافها مع الزمن
التوصيل والتركيب
كما هو واضح من الشكل فالمنظم يتألف من ثلاث مداخل رئيسية:
• المدخل الأول له قطبيتين (قطبية موجبة وقطبية سالبة) وهو خاص بالألواح الشمسية ويتم توصيله سواء لوح واحد أو عدد من الألواح على التفرع او على التسلسل حسب النظام الذي تم تصميم المنظومة عليه فيما إذا كان 12 أو 24 أو 36 أو 48 فولت.
• المدخل الثاني له قطبيتين (قطبية موجبة وقطبية سالبة) خاص بالبطارية ومنها تستطيع توصيل بطارية واحدة أو عدد من البطاريات سواءً على التسلسل أو على التفرع حسب النظام المتبع في المنظومة والتصميم.
• المدخل الثالث ايضا له قطبيتين (قطبية موجبة وقطبية سالبة) وهو خاص بالأحمال وتستطيع توصيل أحمال مختلفة مثل اللمبات والكومبيوتر والتلفزيون ومودم الإنترنت أو غيرها إذا كان النظام المتبع 12 فولت مثلاً؛ أما إذا كان النظام المتبع هو 24 فولت فأنت بحاجة إلى محول فولتية من 24 إلى 12 فولت.
منظم الشحن أو ما يسمى بـ (solar charge controller)هو عبارة عن جهاز إلكتروني يقوم بتنظيم الجهد الكهربائي الوارد من الخلايا الشمسية قبل ذهابه إلى بطاريات الطاقة الشمسية وكذلك الجهد الصادر من البطارية إلى الحمل الكهربائي وذلك للمحافظة على سلامة البطاريات المستخدمة والتأكد من شحنها بشكل سليم واستخدامها بصورة أمثل. ومنظم الشحن هذا هو أحد المكونات الاساسية لمنظومة الطاقة الشمسية
الشكل الخارجي لمنظم الشحن:
الشكل التالي يبين الوجه الامامي لمنظم الشحن
حيث ان:
1. Battery LED Indicator مؤشر البطارية
2. LCD Display شاشة العرض
3. Reset button مفتاح اعادة الضبط
4. Temperature Sensor (Optional) حساس للحرارة
5. .12V DC (مرابط توصيل الحمل)
6. 12V مرابط توصيل البطارية
7. مرابط توصيل الالواح الشمسية
انواع منظمات الشحن المستخدمة في منظومة الطاقة الشمسية
هناك انواع عديدة من منظمات الشحن (منظمات شحن الطاقه الشمسيه) واهم نوعين اساسين هما (PWM) و MPPT :
منظم الشحن PWM
منظم الشحن من نوع تعديل عرض النبضة PWM وهي اختصارا للكلمات (Pulse-width modulation) وسمي بهذا الاسم لان المنظم من هذا النوع يقوم بارسال التيار الكهربائي الى البطارية على شكل نبضات كهربيائة pluse ويقوم هذا النوع بتعديل عرض النبظات وفقا لحجم التيار الكهربائي المخزن في البطارية. ويمكن استخدامه في الانظمة الصغيره او الانظمة التي تكون درجة حرارة الخلايا الشمسية فيها بين °C45 و °C75.
تتميز المنظمات من نوع PWM بانها اقل ثمنا من المنظمات الاخرى وتصلح للانظمة الصغيره.
منظم الشحن MPPT
تتميز منظمات الشحن من نوع MPPT بقدرتها على الاستغلال الامثل للتيار الكهربائي القادم من الخلايا الشمسية لشحن البطاريات الا انها بكل تاكيد اغلى ثمنا من المنظمات من نوع PWM
والاختصار MPPT ماخوذ من العبارة الانجليزية (Maximum Power Point Tracking) والتي تشير الى طريقة عمل هذه المنظمات (تتبع نقطة الطاقة القصوى)، وهي عبارة عن محولات تيار كهربائي dc-to-dc والتي يقوم فيها المنظم بتمرير التيار الكهربائي على شكل نبضات من الخلايا الشمسية الى البطاريات بافضل جهد كهربائي يمكن شحن البطاريات من خلالة حيث تعتمد على مبدأ استخلاص الطاقة العظمى الممكنة من الخلايا الشمسية و ذلك عن طريق تغير فرق الجهد (الفولتية) بحيث تعطي أعظم استطاعة خرج لها. ويفضل استخدامها في الانظمة الكبيرة او التي يزيد فيها فرق الجهد للتيار الكهربائي الصادر من الخلايا الشمسية عن فرق الجهد الخاص بالبطاريات (مثلا يمكن استخدام خلايا شمسية تنتج جهدا كهربائيا قدرة 36 فولت وتمريرة لمنظم شحن من نوع MPPT لشحن بطارية فرق جهدها 12 فولت وهذا الامر غير ممكن في منظمات الشحن من نوع PWM) او عندما تكون درجة حرارة الخلايا الشمسية اقل من 45°C او اعلى من 75°C.
وظائف منظم الشحن:
منظم الشحن هذا له عدة وظائف سنذكر اهمها
• يحوي منظم الشحن فيوز (fuse) يعمل على حماية الخلية الشمسية من التلف في حالة تلامس اقطاب الخلايا معا وعند حدوث قصر في الدائرة (short circuit).
• يعمل المنظم على تنظيم وتثبيت الفولية التي تخرج من الخلية إلى الجهاز الذي يعمل على الجهد المستمر DC، ويعتبر هذا الامر مهم، بسبب إختلاف قوة أشعة الشمس.
• يقوم المنظم بمهمة تنظيم شحن البطارية على الدقة الأمثل ، بحيث أن عملية الشحن تختلف في آليتها عن مجرد توفير مصدر للطاقة ، وتكون قيمة جهد الشحن مساوية لقيمة البطارية وقيمة تيار الشحن تساوي تقريبا 15% من التيار الذي تتسع له البطارية
• يعمل على ضمان عدم رجوع تيار كهربي من البطارية إلي الخلية الشمسية مرة اخرى ، لأنه في حالة فصل الحمل وعدم وجود منظم للشحن ، فإن الخلايا الشمسية يمكن إعتبارها حمل يعمل على سحب التيار من البطارية إلي الخلايا بشكل عكسي مرة أخرى مما يعمل على إتلافها مع الزمن
التوصيل والتركيب
كما هو واضح من الشكل فالمنظم يتألف من ثلاث مداخل رئيسية:
• المدخل الأول له قطبيتين (قطبية موجبة وقطبية سالبة) وهو خاص بالألواح الشمسية ويتم توصيله سواء لوح واحد أو عدد من الألواح على التفرع او على التسلسل حسب النظام الذي تم تصميم المنظومة عليه فيما إذا كان 12 أو 24 أو 36 أو 48 فولت.
• المدخل الثاني له قطبيتين (قطبية موجبة وقطبية سالبة) خاص بالبطارية ومنها تستطيع توصيل بطارية واحدة أو عدد من البطاريات سواءً على التسلسل أو على التفرع حسب النظام المتبع في المنظومة والتصميم.
• المدخل الثالث ايضا له قطبيتين (قطبية موجبة وقطبية سالبة) وهو خاص بالأحمال وتستطيع توصيل أحمال مختلفة مثل اللمبات والكومبيوتر والتلفزيون ومودم الإنترنت أو غيرها إذا كان النظام المتبع 12 فولت مثلاً؛ أما إذا كان النظام المتبع هو 24 فولت فأنت بحاجة إلى محول فولتية من 24 إلى 12 فولت.
التعديل الأخير بواسطة المشرف:
