كان توماس ألفا إديسون ونيكولا تيسلا رائدين في مجال الكهرباء، حيث اكتشف كل منهما التيار المتردد (AC) والتيار المستمر (DC). حصل إديسون على براءة اختراع التيار المستمر، وحصل تيسلا على براءة اختراع التيار المتردد، ولكن في ذلك الوقت كان التيار المستمر هو التيار القياسي. ولكن كما تعلمون، لا تعمل جميع الأجهزة بالتيار المستمر. وقد أصبحت هذه مشكلة قائمة، إذ لم يكن من السهل تحويله إلى جهد أعلى أو أقل في السابق. ولكن مع اكتشاف التيار المتردد، تم حل هذه المشكلة باستخدام المحولات. وبالعودة إلى الطاقة الشمسية، هل أنت محتار بين التيار المتردد والتيار المستمر؟ هل تبحث عن معرفة ما إذا كانت الألواح الشمسية قادرة على إنتاج تيار متردد؟ إذا كانت هذه الأسئلة تدور في ذهنك، فأنت في المكان الصحيح. هذه المقالة مخصصة للإجابة على هذه الأسئلة المتعلقة بالطاقة الشمسية، والألواح الشمسية، ومخرجات التيار المتردد والمستمر.
ما هو الفرق بين الألواح الشمسية AC و DC؟
كما تعلمون، الألواح الشمسية عبارة عن صفائح سيليكونية تُصنع بثلاثة أنواع: أحادية البلورة، ومتعددة البلورات، وأغشية رقيقة (غير متبلورة). وبغض النظر عن نوعها وكفاءتها، فإنها تُوفر نفس نوع الطاقة. يُشير التيار هنا إلى معدل تدفق الإلكترونات (الشحنة الكهربائية). ولكن بما أن بعضكم لا يزال يخلط بين التيار المتردد والتيار المستمر، فإليكم وصف موجز لكليهما. افهموا الفرق بينهما، ثم سننتقل إلى أسئلة أخرى.
كلا من التيار المتناوب والتيار المستمر أنواع تدفق التيار على شكل شحنة كهربائية. اختصارا AC وDC يرمزان إلى التيار المتناوب والتيار المستمر.
يتدفق التيار المستمر (DC) في نفس الاتجاه، بينما يتغير اتجاه التيار المتردد (AC) باستمرار. تتحرك الإلكترونات في التيار المتردد ذهابًا وإيابًا، ناقلةً الطاقة إلى الجهاز الطرفي.
على الرسم البياني، يبدو خط التيار المستمر وكأنه خط مسطح بينما يشكل التيار المتردد أنماطًا تشبه الموجة أو الجيبية.
هل الطاقة الشمسية تيار متردد أم مستمر؟
بعد فهم الفروق الأساسية بين التيار المتردد والتيار المستمر، دعونا نوضح ما هو التيار المتردد أو المستمر للطاقة الشمسية. ولفهم ذلك، يجب أن نفهم آلية عمل الألواح الشمسية. فعندما تشجع أشعة الشمس على الألواح الشمسية تدفق الإلكترونات، يُنتج التيار المستمر. وعندما تتدفق هذه الإلكترونات في نفس الاتجاه، الطاقة الشمسية هي تيار مستمر (DC).
هل تُنتج الألواح الشمسية تيارًا مترددًا؟ لماذا تُنتج الألواح الشمسية تيارًا مستمرًا؟
نعم، الكهرباء المولدة من الألواح الشمسية هي تيار متردد بشكل مباشر وغير مباشر. لأن التيار في البداية يكون مباشرًا (DC) لأن تدفقه أحادي الاتجاه، أي أنه يتدفق في اتجاه واحد من الألواح إلى العاكس. وبالتالي، نقول إن الألواح الشمسية تُنتج تيارًا مستمرًا. مع ذلك، تحتوي الألواح الشمسية على شرائح IC ذكية مدمجة (دارة متكاملة) لذلك إذا كنت تستخدم منافذ USB في الألواح الشمسية للشحن أو لأغراض مماثلة، فإن شرائح IC ستوفر طاقة التيار المتردد للجهاز المتصل.
أما بالنسبة للتيار المتردد فيمكننا القول أن تنتج الألواح الشمسية تيارًا متناوبًا بشكل غير مباشريعود ذلك إلى أنه يُستمد من نفس التيار المستمر الذي تولده الألواح ويُغذّى به العاكسات. نعم، العاكس هو الجهاز المسؤول عن تحويل التيار المستمر إلى تيار متردد. أعتقد أن سبب إنتاج التيار المستمر من الألواح الشمسية يعود إلى أن العاكسات لا تستطيع سوى تحويل التيار المستمر إلى تيار متردد، وأن العاكسات ضرورية لضمان سلاسة عمل النظام.
بصراحة، الإجابة على سؤال "هل تستطيع الألواح الشمسية إنتاج تيار متردد؟" هي لا، لا يمكنها ذلك. ولكن هذا هو سبب استخدام العاكسات في أنظمة الطاقة الشمسية، لأنها تحوّل التيار المستمر الذي تستقبله الألواح إلى تيار متردد. وهذا التيار المتردد تُغذي أجهزتك والأجهزة المنزلية الأخرى. بعد أن تعرفت على مفهوم الطاقة الشمسية (تيار متردد أو تيار مستمر)، ستعرف أن الطاقة المستمدة من الألواح الشمسية (تيار متردد أو تيار مستمر).
تتطلب معظم أجهزتنا المنزلية تيارًا مترددًا. يتميز تيار التيار المتردد بالمرونة ويمكن تحويله إلى مستويات جهد مختلفة، ولذلك تستخدم الأجهزة المنزلية التيار المتردد كمدخل. باستخدام محول رفع الجهد، يرتفع الجهد، بينما يخفضه محول خفض الجهد. بعض الأحمال التي تتطلب العاصمة السلطة تحتوي بعض الأجهزة أيضًا على محول مدمج لتحويل التيار المستمر إلى تيار متردد. الآن، حان الوقت لاستكشاف كيفية تحويل الألواح الشمسية للتيار المستمر إلى تيار متردد.
هل تقوم الألواح الشمسية بتحويل التيار المستمر إلى تيار متردد، متى وكيف؟
لا بد أنك سمعتَ مصطلح الألواح الشمسية ذات التيار المتردد. المصطلح نفسه يوحي بأن هذه الألواح تُنتج طاقة تيار متردد، لكن هذا ليس الحال هنا. تحتوي الألواح الشمسية ذات التيار المتردد على محولات دقيقة مُلحقة بها، وهنا أيضًا... يتم التحويل مرة أخرى عن طريق العاكسات، بغض النظر عن حجمها. الفرق الوحيد هو أن التحويل في المحولات الدقيقة يتم بشكل فردي لكل لوحة. أما المحولات السلسلة، فتستقبل الطاقة من كامل مصفوفة الطاقة الشمسية وتحولها دفعة واحدة. بعد ذلك، لنرَ ما إذا كان التيار المتردد هو التيار المستمر أم التيار المتردد للألواح الشمسية.
انظر أيضا: أهم 10 خرافات حول الطاقة الشمسية
هل تعمل اللوحة الشمسية بالتيار المستمر أو التيار المتردد؟
كيف تعرف أن اللوحة الشمسية تحتوي على تيار مستمر؟ كما تعلم الآن، التيار المزود إلى العاكس من الألواح هو تيار مستمر. لكن الألواح نفسها تُزوّد الأجهزة المتصلة بمنافذ USB بتيار متردد. الآن، إذا كنتَ بحاجة إلى التأكد مما إذا كانت الألواح الشمسية تُزوّد العاكسات بتيار مستمر، يمكنك تجربة الطريقة التالية التي تحتاج فيها إلى مقياس متعدد.
- وصّل السلك الموجب لجهاز القياس المتعدد بالطرف الموجب (السلك الموجب) للوحة الشمسية، والسلك السالب بالطرف السالب. ستظهر لك النتيجة وهي تيار قصر الدائرة للوحة الشمسية. بعد ذلك، لنتعرف على سعة التيار المتردد والمستمر للطاقة الشمسية.
انظر أيضا: كيفية اختبار لوحة الطاقة الشمسية باستخدام مقياس متعدد؟
ما هي سعة التيار المتردد مقابل المستمر لمحول الطاقة الشمسية والألواح الشمسية؟
هنا يشير مصطلح سعة التيار المتردد إلى حجم العاكس هذا هو معبرًا عنه بالواط (وات). من ناحية أخرى، تُشير سعة التيار المستمر إلى إجمالي قدرة الألواح الشمسية. الآن وقد تعرفت على الطاقة الشمسية (تيار متردد أم تيار مستمر)، تعرّف على الفرق بين سعة التيار المتردد وسعة التيار المستمر لعاكسات الطاقة الشمسية والألواح الشمسية.
لتحديد سعة التيار المتردد للعاكس، عليك فحصه والاطلاع على تفاصيله. في حال وجود أكثر من عاكس، اجمع قوتهم الكهربائية لتحديد سعتهم الإجمالية للتيار المتردد. لا تنسَ تحويل سعتهم المُبلغ عنها من كيلووات (kW) إلى واط عن طريق ضربه في 1000.
عند تحديد إجمالي قدرة الألواح الشمسية، ابحث عن تصنيفها في جدول مواصفاتها. اجمع هذا التصنيف بعدد الألواح الشمسية في المجموعة، وستكون النتيجة النهائية بالواط.
إذن، ما الذي تعلمته اليوم عن الطاقة الشمسية، هل هي تيار متردد أم تيار مستمر؟ الطاقة الشمسية ليست تيارًا مترددًا ولا تيارًا مستمرًا، ولكن عندما تمتصها خلايا السيليكون الكهروضوئية ذات طبقتي رقاقة (واحدة سالبة وأخرى موجبة)، يُولّد المجال الكهربائي الموجود داخل الخلية الشمسية تيارًا كهربائيًا. ولأن هذا التيار أحادي الاتجاه، فهو تيار مستمر، وعندما يدخل هذا التيار إلى العاكس، يتحول إلى تيار متردد. لذا، يمكننا القول، كبديل، إن الطاقة الشمسية تجمع بين الاثنين. ما الفرق بين الألواح الشمسية ذات التيار المتردد والتيار المستمر؟ أما بالنسبة للألواح الشمسية ذات التيار المستمر، فهي تلك المتصلة بعاكسات شمسية سلكية، بينما تحتوي الألواح الشمسية ذات التيار المتردد على عاكسات دقيقة تُمكّن من تحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر فورًا، ومن هنا جاءت تسميتها بألواح التيار المتردد.
