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.
التيار المتردد والتيار المستمر نوعان من أنواع تدفق التيار الكهربائي. ويرمز اختصار AC إلى التيار المتردد، بينما يرمز اختصار DC إلى التيار 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 الكهروضوئية (الألواح الشمسية) هي تيار متردد بشكل مباشر وغير مباشر. ففي البداية، يكون التيار مستمرًا (DC) لأن تدفقه أحادي الاتجاه، أي أنه يتدفق في اتجاه واحد من الألواح إلى العاكس. لذلك، نقول إن الألواح الشمسية تنتج تيارًا مستمرًا. ومع ذلك، تحتوي الألواح الشمسية على رقائق دوائر متكاملة ذكية مدمجة ، لذا إذا استخدمت منافذ USB في الألواح الشمسية للشحن أو لأغراض مماثلة، فإن هذه الرقائق ستزود الجهاز المتصل بتيار متردد.
أما بالنسبة للتيار المتردد، فيمكننا القول إن الألواح الشمسية تُنتج تيارًا مترددًا بشكل غير مباشر . وذلك لأنه مُستمد من نفس التيار المستمر الذي تولده الألواح ويُغذّي العواكس. نعم، العاكس هو الجهاز المسؤول عن تحويل التيار المستمر إلى تيار متردد. أعتقد أن سبب إنتاج الألواح الشمسية للتيار المستمر هو أن العواكس لا تستطيع سوى تحويل التيار المستمر إلى تيار متردد، وهي ضرورية لضمان التشغيل السلس للنظام.
بصراحة، الإجابة على سؤال "هل يمكن للألواح الشمسية إنتاج تيار متردد؟" هي لا. ولكن لهذا السبب تُستخدم العواكس في أنظمة الطاقة الشمسية، لأنها تحول التيار المستمر القادم من الألواح إلى تيار متردد. وهذا التيار المتردد يُشغل أجهزتك المنزلية. بعد معرفة مفهوم ما إذا كانت الطاقة الشمسية تيارًا مترددًا أم مستمرًا، ستدرك أن الطاقة المُستمدة من الألواح الشمسية هي تيار متردد أم مستمر.
معظم أجهزتنا المنزلية تتطلب طاقة التيار المتردد. يتميز التيار المتردد بمرونته، حيث يمكن تحويله إلى مستويات جهد مختلفة، ولهذا السبب تستخدم الأجهزة المنزلية التيار المتردد كمصدر للطاقة. باستخدام محول رافع للجهد، يتم رفع الجهد، بينما يقوم محول خافض للجهد بخفضه. بعض الأحمال التي تتطلب طاقة التيار المستمر (DC) تحتوي أيضًا على محول مدمج في محولها لتحويل التيار المستمر إلى تيار متردد. الآن، حان الوقت لاستكشاف ما إذا كانت الألواح الشمسية تحول التيار 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 أيضًا : أهم 10 خرافات حول الطاقة الشمسية
هل تعمل اللوحة الشمسية بالتيار المستمر أو التيار المتردد؟
كيف تعرف ما إذا كانت الألواح الشمسية تُزوّد العاكس بتيار مستمر؟ كما تعلم، فإن التيار المُزوّد للعكس من الألواح هو تيار مستمر. لكن هذه الألواح نفسها تُزوّد الأجهزة المتصلة بمنافذ USB بتيار متردد. الآن، إذا كنت ترغب في التأكد مما إذا كانت الألواح الشمسية تُزوّد العاكس بتيار مستمر أم لا، يمكنك تجربة الطريقة التالية التي تتطلب جهاز قياس 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 أيضًا : كيفية اختبار لوحة شمسية باستخدام جهاز قياس متعدد؟
ما هي سعة التيار المتردد مقابل المستمر لمحول الطاقة الشمسية والألواح الشمسية؟
يشير مصطلح "سعة التيار المتردد" هنا إلى حجم العاكس، ويُقاس بالواط (W). أما "سعة التيار المستمر" فتشير إلى إجمالي قدرة الألواح الشمسية بالواط. بعد أن عرفت ما إذا كانت الطاقة الشمسية تعمل بالتيار المتردد أم المستمر، تعرّف على الفرق بين سعة التيار المتردد والتيار المستمر لعواكس الطاقة الشمسية والألواح الشمسية.
لتحديد سعة التيار المتردد لجهاز العاكس، عليك فحص قسم التفاصيل الخاص به. في حال وجود أكثر من جهاز عاكس، اجمع استهلاك الطاقة (بالواط) لتحديد إجمالي سعة التيار المتردد. لا تنسَ تحويل السعة المُعلنة من كيلوواط (kW) إلى واط (بالواط) بضربها 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.
