مبدأ عمل ومبدأ تصميم نظام مراقبة الطاقة الشمسية

أصبح استخدام الطاقة الشمسية شائعًا جدًا. وهي مناسبة للبيئات التي يصعب فيها المراقبة وتوفير الطاقة في المناطق البرية، مثل التلال الجرداء والطرق وأحواض الأسماك، وما إلى ذلك. توفر الطاقة الشمسية حلاً جيدًا لتوفير الطاقة لأنظمة المراقبة بالفيديو. فيما يلي وصف تفصيلي للمعدات المستخدمة في نظام المراقبة الشمسية وتصميم مخططه العام. 1. معدات تزويد الطاقة الشمسية 1. تتكون ألواح نظام المراقبة الشمسية بشكل أساسي من السيليكون أحادي البلورة، والسيليكون متعدد البلورات، والسيليكون غير المتبلور، وغيرها من المواد. ألواح السيليكون أحادي البلورة: تبلغ كفاءة التحويل الكهروضوئي حوالي 15%، ويمكن أن تصل إلى 24%، وهي الأعلى بين مختلف أنواع الألواح الشمسية، ولكن تكلفة تصنيعها مرتفعة. بشكل عام، يمكن أن يصل عمرها الافتراضي إلى 15 عامًا، أو حتى 25 عامًا. ألواح السيليكون متعدد البلورات: تبلغ كفاءة التحويل الكهروضوئي حوالي 12%، وتكلفتها أقل قليلاً من تكلفة السيليكون أحادي البلورة، وعمرها الافتراضي أقصر. الألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون غير المتبلور: يمكنها توليد الكهرباء حتى في ظروف الإضاءة المنخفضة. تبلغ نسبة التحويل الكهروضوئي للألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون غير المتبلور والمتطورة عالميًا حوالي 10%، وتتناقص كفاءة التحويل مع مرور الوقت. 2. وحدة تحكم نظام مراقبة الطاقة الشمسية: تُعرف وحدة تحكم نظام مراقبة الطاقة الشمسية أيضًا باسم وحدة تحكم الشحن والتفريغ الشمسي، وهي جهاز تحكم آلي يُستخدم في نظام توليد الطاقة الشمسية للتحكم في مصفوفة الخلايا الشمسية متعددة القنوات لشحن البطارية، ومن ثم تزويد البطارية لحمل العاكس الشمسي بالطاقة. تنظم هذه الوحدة وتتحكم في ظروف شحن وتفريغ البطارية، وتتحكم في خرج الطاقة من مكونات الخلايا الشمسية والبطارية إلى الحمل وفقًا لاحتياجاته من الطاقة. وهي الجزء الأساسي للتحكم في نظام الطاقة لنظام مراقبة الطاقة الشمسية بأكمله. 3. كما يوحي الاسم، تُعد البطارية مخزنًا للكهرباء، حيث تخزن بشكل أساسي الطاقة الكهربائية المُحولة من الألواح الشمسية، والتي يمكن إعادة تدويرها عدة مرات. في نظام المراقبة المتكامل، تحتاج بعض الأجهزة إلى طاقة تيار متردد 220 فولت و110 فولت، بينما يكون خرج الطاقة الشمسية المباشر عادةً 12 فولت تيار مستمر، و24 فولت تيار مستمر، و48 فولت تيار مستمر. لذا، لتوفير الطاقة للأجهزة التي تعمل بجهد 22 فولت تيار متردد و110 فولت تيار متردد، يلزم إضافة محول تيار مستمر/متردد إلى النظام لتحويل طاقة التيار المستمر المولدة في نظام توليد الطاقة الكهروضوئية الشمسية إلى طاقة تيار متردد. ثانيًا، مبدأ عمل نظام المراقبة الشمسية: 1. عندما تكون أشعة الشمس قوية، يتجمع التيار المتولد من وحدات الطاقة الكهروضوئية الشمسية في وحدة التحكم، التي بدورها تراقب إمداد الطاقة. تقوم وحدات الطاقة الكهروضوئية بتزويد مكونات نظام المراقبة بالفيديو بالطاقة عبر وحدة التحكم، وتخزن الطاقة الزائدة في نظام تخزين الطاقة. ٢. عندما يكون ضوء الشمس ضعيفًا، وعندما لا تكفي الطاقة الكهربائية المولدة من لوحة وحدة تخزين الطاقة الشمسية لتلبية احتياجات نظام المراقبة بالفيديو، يمكن للحمل الحصول على الطاقة من لوحة وحدة تخزين الطاقة الشمسية، ويكون نظام تخزين الطاقة في حالة تفريغ، مما يضمن التشغيل المستقر لنظام المراقبة بالفيديو. ٣. عندما تكون ظروف سطوع الشمس غير جيدة ليلًا، أو في الأيام الغائمة، وما إلى ذلك، يقوم نظام تخزين الطاقة بتشغيل نظام المراقبة بالفيديو. ٣. مبادئ تصميم نظام مراقبة الطاقة الشمسية: ١. أين يُستخدم نظام توليد الطاقة الشمسية؟ ما هو الإشعاع الشمسي في هذه المنطقة؟ ٢. ما هي قدرة جهاز المراقبة؟ ٣. ما هو جهد الحمل، تيار مستمر أم تيار متردد؟ ٤. كم ساعة في اليوم يحتاج الحمل إلى العمل؟ ٥. في الأيام الممطرة التي لا تتوفر فيها أشعة الشمس، كم يومًا يمكن لنظام مراقبة الطاقة الشمسية أن يزود الطاقة بشكل مستمر؟