حل مسألة توليد الطاقة الكهربائية من السراج الوهاج (الشمس)

نتابع بعون الله الآن إضافة نظام توليد طاقة كهربائية من الطاقة الشمسية لتغذية المحرك السابق دراسته (200 كيلوات) بوجود إنفرتر (200 كيلوات) بحيث تكون الأفضلية لمنبع الطاقة الشمسية خلال توفر أشعة الشمس نهاراً ثم منبع الشبكة الكهربائية ثم منبع مجموعة التوليد في حال عدم توفر الشبكة أو عدم توفر الشمس نهاراً وغيابها ليلاً.
لقراءة نص المسألة يرجى الضغط هنا
سنأخذ طلبات المشروع الثلاثة عشر واحد تلو الآخر، ونبدأ بالطلب الأول وهو حساب:

1- عدد ألواح المصفوفة الشمسية ؟
الحل:
ننطلق من إستطاعة الإنفرتر كونه سيستقبل الطاقة مباشرة من الألواح الشمسية:

1. إستطاعة الإنفرتر المركب سابقاً 200 كيلوات.
2. تقدر مفاقيد مجموعة الألواح الشمسية، بالإضافة لمفاقيد جهاز الإنفرتر والتي تتضمن هبوطات التوتر في كابلات الوصل، وطريقة تثبيت الألواح من حيث الإتجاه والميل، وطريقة تركيب الإنفرتر وأثر عوامل الطقس المحيطة به، تقدر بـ 25% كحد أعظمي.
3. وبالتالي تكون إستطاعة الألواح الشمسية الواجب تركيبها في موقع المشروع تساوي إلى: 200 ك.و مضروباً بالعامل 1.25 فنحصل على 250 KWp 
4. تسمى هذه الإستطاعة بالإستطاعة المركبة ويعبر عنها بالرمز التالي: 250 KWp
5. الرمز p المرافق لواحدة الإستطاعة يرمز إلى أنها من الألواح الشمسية ومأخوذة من المصطلح Photo-Voltaic أو من المصطلح Peak 
6. وبما أن الإستطاعة الإسمية للوح الشمسي هي 265 Wp.
7.  فيكون عدد الألواح اللازم تركيبها في الموقع هو: 250 KWp نقسمها على إستطاعة اللوح الواحد فنحصل على 943 لوح شمسي بإهمال الكسور في الجواب.

بعد أن حسبنا في الطلب الأول عدد ألواح المصفوفة الشمسية، وكان الجواب 943 لوح إستطاعة الواحد 265 وات.
نتابع بعون الله الآن حل الطلبان الثاني والثالث وهما حساب:

2- عدد الألواح في أسطرالمصفوفة الألواح الشمسية؟
3- عدد أسطر المصفوفة الشمسية؟
الحل:

1. ننطلق من قيمة التوتر المستمر داخل الإنفرتر بعد مرحلة التقويم وتؤخذ هذه القيمة من كتيب الإستخدام للجهاز وتكون هذه القيمة في الإنفرترات ثلاثية الطور بحدود 550 فوات مستمر ويمكن لهذه القيمة أن تكون أكبر أو أصغر بحدود 10% حسب الشركة الصانعة لجهاز الإنفرتر.
2.  ثم نأخذ التوتر الإسمي للوح المقترح وهو في مشروعنا (31.2 فولت) ونقسم قيمة التوتر المستمر للإنفرتر على قيمة التوتر الإسمي للوح فنحصل على القيمة 17.6 ندور الرقم إلى 18 ليمثل عدد الألواح التسلسلية في أسطر المصفوفة وبالتالي يكون التوتر الناتج عن كل سطر هو 561.6 فولت مستمر بتيار قدره 8.5 أمبير مأخوذة قيمة التيار من نشرة مواصفات اللوح.
3.  تبين في القرة السابقة أنه يحتاج إلى 18 لوح يتم وصلهم على التسلسل ويشكلوا سطر من أسطر المصفوفة وبنفس الوقت عدد الأعمدة، لنحسب الآن عدد الأسطر وذلك بتقسيم العدد الإجمالي الذي حصلنا عليه في الطلب الأول 943 على عدد الألواح في السطر الواحد 18 لوح فنحصل على القيمة 52.38 ندور الرقم إلى 54 ليكون الرقم زوجي ويساعد في توزيع المصفوفة وليمثل عدد الأسطر في المصفوفة الشمسية و توصل جميع الأسطر على التفرع ليكون لديها المقدرة على إعطاء تيار إسمي قدره 458.65 أمبير مستمر إلى دخل الإنفرتر يستهلك منه الإنفرتر حاجته من هذا التيار.
4.  وتصبح المصفوفة مؤلفة من 54 سطر و 18 عمود وبالتالي نحصل على مصفوفة ألواح شمسية مؤلفة من 972 لوح شمسي بإستطاعة اللوح 265 وات وتملك توتر إسمي قدره 561.6 فولت وتيار إسمي قدره 458.65 أمبير وإستطاعة إسمية قدرها 257580 وات مستمر.
5. المخطط المرفق يبين تصميم توضع مصفوفة الألواح الشمسية في الحقل بعد إجراء الحسابات.

نفتح باب النقاش وتبادل الآراء وبإذن الله نتابع بعد يومين بالطلب التالي في المشروع.
م. إحسان بوادقجي