منظم الشحن

منظم الشحن (solar charge controller) جهاز الكتروني يقوم بتنظيم الجهد الكهربائي الوارد من الخلايا قبل مروره الي البطاريات والصادر من البطارية الى الحمل الكهربائي وذلك للمحافظة على البطاريات المستخدمة والتاكد من شحنها واستخدامها بصورة أمثل

وظائف الشاحن الشمسي

تنظيم شحن البطاريات بمعنى السماح بالشحن الكامل دون الوصول إلى حالة الشحن الزائد. فمثلأ لو كانت البطاريات المستخدمة من نوع الجل من المعروف ان جهد 12.85 يعني وصول البطارية الي شحن بنسبة 100%, نجد المنظم يقوم بعملية شحن سريع حتي الوصول الي جهد 12.60 فولت (75% نسبة شحن). ثم بعدها تتناقص تدريجيا سرعة الشحن بصرف النظر عن التيار القادم من الألواح حتي يتم الوصول الي الجهد 12.85 (شحن كامل), و بعدها تتوقف عملية الشحن تماما و يتم فصل التيار القادم من الألواح. كل هذه العملية هدفها الحفاظ علي عمر بطاريات النظام

انواع الشواحن المستخدمة في الأنظمة الفوتوفوطية

هناك نوعين اساسين من الشواحن هما

PWM

MPPT

منظم الشحن PWM

منظم الشحن القديم من نوع PWM وهي اختصارا للكلمات (Pulse-width modulation) وسمي بهذا الاسم لان هذا النوع يقوم بارسال التيار الكهربائي الى البطارية على شكل نبضات كهربيائة تسمى (pulse) ويقوم هذا النوع بتعديل عرض النبظات وفقا لحجم التيار الكهربائي المخزن في البطارية. العيب الخطير في المنظمات PWM انها تقوم

بخفض الفولت مع الأبقاء علي نفس الأمبير

مثال: لوح 250 وات قياسي بتم توصيله بمنظم PWM لشحن بطاريتين 12 فولت تم توصيلهم علي التوالي الجهد الداخل الي المنظم 36 فولت و 5 امبير اثناء الظهر …. اجمالي القدرة بالوات = 36 * 5 = 180 وات نجد هنا ان المنظم سوف يقوم بخفض جهد شحن البطاريات الي 25.6

فولت مع ابقاء التيار عند 5 امبير الكهرباء التي يتم شحنها بالوات = 25.6 * 5 = 128 وات

الفاقد في الكهرباء= % !!30

منظم الشحن MPPT

سميت هذه الشواحن بـ MPPT اختصارا من العبارة الانجليزية (Maximum Power Point Tracking) والتي تشير الى طريقة عملها (تتبع نقطة الطاقة القصوى)، وهي عبارة عن محولات تيار كهربائي dc-to-dc تقوم بتمرير التيار الكهربائي على شكل نبضات مثل النوع PWM تتميز المنظمات MPPT بقدرتها على الاستغلال الامثل للتيار الكهربائي القادم من الألواح لانها تقوم

بخفض الفولت مع رفع امبير الشحن

مثال: لوح 250 وات قياسي بتم توصيله بمنظم MPPT لشحن بطاريتين 12 فولت كما في المثال السابق لو كان الجهد الداخل الي المنظم 36 فولت و 5 امبير باجمالي قدرة 180 وات نجد هنا ان المنظم سوف يقوم بخفض جهد شحن البطاريات الي 25.6 فولت مع رفع التيار الي 7.03

امبير و الحفاظ علي اجمالي القدرة بالوات = 25.6 * 7.03 = 180 وات

الفاقد في الكهرباء= صفر%

و يتضح انه بأستخدام النوعية MPPT يمكن توصيل عدد اكبر من الألواح علي التوالي لرفع الجهد مع الحفاظ علي امبير منخفض بهدف

التوفير في مقطع السلك بين الألواح و المنظم

مع تقليل الفاقد, فمثلأ عندما نجد المنظم يدعم جهد للألواح PV in = 145V و جهد بنك البطاريات 24V فقط, يتم توصيل 4 الواح 250 وات علي التوالي لتعطي جهد 145V ثم توصيل باقي الخلايا علي التوازي فيكون النظام مضاعفات ال 4 .. 8 او 12 او 16 لواح…. هناك موديلات كونترولر MPPT تدعم جهد خلايا PV In يصل الي 600V عند بداية ظهور المنظمات MPPT كانت غالية الثمن و كان هناك جدل حول

اقتصاديات استخدامها اما اليوم مع الأنخفاض الكبير في اسعارها حيث ان فرق السعر بينها و بين المنظمات PWM يتراوح بين 50-150 دولار في الأنظمة من 1-7 كيلو وات

فقد اصبح استخدام منظم الشحن PWM من الحماقه الكبيره

التي انقرضت في جميع دول العالم عدا بعض الدول العربية حيث تقوم المصانع الصينية بتصرف مخزونها القديم من هذه المنظمات العقيمة

منظم الشحن المدمج مع الانفرتر Built In

يتصور اغلب المشتغلين في المجال ان الفرق الوحيد بين الوحدات التي بها الانفرتر مدمج مع منظم الشحن و المنظم المنفصل عن الانفرتر هو فرق في المظهر. بل ان بعضهم يروج لأكذوبة ان الوحدات المنفصلة افضل لانها اكثر مرونة و تعطي امكانية لتغيير الانفرتر فقط او منظم الشحن

فقط عند اللزوم و لكن الحقيقة ان الوحدات المدمجة يتم برمجتها لأعطاء الأولوية للحمل الكهربائي قبل شحن البطاريات Solar Priority, و هذه الخاصية الهامة لها ميزات جوهرية و هامة جد

عندما يكون منظم الشحن منفصل عن الأنفرتر, يقوم المنظم بشحن كل الطاقة القادمة من الألواح في البطاريات بصرف النظر عن الأحمال الكهربائية اللحظية, ثم يقوم الانفرتر بالحصول علي كل الطاقة المطلوبة من البطاريات ايضا. هذه الطريقة تودي الي دورات مستمرة من شحن و تفريغ البطاريات حتي أثناء النهار ، و يؤدي الي تقصير في عمر البطارية حيث عمرها مثلا ٢٠٠٠ دورة في النوعية الجل،و لكننا

نستهلك ٢-٤ دورة في اليوم الواحد اما عند استخدم خاصية الSolar Priority الموجود في الوحدات المدمجة فان الأنفرتر يحصل علي احتياجات الأحمال للكهرباء من الألواح اولأ دون المرور علي البطاريات, ثم يتم استخدام البطاريات فقط عند وجود عجز للطاقة. هذه الطريقة تؤدي الي إطالة عمر البطارية حيث ان عملية التفريغ تتم فقط اثناء الليل و لا تكون البطاريات مهلكة في دورات مستمرة من الشحن و التفريغ نهارا و ليلا دون داعي, كما هو الوضع في حال استخدام منظم شحن منفصل عن الانفرتر

عملية الشحن و التفريغ للبطاريات و تحويل الطاقة الكهربائية الي طاقة كيميائية داخل البطارية و اعادة تحويلها الي طاقة كهربائية مرة اخري يتسبب في فاقد للكهرباء يصل الي 30% , و في حال استخدام منظم شحن مدمج مع انفرتر و يعمل بنظام Solar priority يتم تلأفي الي حد كبير هذا الفاقد اثناء النهار, حيث تتحول الطاقة الكهربائية ألDC القادمة من الألواح الي طاقة AC مباشرة, ة تقتصر عملية شحن البطاريات علي فائض انتاجية الألواح و يتم استهلاك هذه الطاقة في الليل فقط

نطاق الجهد للمنظم MPPT

لكي يقوم الشاحن بوظيفته يجب ان يكون الحهد الداخل من الخلايا اكبر من جهد بنك البطاريات بحيز مريح. فمثلآ لو كان بنك البطاريات عبارة عن 2 بطارية 12 فولت تم توصيلها علي التوازي سوف يكون جهد بنك البطاريات = 24 فولت في هذه الحالة يجب ان يكون جهد الخلايا اكبر من 24 فولت ليتم شحن بطاريات النظام فلو تم مثلأ توصيل لوحة شمسية صغيرة واحدة تعطي Voc جهد اقصي 15 فولت. هذه اللوحة لن تقوم ابدا باي عملية شحن للبطاريات في اي وقت من اليوم اما أذا تم توصيل لوحة تعطي جهد اقصي 37 امبير مثلأ, فهذه اللوحة سوف تقوم بشحن البطاريات فقط في اوقات سطوع الشمس التي تعطي جهد اكبر من 24 فولت. في هذه الحالة لن تقوم الخلايا باي عملية شحن وقت شروق الشمس ’ و سوف تبداء في عملها فقط عندنا يزداد قوة الأشعاع الشمسي ليصل بالخلية الي الفولتية المطلوبة و هي 24 فولت او اكثر. كما سوف تتوقف

عملية شحن الطاقة وقت الغروب عندما يكون الجهد اقل من 24. هذه المعلومة تقودنا الي مواصفة هامة عند اختيار الشاحن و هي نظاق الجهد للمنظم. Voltage Range

النصائح و الخلاصة

لأ تقم مطلقا بشراء منظم شحن PWM مهما كان حجم نظامك او امكانياتك المالية و مهما حاول البائع اقناعك باي مميزات وهمية له, فقد اصبحت هذه النوعية شيء من الماضي, لأن الفاقد 30% الناتج عن استخدام هذه المنظمات العقيمة بدل لMPPT لأ تساوي ابداء اي وفر في ثمن المنظم. فمن الغير منطقي مثلأ شراء 8 الواح شمسية بدل 4 لتوفير بسيط في ثمن منظم الشحن

أسئلة شائعة

ما هي افضل ماركات منظم الشحن؟

عند شراء منظم شحن و انفرتر يجب الأخذ في الأعتبار حقيقة ان هذه تكنولوجيا في تطور مستمر و سريع, و بالتالي شراء منتج ذو جودة فائقة و منشاء اوروبي او امريكي او خلافه يعبتر ضياغ غبي للمال. لأنه في جميع الحالات بعد 3-5 سنوات سوف تجد نفسك مضطر الي تغيير هذا الجهاز حتي تستفيد من المميزات الجديدة للتكنولوجيا الأحدث. انه مثل شراء جهاز كمبيوتر غالي جدا بهدف ان عمره الأفتراضي سوف يكون 20 عام, بينما التجربة تقول انك سوف تقوم بتحديثه بعد 4 سنوات فقط. بالتالي من الافضل شراء منتج اسيوي ذو جودة معقولة و تم تجربته من قبل باقل من نصف الثمن. و من المعلوم ان الشركات الأوروبية و الأمريكية تعاني الأن في عقر دارها و تقوم نغلق مصانعها لأن المستهلكين هناك يقومون بتطبيق هذا الفكر

كيف يتم حساب الأمبير المناسب للمنظم؟

الأمبير= القدرة بالوات / جهد النظام فمثلا لو عندك 2000 وات الواح و جهد النظام 48v سوف تحتاج الي منظم قدرته = 2000/48 = 40

امبير و يلاحظ هنا ان قدرة المنظم تعتمد علي الجهد فمثلأ منظم 60 امبير يعمل علي 12V لن تستطيع تركب عليه الأ 800 وات (3 لوح 250 وات) اما منظم اخر 60 امبير يعمل علي 48v سوف يسع 3200 وات خلايا (12 لوح 250 وات) و هذه نقطة تتسبب في حيرة لدي العديد من الناس الذين ينظرون فقط الي امبير منظم الشحن دون النظر الي جهد بنك البطاريات

قمت بشراء انفرتر قدرة 3 كيلو وات مدمج مع منظم شحن 12v و لكنه لأ يري الأ 800 وات من قدرة الألواح الشمسية, اين ذهب الباقي؟

لقد وقعت في خطاء تقليدي عند شراء الوحدة حيث انك لم تنظر الي مواصفة المنظم التي بداخلها و اعتقدت انك بمجرد بشرائك وحدة بها انفرتر 3 كيلو سوف تسطتيع تركيب 3 كيلو وات الواح عليها لقد قمت بشراء انفرتر 3 كيلو مدمج معه منظم 12V- 60amp يسع فقط 800 وات الواح هناك انفرتر 3 كيلو مدمج معه منظم 48V- 40amp يسع 2000 وات الواح بل يوجد انفرتر اخر 3 كيلو ايضا مدمج معه منظم 48V- 80amp يسع 4000 وات الواح قل المقاسات موجودة ….. يجب النظر الي مواصفة المنظم لمعرفة حجم الألواح التي يمكن تركيبها

لاعمدة الاناره في الشوارع MPPT هل يوجد منظم

بالطبع موجود و استخدامه ضروري جدأ الكنتولر نوع PWM الخاص بأنارة الشوارع انقرض استخدامه في اغلب الحالات عدا في بعض

الدول العربية و الأفريقية نتيجة وجود مخزون قديم لدي المصانع تقوم بتصريفا بأسعار متدنية الي المستوردين, فلأ تكن الزبون الساذج الذي يقوم بشراء هذه البضاعة الراكدة