التطورات التكنولوجية للمحولات الكهروضوئية
تشهد صناعة العاكس الكهروضوئي ابتكارًا تكنولوجيًا سريعًا، مدفوعة بالطلب على كفاءة أعلى وموثوقية أفضل وإدارة أكثر ذكاءً.
يُعدّ اعتماد مواد أشباه الموصلات ذات فجوة النطاق العريض (مجموعة البنك الدولي) إنجازًا كبيرًا، وخاصةً كربيد السيليكون (كربيد السيليكون) ونتريد الغاليوم (نيتريد الغاليوم). فبالمقارنة مع أشباه الموصلات السيليكونية التقليدية، يتمتع كربيد السيليكون بقوة مجال انهيار أعلى بعشر مرات وموصلية حرارية أفضل بثلاث مرات، بينما يوفر نتروجين الغاليوم سرعات تحويل أسرع ومقاومة تشغيل أقل. تسمح هذه الخصائص للمحولات بالعمل في درجات حرارة وجهد وترددات أعلى. فعلى سبيل المثال، يكون المحول القائم على كربيد السيليكون بقدرة 100 كيلو وات أصغر بنسبة 30% وأخف وزنًا بنسبة 25% من المحول القائم على السيليكون بنفس القدرة. كما يحقق كفاءة تزيد عن 98.5%، مقارنةً بنسبة 96% - 97% لمحولات السيليكون، مما يقلل من فقد الطاقة بشكل كبير. وقد أطلقت شركات تصنيع كبرى مثل SMA الطاقة الشمسية وHuawei بالفعل محولات قائمة على كربيد السيليكون للتطبيقات التجارية وتطبيقات المرافق، مع انخفاض تكاليف الإنتاج تدريجيًا مع زيادة الاعتماد.
من التطورات الرئيسية الأخرى التكامل العميق لتخزين الطاقة. صُممت العاكسات الحديثة بقدرات تحويل ثنائية الاتجاه، مما يُمكّنها من شحن البطاريات بطاقة شمسية زائدة خلال النهار وتفريغ الطاقة المخزنة لتشغيل الأحمال ليلاً أو خلال الفترات الغائمة. يُحسّن نظام "solar + تخزين هذا الاكتفاء الذاتي من الطاقة - حيث يمكن للأنظمة السكنية تحقيق اكتفاء ذاتي يتراوح بين 60% و80%، بينما يمكن لأنظمة C&I الوصول إلى 90% في بعض الحالات. في مزارع الطاقة الشمسية على نطاق المرافق، تُساعد العاكسات المتكاملة مع تخزين الطاقة على نطاق واسع في استقرار الشبكة من خلال توفير خدمات تنظيم التردد وتقليل أوقات الذروة. على سبيل المثال، تستخدم مزرعة طاقة شمسية بقدرة 1 جيجاواط في أستراليا مقترنة بـ 500 ميجاوات/ساعة من تخزين البطاريات عاكسات يمكنها ضبط خرج الطاقة في غضون مللي ثانية، مستجيبة لتقلبات تردد الشبكة.
يُحدث التحول الذكي تحولاً في وظائف العاكس. أصبحت العاكسات الآن مزودة بوحدات اتصال واي فاي-فاي أو 4G أو لورا، مما يتيح المراقبة والتحكم عن بُعد عبر منصات سحابية أو تطبيقات جوال. يمكن للمستخدمين التحقق من معلمات مثل خرج الطاقة والجهد ودرجة الحرارة في الوقت الفعلي، وتلقي تنبيهات للأعطال مثل تظليل اللوحة أو ارتفاع درجة حرارة العاكس. تُحلل خوارزميات الصيانة التنبؤية البيانات التشغيلية لتحديد المشكلات المحتملة قبل أن تُسبب الأعطال، مما يُقلل تكاليف الصيانة بنسبة 20% إلى 30% ويُطيل عمر العاكس (من 10 إلى 15 عامًا إلى 15 إلى 20 عامًا). بالإضافة إلى ذلك، تجمع تقنية محطة الطاقة الافتراضية (برنامج الشراكة بين القطاعين العام والخاص) آلاف العاكسات الموزعة في محطة طاقة واحدة، مما يُمكّنها من المشاركة في سوق الكهرباء وتقديم خدمات دعم الشبكة، مما يُعزز قيمة الطاقة الشمسية بشكل أكبر.
[أدرج هنا صورةً لعاكسٍ كهروضوئيّ من الجيل الجديد مع مقاطعَ مُقطّعة تُظهر مُكوّنات كربيد السيليكون أو نيتريد الغاليوم بداخله. يُفترض أيضًا أن يكون هناك رسمٌ تخطيطيّ بجانبها يُوضّح دمج العاكس مع نظام تخزين البطارية وواجهة تحكّم ذكيّة على جهاز لوحيّ.]
