تطبيق محول التردد العام في نظام مضخة المياه الشمسية
نظام ضخ المياه بالطاقة الشمسية (دي دي اتش) يُعرف أيضًا باسم دي دي اتش. يعتمد مبدأه الأساسي على استخدام خلايا شمسية شبه موصلة لتحويل الطاقة الشمسية مباشرةً إلى طاقة كهربائية، ثم تشغيل محركات مختلفة لتشغيل مضخات المياه لرفع المياه من الآبار العميقة والأنهار والبحيرات والبرك وغيرها من مصادر المياه. في بعض المشاريع الصغيرة والمتوسطة الطاقة،الطاقة الشمسية أنظمة مضخات المياه، تُستخدم محركات التيار المستمر عديمة الفرشاة في الغالب كمحركات دفع، ولكن في بعض الأنظمة عالية القدرةالطاقة الشمسيةفي أنظمة مضخات المياه، تُستخدم أيضًا محركات التيار المتردد غير المتزامنة كمحركات دفع. عند استخدام محرك التيار المتردد غير المتزامن كمحرك دفع، يتم تشغيل وحدة تحكم العاكس المخصصة لـالطاقة الشمسيةيتم استخدام مضخة المياه عادة للتحكم.
تكوينالطاقة الشمسيةنظام مضخة المياه
الطاقة الشمسيةيتكون نظام مضخة المياه عادة من الطاقة الشمسيةالطاقة الشمسيةالمصفوفة (المشار إليها فيما بعد باسمالطاقة الشمسيةوحدة تحكم عاكس مضخة المياه والمضخة. يظهر مخططها الهيكلي في الشكل 1.
يختلف عن نظام مضخة المياه الشائع لدينا والذي يستخدم التيار الكهربائي المتردد كمصدر للطاقة،الطاقة الشمسيةيستخدم نظام مضخة المياه مخرجات التيار المستمر من الطاقة الشمسية الطاقة الشمسيةمصفوفة الطاقة الشمسية كمصدر طاقة للنظام. مخرج مصفوفة الطاقة الشمسية هو مصدر طاقة مستمر قوي غير خطي، يتأثر بشكل كبير بالظروف الجوية مثل سطوع الشمس ودرجة الحرارة المحيطة.الطاقة الشمسيةنظام مضخة المياه لاستغلال الإمكانات الكبيرة لقوة خرج التيارالطاقة الشمسيةفي جميع الظروف، مثل ضوء الشمس ودرجة الحرارة المحيطة، يلزم وجود وحدة تحكم تضمن حالة عمل متناغمة وفعالة ومستقرة بين مصدر الطاقة والحمل. يُحقق العاكس الموضح في الشكل 1 هذه الوظيفة، خاصةً لتطبيق تقنية تتبع نقطة القدرة العالية (ام بي بي تي)، والعاكس، وبعض وظائف الحماية. المضخة هي مُشغّل النظام، بما في ذلك محرك الدفع ومضخة المياه، ويمكن ضبط حمل النظام عن طريق ضبط سرعتها.
كيف يعمل النظام
مصفوفة الطاقة الشمسية هي مصدر طاقة تيار مستمر غير خطي، وهي ليست مصدر تيار مستمر ولا مصدر جهد ثابت، ولا يمكنها توفير طاقة كبيرة للحمل. مع ذلك، في ظل وجود سطوع شمسي معين، تتمتع مصفوفة الطاقة الشمسية بنقطة خرج عالية. إذا كانت طاقة الخرج للمصفوفة الشمسية تساوي قيمة الطاقة المقابلة لهذه النقطة أثناء عمل النظام، فإن النظام يعمل في حالة جيدة في ذلك الوقت. يوضح الشكل 2 منحنيات الرابع للمصفوفة الشمسية تحت شدات سطوع شمس مختلفة.
في نظام ام بي بي تي من نوع ناقل الحركة المتغير باستمرار، يُمكن تقريب نقاط خرج الطاقة الكبيرة (النقاط أ، ب، ج، د، وهـ في الشكل 2) تحت شدات ضوء الشمس المختلفة إلى خط مستقيم u=u*=ثابت. أي أنه طالما حافظت المجموعة الشمسية على جهد خرجها ثابتًا أثناء تشغيل نظام مضخة المياه الشمسية، يُمكن للمجموعة الشمسية دائمًا الحصول على خرج طاقة مرتفع تحت أشعة الشمس الحالية.
يعتمد استخدام العاكس لتشغيل مضخة المياه الشمسية على مبدأ التحكم بالتغذية الراجعة (ام بي بي تي) من نوع ناقل الحركة المتغير باستمرار. في ظل شدة ضوء الشمس المختلفة، يتم تعديل سرعة مضخة المياه (أي حجم الحمل) عن طريق تغيير تردد خرج العاكس، وذلك لتحقيق الاستقرار. الغرض من جهد خرج المصفوفة الشمسية هو تحقيق الاستقرار المطلوب.
سمات:
1: مجموعة شمسية عالية الدقة مدمجة، تتبع نقطة منتظمة كبيرة، خوارزمية ام بي بي تي، مراقبة حالة التشغيل الجاف، المعالجة، لتحقيق أقصى قدر من التحكم؛
2: التحكم في مستوى مياه الخزان؛ ترسل آلية الكشف عن مستوى المياه إشارة مستوى المياه للبئر والخزان إلى لوحة التحكم من خلال إشارة اتصال المفتاح، وتتحكم في بدء وإيقاف العاكس وفقًا لحالات مستوى المياه المختلفة.
3: متوافق مع مدخلات التيار المستمر/التيار المتردد؛ يضمن مدخلا التيار التشغيل العادي للنظام؛
4: شاشة قاد تعرض حالة النظام والمعلمات في الوقت الحقيقي؛ حالة تشغيل نظام التحكم في الوقت الحقيقي، سهل التشغيل؛
5: نظام مراقبة عن بعد في الوقت الحقيقي يعتمد على RS485؛
6: تصميم التثبيت السريع دون صيانة إضافية؛
7: آلية الحماية والتشخيص الشاملة المدمجة.
ملاحظات ختامية
يُعد نظام ضخ المياه بالطاقة الشمسية أحد التطبيقات المميزة في تطبيقات الطاقة الشمسية. يتناول هذا البحث استخدام عاكس عام في نظام ضخ المياه بالطاقة الشمسية. يتميز النظام ببساطته في التركيب، وسهولة تصحيح أخطائه، ولا يتطلب وحدات أخذ عينات أو وحدات حماية خاصة (وكلاهما يتحقق من خلال الوظائف الداخلية للعاكس). يتميز بتحكم آلي، وهو مناسب جدًا للمناطق النائية القاحلة ذات الطاقة المحدودة.
