لماذا تكلفة العواكس الصغيرة (Micro-inverters) أقل من العواكس المركزية ؟
سنتعرف في هذا المقال لماذا العواكس الصغيرة (Micro-inverters) أفضل بكثير من العواكس المركزية أو السلسلية (string/central inverters) في مشاريع القطاع السكني.
قام باحثون من فرنسا من جامعة ليموج بعمل بحث علمي لمقارنة نسبة أداء 100 منظومة شمسية تستخدم العواكس الصغيرة أو مايعرف بالعاكس الشمسي الخاص بأللوح الواحد مع أداء 100 منظومة شمسية تستخدم العواكس المركزية السلسلية. حيث وضحت الدراسة العملية نسبة أداء المنظومات الشمسية في كل نوع من هذه الأنواع في عدة مواقع جغرافية في جميع أنحاء فرنسا وماهي المميزات والعيوب لاستخدام كل منهما.
بداية يساعد معامل نسبة الأداء في تحديد العلاقة بين إنتاج الطاقة الفعلي والمتوقع من المنظومة الشمسية الكهروضوئية و تُستخدم هذه القيمة لفهم مدى كفاءة تشغيل النظام الشمسي في موقع ما. ولمعرفة الفرق بين العاكس الشمسي المركزي (string/central inverters) والعاكس الصغير (Micro-inverters) شاهد الصورة أعلاه كي يسهل عليك التفريق بينهم.
أكدت نتائج الدراسة أن نسبة الأداء تبلغ حوالي 79٪ في كلا التقنيتين وأن المنظومات الشمسية التي تمتلك محولات صغيرة أكثر حساسية واستجابة للعوامل البيئية التي تؤثر على الألواح الشمسية.
في بداية الأمر قام الباحثون بتحليل جميع مزايا وعيوب استخدام العواكس الصغير والعواكس المركزية والتي أكدت أن العواكس الصغيرة تتميز بعد أمور أهمها السعر والعمر الافتراضي. فعلى سبيل المثال يقدر العمر الافتراضي للعاكس المركزي بقرابة 10 سنوات. لكن العاكس الصغير يمكن أن يصل إلى 30 عام. كما يظهر في الجدول بعض مميزات وعيوب كل نوع من العواكس.
مميزات وعيوب العاكس المركزي مقارنة ب العاكس الصغير أو عاكس اللوح الشمسي Univ. Limoges 2021©
الجدير بالذكر أن الباحثون قاموا بتحليل 200 منظومة شمسية موجودة في مواقع مختلفة في فرنسا و كان متوسط سعة المنظومات الشمسية التي تستخدم العواكس الصغيرة هي 3.8 كيلووات بينما كان متوسط المنظومات الشمسية التي تستخدم العواكس المركزية قرابة 5 كيلو وات. تم الأخذ بعين الاعتبار الانتاج الفعلي للمنظومات الشمسية و الاتجاه وزاوية الميل و وقت الذروة والمنطقة الجغرافية وعوامل أخرى مهمة.
و وفقا للنتائج فأنه قد تم التأكيد أن هناك تطابق كبير بين نسبة أدء منظومات الطاقة الشمسية (بقرابة 79٪ ) لكلا التقنيتين من العواكس على الرغم من اختلاف عمليات تحويل الطاقة المنتجة على مستوى الألواح الشمسية. ولكن ما أكد عليه البحث أنه بالرغم من أن هناك تطابق كبير في نسبة الأداء بين المنظومات المتقاربة في السعة والمختلفة في استخدام تقنية العاكس لكن يضل استخدام العواكس الصغيرة أفضل بكثير من العواكس المركزية وذلك بسبب عمرها الافتراضي الكبير وأسعارها المنافسة طول عمر المشروع. وهذا ما سنقوم بشرحه في النقطة التالية.
Univ. Limoges 2021©
يبين الشكل في الأعلى الفرق في متوسط سعر العاكس لكل التقنيتين اعتمادًا على عدد الألواح الشمسية. ولشرح هذا الفرق سيتم شرح المثال التالي:
إذا كنا بحاجة تركيب منظومة شمسية بقدرة 9 كيلوات فإنه يلزم علينا تركيب 25 لوح شمسي بقدرة 355 وات. وبناء على ذلك سيكون لدينا خيارين لاختيار العاكس ولكن سنحتاج إلى التالي في حال استخدمنا:
- العواكس الصغيرة أو عواكس اللوح الشمسي
- سنحتاج 25 محول صغير خاص لكل لوح شمسي من ال25. فلو قلنا أن تكلفة العاكس الضغير الخاص باللوح الشمسي قرابة 119 يورو فإن الإجمالي سيكون 25 × 119 يورو = 2975 يورو.
- سنحتاج كذلك لمكونات اخرى ك الكابلات لتوصيل بين العاكس والألواح الشمسية 25 × 22 يورو = 550 يورو.
- صناديق حماية من الشمس مع مرحلات فصل وحماية لكل 12 لوح والذي يصل سعره قرابة 265 يورو. 3 صناديق × 265 يورو = 795 يورو.
- و نظام مراقبة وتحكم عن بعد للمنظومة ككل بتكلفة 325 يورو.
وبهذا سيكون الإجمالي قرابة 4095 يورو وهو ما يمثل في الرسم البياني المنحنى الأزرق.
- في حال استخدمنا فقط العواكس المركزية
- فسنحتاج فقط عاكس واحد بقدرة 9 كيلوات والذي يصل سعره 1،530 يورو
- سنحتاج كذلك كابلات للتوصيل بين العاكس والألواح الشمسية بتكلفة قرابة 82 يورو ككل
- ومواصلات متعددة 24 (24 * 4 يورو = 96 يورو ) وصندوق حماية واحد (279 يورو)
وبهذا سيكون الإجمالي قرابة 1987 يورو وهو ما يمثل في الرسم البياني المنحنى الرمادي.
ولكن إذا قمنا بمراعاة العمر الافتراضي للمنظومة الشمسية التي تستخدم عاكس مركزي بقدرة 9 كيلوات فأننا نحتاح لتغيير هذا العاكس قرابة مرتين طول عمر المنظومة الشمسية في أحسن الأحوال على مدار ال 25 عام وهذا مايجعل إجمالي التكلفة مقارب لتكلفة العواكس الصغير وهو مايمثل الخط المتقطع للمنحنى البرتقالي في الرسم البياني. ولكن في هذه الحالة سيكون اختيار العاكس الصغير أكثر منافسة كون عمره الأفتراضي يصل قرابة 30 عام بالإضافة إلى المميزات التي تتمتع بها العواكس الصغيرة في تقليل تأثير الخسائر التي يمكن أن تحدث في الألواح الشمسية سواء بسبب التظليل أو عطل أحد الألواح الشمسية في المصفوفة.
وفي حال تم افتراض أن العاكس الشمسي سيتم تبديله ثلاث مرات فإن التكلفة ستكون أعلى بزيادة عدد ألالواح الشمسية وهو مايظهره المنحنى البرتقالي في الرسم البياني في الصورة.
وختاما سيشهد سوق العواكس الصغيرة تقدما كبيرا خلال السنوات القادمة وستنخفض التكلفة مع تطور الصناعة وتنافس الشركات ما يجعل هذه التقنية هي المنافس وهي الأكثر كفاءة في المشاريع المستقبلية في القطاع الصناعي والتجاري.
رابط الورقة العلمية للمطالعة
