حماية منظومة الطاقة الشمسية، عند تصميم نظام الطاقة الشمسية لا بد من الأخذ بعين الاعتبار اختيار الحماية الصحيحة والمتوافقة مع كافة مكونات النظام الشمسي. إن أهمية حماية منظومة الطاقة الشمسية تكمن في حماية كافة مكونات النظام الشمسي ، بالإضافة إلى حماية الأجهزة الكهربائية من أي عطل محتمل قد يحدث. كما تفيد معدات الحماية الكهربائية في فصل الألواح الشمسية عن باقي المكونات كالبطاريات و الانفرتر عند إجراء أي أعمال صيانة بالنظام الشمسي. دعنا نتعرف على أهم الحمايات التي تستخدم في حماية منظومة الطاقة الشمسية بأفضل الوسائل الممكنة. أهمية حماية منظومة الطاقة الشمسية تكمن أهمية الحماية في الحفاظ على مكونات نظام الطاقة الشمسية: (الألواح الشمسية والانفرتر والبطاريات) من أي تماس كهربائي. كما تحمي التوصيلات من التيار المرتفع، ونعلم جميعنا أن خطورة التيار المستمر DC أكثر خطورة من التيار المتردد عند حدوث الأعطال وذلك لأن التيار المستمر لديه خاصية تكوين القوس الناري والذي يتسبب في حرائق أخطر من التيار المتردد، ومن هنا وجب علينا استخدام قواطع مخصصة لحماية نظم التيار المستمر (DC). الفرق بين التيار المتردد والتيار المستمر في البداية نود التطرق لأهم الفروق البسيطة بين التيار المتردد AC والتيار المستمر DC كالتالي: التيار المتردد (AC): تأتي موجة التيار المتردد على صيغة موجة جيبيه والتي تقدر بخمسين أو ستين دورة في الثانية الواحدة حسب قيمة التردد، أي أن قيمة الجهد لديها متغيرة القيمة والاتجاه.
مقياس النظام وظيفته تحديد كمية الطاقة المتبقية في البطاريات، ويعطي معلومات دقيقة عن استخدام الطاقة. العاكس يعد العاكس ضرورياً لعمل الأجهزة المنزلية التي تعتمد في عملها على التيار المتردد، حيث يقوم بتحويل التيار المستمر المخزّن في البطاريات لتيارٍ متردد. لوحة AC Breaker تعتبر بمثابة عداد يتم تركيبه في المنزل،وتشتمل وظيفته على تجميع جميع الأسلاك الموجودة في المنزل وتوصيلها لمصدر الطاقة الكهربائية. شبكة المرافق هي أكبر مكوّنات النظام الشمسي حجماً، فهي مصدر الطاقة الكهربائية القادمة من مزوّد الطاقة في المدينة، ما لم يمتلك المنزل مصدر الطاقة الخاص به. الأحمال الكهربائية تعبر عن جميع الأجهزة الكهربائية التي تعمل بالكهرباء المستمدة من نظام الطاقة الشمسية. نظام الطاقة الشمسية هو نظام مكوّن من خلايا شمسية تسمى أيضاً بكهروضوئية، تقوم بالاستفادة من ضوء الشمس وتحويلة عبر عملياتٍ كهروضوئية لطاقةٍ كهربائية. حيث تصنع الخلايا الشمسية والتي تعد المكوّن الأساسي للنطام من السليكون، ولا يعتمد نظام الطاقة الشمسية على التفاعلات الكيميائية أو الوقود لإنتاج الطاقة، كما لايحتاج أية أنظمة حركية كتلك التي يحتويها المحرّك الكهربائي.
الألواح الشمسية تعتبر هذه الألواح المكوّن الأساسي للنظام، والعنصر الأكثر حيوية، ويتم استخدامها في تجميع الضوء القادم من أشعة الشمس الساقطة والموجّهة نحو سطح الأرض، ثم يتم تحويلها لكهرباء على شكل تيارٍ مستمر، حيث يتم تجميع عدة ألواحٍ شمسية وصفّها بجانب بعضها البعض مُشكّلةً لوحةً شمسية كاملة، ويوجد أكثر من نوع للألواح الشمسية تبعاً لكمية الواطات المرجو توليدها، بحيث يزداد حجم اللوح الشمسي وعدد الألواح المستخدمة في النظام كلما زادت القدرة المطلوب الحصول عليها. البطاريات تعتبر ثاني مكوّن لنظام الطاقة الشمسية، حيث تستخدم في تخزين الكهرباء المتولدة من الألواح الشمسية، ولايعد وجودها ضرورياً لعمل النظام، طالما أن ضوء الشمس موجود، بينما تكمن أهميتها في تخزين الكهرباء لاستخدامها عند غروب الشمس وحلول المساء. يمكن توصيل أكثر من بطاريةٍ واحدة للنظام الشمسي الواحد وذلك لتخزين أكبر قدر من الطاقة الكهربائية، حيث يتم توصيلها باستخدام أسلاك مع بعضها. جهاز قطع التيّار يعد هذا المكوّن مهماً عند الحاجة لفصل تدفق التيار القادم من الألواح الشمسية خصوصاً أثناء القيام بصيانة النظام، لضمان الأمان والسلامة. جهاز التحكّم في الشحن تعد وظيفة هذا الجهاز التحكم في شحن البطاريات، فيقوم بحماية البطاريات من الشحن الزائد عن طريق التحكم بكمية التيار المتدفق نحوها من الألواح الشمسية، مما يطيل من عمرها ويحميها من التلف، ويعد من أهم مكوّنات النظام الشمسي.
جهاز الحماية من الصواعق الكهربائية مخطط حماية منظومة الطاقة الشمسية مخطط مبدئي لحماية منظومة الطاقة الشمسية ملاحظة مهمة: يجب توصيل كونتاكتور لكي يتم التحكم به عن طريق جهاز الحماية من الارتفاع والانخفاض من الجهد، والهدف من ذلك لأن الجهاز لا يتحمل تيار الأحمال الكهربائية المنزلية. المصادر والمراجع electricaltechnology فولتيات