الشمس هي مصدر طاقة قوي للغاية. توفر لنا الدفء والضوء، ويمكننا استغلال هذه الطاقة لتوفير الطاقة للكثير من الأشياء مثل منازلنا، وشركاتنا، وحتى المدن بأكملها. تُعد أنظمة الخلايا الشمسية واحدة من أفضل الطرق لاستخدام ضوء الشمس. تعمل هذه الأنظمة على تحويل أشعة الشمس إلى كهرباء قابلة للاستخدام. ومع ذلك، لكي نتمكن من استخدام هذه الكهرباء لاحتياجاتنا اليومية، يجب تحويلها ونقلها بشكل صحيح. هنا تأتي محولات المحطات الفرعية لتقديم المساعدة. في هذا المقال، سنستكشف كيف تعمل محولات المحطات الفرعية مع أنظمة الخلايا الشمسية، وكيف تساعدها في جعل طاقة الشمس أكثر تنظيمًا وفعالية، بالإضافة إلى مكونات مختلفة تلعب دورًا كبيرًا في نجاح المحطات الشمسية الكبرى.
معظم المشاريع الشمسية الكبيرة تحتوي على محول فرعي ذو أهمية كبيرة. يقومون بتحويل نوع الكهرباء التي تنتجها لوحات الطاقة الشمسية. تنتج اللوحات الشمسية نوعًا من الطاقة يُعرف باسم التيار المستمر (DC). نحن بحاجة إلى نوع آخر - التيار المتردد (AC) - وهذا هو السبب في أننا لا يمكننا استخدام هذا النوع من الكهرباء مباشرة داخل المنازل أو أي نوع من الأعمال. يقوم المحول الفرعي بتحويل التيار المستمر إلى تيار متردد بحيث يمكن للجميع استخدامه. كما يقوم هذه المحولات أيضًا برفع مستوى الكهرباء بإنتاج جهد أعلى. الكهرباء الأقوى تعني مسافة أكبر بين اللوحات الشمسية وشبكة الكهرباء مع خسارة أقل في المنتصف.
تتميز ألواح الطاقة الشمسية بتحويل ضوء الشمس إلى تيار مستمر (DC) الكهرباء، وهو أمر جيد ولكن المنازل غير متوافقة مع هذا النوع من الكهرباء. لأننا بحاجة إلى تحويل التيار المستمر إلى شكل قابل للاستخدام من طاقة شمسية. هنا تدخل محولات المحطة الفرعية لتقدم لنا المساعدة القيمة. تعمل محولات المحطة الفرعية على رفع الجهد لتعظيم تقليل فقدان الطاقة عند نقل الكهرباء إلى شبكة الطاقة. ويسمح ذلك باستخدام المزيد من الطاقة التي تنتجها الألواح الشمسية؛ مما يحسن الكفاءة الحرارية العامة لاستخدام الطاقة الشمسية.
بالإضافة إلى ذلك، تتطلب المشاريع الشمسية الكبيرة عمل العديد من الأشياء بتناغم لكي تعمل بشكل صحيح. بالطبع، هم جزء واحد من بين العديد من الأجزاء التي تجعل هذا العملية ممكنة، لكنهم جد ضروريين. المكونات التي تحتاجها، بالإضافة إلى ذلك، هي الألواح الشمسية، والمحولات وأنظمة التتبع. الألواح الشمسية هي الأجهزة التي تلتقط وتحول طاقة الشمس إلى تيار كهربائي مستمر (DC). ثم يتم تحويل هذا التيار المستمر إلى تيار متردد (AC) باستخدام المحولات. أخيرًا، يستخدمون أنظمة التتبع لوضع الألواح الشمسية في زاوية تسمح لها بالتقاط أكبر عدد ممكن من أشعة الشمس خلال اليوم. هم المسؤولون عن تغيير، إرسال وتوزيع الكهرباء من محول المحطة الفرعية إلى الشبكة الكهربائية حتى يتمكن الجميع من الاستفادة من طاقتهم الشمسية.
المقدمة: أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية تستخدم طاقة الشمس بطريقة مباشرة لإنتاج الكهرباء. كل شيء يبدأ بالألواح الشمسية التي تمتص ضوء الشمس وتحوله إلى تيار كهربائي مستمر (DC). بعد إنتاج التيار المستمر، يتم إرساله إلى مُحول (إنفرتر) يقوم بتحويله إلى تيار متردد (AC). ثم يتم توجيه التيار المتردد إلى محول المحطة الفرعية بعد عملية التحويل. هذا المحول يعمل على رفع جهد الكهرباء قبل تصديرها إلى شبكة الكهرباء الخاصة بنا. وبفضل كل هذه العملية، نحن نستخدم طاقة الشمس لتزويد منازلنا، ومدارسنا، وشركاتنا... بكل جوانب حياتنا اليومية بالطاقة.
عند تحويل ونقل الطاقة الشمسية إلى بقية أنحاء العالم، تكون محولات المحطات الفرعية ضرورية. ترفع محولات المحطات الفرعية جهد الكهرباء لخفض خسائر النقل بحيث يصل المزيد من الطاقة إلى المستخدمين النهائيين. هذا لا يجعل إنتاج الطاقة الشمسية أكثر فعالية فقط، بل يمكّننا أيضًا من نقل الطاقة الشمسية على مسافات طويلة من الألواح الشمسية إلى الشبكة الكهربائية. هذا يجعل الطاقة الشمسية أسهل وأرخص للجميع. وبالأخص، بما أن محولات المحطات الفرعية تُستخدم حتى في المشاريع الشمسية الضخمة، فمن غير المرجح أن تختفي قريبًا بينما نكتشف حلول طاقة جديدة وأفضل.