Inverter

تختلف الدوائر الكهربائية المستخدمة في الأنظمة الكهربائية بالطاقة الشمسية وفقاً لنوع النظام وحجمه. ومن أهم الدوائر الكهربائية المستخدمة في هذه الأنظمة:

1- دائرة التحويل (Inverter): وهي الدائرة المسؤولة عن تحويل التيار الكهربائي الذي يتم توليده بواسطة الخلايا الشمسية من التيار المستمر (DC) إلى التيار المتناوب (AC) الذي يستخدمه المنازل والأجهزة الكهربائية.

2- دائرة المراقبة والتحكم (Control Circuit): وهي الدائرة التي تستخدم لرصد ومراقبة أداء النظام الكهربائي الشمسي وتعديله، وتحكم في التشغيل والإيقاف ونظام الشحن وفصل البطاريات والحماية من الأضرار.

3- دائرة البطاريات (Battery Circuit): وهي الدائرة التي تستخدم لتخزين الطاقة الكهربائية التي تتم توليدها بواسطة الخلايا الشمسية، وتوفيرها للأجهزة الكهربائية والمنازل خلال فترات عدم توليد الطاقة، مثل الليالي أو الفترات الغير مشمسة.

4- دائرة التوزيع (Distribution Circuit): وهي الدائرة التي تستخدم لتوصيل الطاقة الكهربائية من النظام الشمسي إلى الأجهزة والأنظمة المختلفة في المنزل أو المحطة الكهربائية. ويتم ذلك من خلال استخدام الكابلات والمفاتيح والأجهزة الكهربائية المناسبة.

هناك العديد من أنواع محولات الكهرباء المستخدمة في الصناعة، بما في ذلك:

1. محولات القدرة (Power transformers): وتستخدم لتحويل الجهد والتيار لنقل الطاقة الكهربائية عبر شبكات النقل والتوزيع.

2. محولات التوزيع (Distribution transformers): وتستخدم لتحويل الجهد والتيار في شبكات التوزيع الكهربائية لتوفير الكهرباء للمستخدمين النهائيين.

3. محولات العزل (Isolation transformers): وتستخدم لعزل الأجهزة الكهربائية والحماية من التيارات الزائدة والتشويش الكهرومغناطيسي.

4. محولات الرفع (Step-up transformers): وتستخدم لزيادة جهد الكهرباء من أجل نقلها عبر مسافات طويلة.

5. محولات الخفض (Step-down transformers): وتستخدم لتقليل جهد الكهرباء لتوفيرها للأجهزة والمعدات الكهربائية.

6. محولات العمودية (Vertical transformers): وتستخدم في التطبيقات الخاصة مثل أنظمة الإضاءة المسرحية ومحولات الصوت والفيديو.

7. محولات العاكس (Inverter transformers): وتستخدم في أنظمة التحويل المتردد إلى تيار مستمر والعكس.

هذه هي بعض الأنواع الشائعة لمحولات الكهرباء المستخدمة في الصناعة، وهناك أيضًا أنواع أخرى تستخدم لأغراض محددة في صناعات معينة.

هناك عدة طرق لتحويل التيار الكهربي المستمر إلى تيار متردد، من بينها:

1- استخدام محولات العاكسات (Inverter): وهي تقنية تستخدم في مجال الطاقة الشمسية والرياح لتحويل التيار الكهربائي المستمر الناتج من الخلايا الشمسية أو المولدات الرياحية إلى تيار متردد يمكن استخدامه في المنازل والمباني.

2- البطاريات الشمسية: وهي عبارة عن بطاريات تخزن الطاقة الكهربائية المستمرة التي تم جمعها من الخلايا الشمسية، ويمكن استخدام هذه البطاريات لتحويل التيار الكهربائي المستمر إلى تيار متردد.

3- استخدام المحولات (Transformer): وهي تقنية تستخدم في المصانع والمحطات الكهربائية لتحويل التيار الكهربائي المستمر إلى تيار متردد يمكن استخدامه في المنازل والمباني.

يمكن تحويل التيار الكهربي من المتردد إلى المستمر باستخدام جهاز يسمى محول العاكس (Inverter)، حيث يقوم هذا الجهاز بتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر ثم يقوم بتحويله مرة أخرى إلى تيار متردد بتردد وجهد محدد. ويستخدم محول العاكس في العديد من التطبيقات مثل الأجهزة الإلكترونية والمعدات الكهربائية والأنظمة الشمسية والمحركات الكهربائية وغيرها.

يتم تنظيم التيار الكهربائي المستمر باستخدام العديد من الأجهزة والمكونات الإلكترونية المختلفة مثل :

1- محولات بالتعتيم (Buck converter) وهي عبارة عن دوائر إلكترونية تستخدم لتحويل جهد الدخل DC إلى جهد أقل DC بتقليل و تعتيم النبضات الكهربائية.

2- محولات بالرفع (Boost converter) وتستخدم لرفع جهد الدخل DC إلى جهد أعلى DC باستخدام دوائر الحفاظ على الطاقة.

3- محولات المتعاكس (Inverter) وهي عبارة عن دوائر إلكترونية تستخدم لتحويل الجهد DC إلى جهد AC عن طريق تزويد محركات الأقراص و التوصيلات بتناوبية الكهرباء.

4- وحدات مثبط الجهد (Voltage regulator) وهي عبارة عن دوائر إلكترونية صغيرة تستخدم للتحكم في جهد الخرج الكهربائي للحفاظ على جهد ثابت.

وبهذه الطرق يمكن تنظيم التيار الكهربائي المستمر وجعله أكثر إستقراراً وكفاءة في الاستخدام.

يمكن تحويل التيار الكهربائي المتردد إلى التيار الكهربائي المستمر في السيارات باستخدام جهاز تحويل الطاقة المعروف باسم محول العاكس (Inverter) ، حيث يتم توصيل التيار الكهربائي المتردد من مصدر الطاقة الخارجي مثل مولد كهربائي أو شبكة كهربائية بمدخل المحول العاكس، ثم يتم تحويل التيار الكهربائي المتردد إلى تيار كهربائي مستمر ويتم توصيله بالبطارية الرئيسية للسيارة. بعد ذلك يمكن استخدام هذه الكهرباء لتشغيل الأجهزة المختلفة في السيارة.

تستخدم الدوائر الكهربائية التيار الكهربائي المتردد المنشط عادة في التطبيقات العالية التردد مثل الإرسال اللاسلكي، ونظم الاتصالات، والإلكترونيات الحديثة. كما تستخدم أيضًا في مرشحات الطاقة ووحدات مزدوجة التحويل (DC-DC Converter) وتحويلات العاكس (Inverter) ومحولات القوة (Power Transformer).

هناك عدة طرق لتحويل التيار الكهربي المستمر إلى تيار متردد، من بينها:

1- استخدام محولات العاكسات (Inverter): وهي تقنية تستخدم في مجال الطاقة الشمسية والرياح لتحويل التيار الكهربائي المستمر الناتج من الخلايا الشمسية أو المولدات الرياحية إلى تيار متردد يمكن استخدامه في المنازل والمباني.

2- البطاريات الشمسية: وهي عبارة عن بطاريات تخزن الطاقة الكهربائية المستمرة التي تم جمعها من الخلايا الشمسية، ويمكن استخدام هذه البطاريات لتحويل التيار الكهربائي المستمر إلى تيار متردد.

3- استخدام المحولات (Transformer): وهي تقنية تستخدم في المصانع والمحطات الكهربائية لتحويل التيار الكهربائي المستمر إلى تيار متردد يمكن استخدامه في المنازل والمباني.

يمكن تحويل التيار الكهربي من المتردد إلى المستمر باستخدام جهاز يسمى محول العاكس (Inverter)، حيث يقوم هذا الجهاز بتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر ثم يقوم بتحويله مرة أخرى إلى تيار متردد بتردد وجهد محدد. ويستخدم محول العاكس في العديد من التطبيقات مثل الأجهزة الإلكترونية والمعدات الكهربائية والأنظمة الشمسية والمحركات الكهربائية وغيرها.

يمكن تحسين كفاءة نظام التحكم في الآلات الكهربائية عن طريق:

1- استخدام تقنية التحكم الذكي Smart Control Technology والتي تعتمد على استخدام حساسات ذكية لقياس المتغيرات الفيزيائية واستخدام البيانات المتحصل عليها في التحكم الذكي.

2- استخدام متحكمات ذات تقنية متقدمة مثل متحكمات الـ PLC والتي تعتمد على البرمجة المرنة والقابلة للتعديل لضبط عملية التحكم.

3- استخدام تقنية التحكم الموزع Distributed Control System التي تقوم على توزيع عملية التحكم على نظام من الأجهزة الموزعة المتصلة بشبكة تواصل.

4- استخدام أجهزة الانفرتر Inverter والتي تتيح ضبط سرعة الآلات بشكل دقيق وعند الحاجة فقط، مما يقلل من استهلاك الطاقة ويزيد من كفاءة التشغيل.

5- تحسين التصميم الكهروميكانيكي للآلات الكهربائية لتحسين الكفاءة العامة للنظام والحد من الخسائر الكهربائية الناتجة عن التشغيل.