كيفية توصيل الألواح الشمسية: التوالي مقابل التوازي مقابل التوالي-التوازي

لديك ألواحك الشمسية. الآن، كيف تقوم بتوصيلها؟ الطريقة التي توصل بها ألواحك—التوالي (Series)، التوازي (Parallel)، أو مزيج من الاثنين—تحدد الجهد (Voltage) والتيار (Amperage) الذي يذهب إلى جهاز التحكم في الشحن (Charge Controller). الخطأ في ذلك قد يؤدي إلى تلف معداتك أو الحد بشكل كبير من إنتاج الطاقة.

القواعد الذهبية

1. توصيل التوالي: يضيف الجهد، ويبقى التيار كما هو.
2. توصيل التوازي: يضيف التيار، ويبقى الجهد كما هو.

1. توصيل التوالي ("سلسلة" أو "String")

قم بتوصيل الموجب (+) للوح "أ" بـ السالب (-) للوح "ب". الأطراف الحرة المتبقية (سالب "أ"، موجب "ب") تذهب إلى جهاز التحكم في الشحن.

• التأثير: يزداد الجهد. يبقى التيار منخفضاً.
• مثال: لوحان بقدرة 100 واط (20 فولت، 5 أمبير لكل منهما).
  • إجمالي الجهد: 20V + 20V = 40V.
  • إجمالي التيار: 5A.
  • إجمالي القدرة: 40V x 5A = 200W.

إيجابيات التوالي

• أسلاك أنحف: بما أن التيار يبقى منخفضاً، يمكنك استخدام أسلاك أنحف وأرخص لمسافات طويلة دون هبوط في الجهد.
• كفاءة MPPT: تعمل أجهزة التحكم MPPT بشكل أفضل مع مدخلات الجهد العالي.
• الإضاءة المنخفضة: الجهد العالي يعني أن النظام "يستيقظ" مبكراً في الصباح ويبقى يعمل لوقت متأخر.

سلبيات التوالي

• الظلال: إذا تعرض لوح واحد للظل، ينخفض خرج السلسلة بأكملها ليتطابق مع اللوح المظلل. إنه مثل ثنية في خرطوم الحديقة.

الأفضل لـ: المواقع غير المظللة، مسافات الأسلاك الطويلة، أجهزة التحكم MPPT.

2. توصيل التوازي

قم بتوصيل الموجب (+) بـ الموجب (+) و السالب (-) بـ السالب (-). عادة ما تحتاج إلى "موصل فرعي" (Y-connector) للقيام بذلك.

• التأثير: يزداد التيار. يبقى الجهد كما هو.
• مثال: لوحان بقدرة 100 واط (20 فولت، 5 أمبير لكل منهما).
  • إجمالي الجهد: 20V.
  • إجمالي التيار: 5A + 5A = 10A.
  • إجمالي القدرة: 20V x 10A = 200W.

إيجابيات التوازي

• تحمل الظل: إذا تم تظليل لوح واحد، تستمر الألواح الأخرى في العمل بكامل طاقتها. اللوح المظلل لا يسحب البقية للأسفل.
• السلامة: يحافظ على الجهد منخفضاً (أكثر أماناً للمس، رغم أنه يجب توخي الحذر).

سلبيات التوازي

• أسلاك سميكة: التيار العالي يتطلب كابلات نحاسية سميكة ومكلفة لمنع الحريق وهبوط الجهد.
• حدود جهاز التحكم: معظم أجهزة التحكم في الشحن لها حد للتيار (مثلاً 40A). توصيل التوازي يصل إلى هذا الحد بسرعة.

الأفضل لـ: المواقع المظللة (الكرفانات، القوارب)، أجهزة التحكم PWM، المصفوفات الصغيرة.

3. التوالي-التوازي (هجين)

هذا يجمع بين الطريقتين. تقوم بإنشاء سلاسل متعددة من الألواح المتصلة على التوالي، ثم توصل تلك السلاسل على التوازي.

• مثال: أربعة ألواح بقدرة 100 واط.
  • السلسلة 1: اللوح "أ" + اللوح "ب" على التوالي (40V، 5A).
  • السلسلة 2: اللوح "ج" + اللوح "د" على التوالي (40V، 5A).
  • توصيل التوازي: قم بتوصيل السلسلة 1 والسلسلة 2 على التوازي.
  • إجمالي الخرج: 40V، 10A (400W).

إيجابيات الهجين

• التوازن: تحصل على فوائد الجهد العالي (الكفاءة) مع الحفاظ على تيار يمكن التحكم فيه.
• التكرار: إذا تم تظليل سلسلة واحدة، فإن السلسلة الأخرى لا تزال تنتج الطاقة الكاملة.

الأفضل لـ: المصفوفات السكنية الكبيرة أو المستقلة عن الشبكة (6 ألواح فأكثر).

هام: مطابقة الألواح

• بشكل مثالي: يجب أن تكون جميع الألواح من نفس العلامة التجارية والموديل بالضبط.
• التوالي: يجب أن يكون للألواح نفس تصنيف التيار (Amperage). إذا خلطت لوحاً بقدرة 5A ولوحاً بقدرة 3A على التوالي، ستعمل السلسلة بأكملها عند 3A.
• التوازي: يجب أن يكون للألواح نفس تصنيف الجهد (Voltage). إذا خلطت لوحاً بجهد 24V ولوحاً بجهد 12V على التوازي، سيتم سحب اللوح ذو 24V للأسفل، أو سيتدفق التيار بشكل عكسي (خطير).

الصمامات (Fusing)

• التوالي: عادة لا يحتاج إلى صمامات بين الألواح (تحقق من الرموز المحلية).
• التوازي: إذا كان لديك 3 سلاسل أو أكثر على التوازي، يجب عليك تركيب صمام (fuse) على كل سلسلة لمنع الحريق في حالة حدوث ماس كهربائي.

اقرأ المزيد حول الصمامات في الصمامات والقواطع للأنظمة الشمسية.