مع تسارع التحول العالمي في مجال الطاقة، يختار المزيد والمزيد من الأسر تركيب أنظمة الطاقة الكهروضوئية على أسطح منازلهم لتلبية الطلب المتزايد على الكهرباء. أصبح العاكس، باعتباره المكون الأساسي لنظام الطاقة الكهروضوئية، محورًا رئيسيًا للمستخدمين من حيث اختيار الطاقة.
وفقًا لبيانات المختبر الوطني للطاقة المتجددة، نظام الطاقة الشمسية 5 كيلو واط يولد العاكس عادة حوالي 15 إلى 25 كيلو وات في الساعة من الكهرباء يوميًا، مع القيمة الدقيقة اعتمادًا على ظروف ضوء الشمس الإقليمية. في هذه الحالة، يمكن لمحول 5 كيلو وات تلبية الاحتياجات الأساسية اليومية للكهرباء لمنزل مساحته من 80 إلى 120 مترًا مربعًا. ومع ذلك، يمكن لعدة عوامل رئيسية أن تؤثر على أدائه في التطبيقات الواقعية. أولاً، هيكل استهلاك الكهرباء في المنزل أمر بالغ الأهمية. إذا كان المنزل مجهزًا بأجهزة عالية الطاقة مثل تكييف الهواء المركزي أو التدفئة تحت الأرضية، فقد تتجاوز الطاقة القصوى 7 كيلو وات، مما يزيد من الحمل على العاكس. يعد تكوين نظام تخزين الطاقة مهمًا أيضًا. إذا كان من الضروري تخزين الطاقة الزائدة من نظام الطاقة الكهروضوئية، يصبح محول تخزين الطاقة المنزلي ملحقًا أساسيًا. يؤثر أيضًا ما إذا كان النظام متصلاً بالشبكة أو خارج الشبكة على أدائه. بالنسبة للأنظمة خارج الشبكة، قد تكون هناك حاجة إلى تكرار الطاقة 20%-30% لضمان إمداد طاقة مستقر.
مع استمرار تطور سوق الطاقة الكهروضوئية، خضعت تقنية العاكس لابتكارات كبيرة. في السنوات الأخيرة، محولات الطاقة الشمسية الصغيرة الحجم وقد ظهرت العديد من الحلول التي تتميز بميزة تعزيز مرونة النظام وقابليته للتوسع من خلال تجهيز كل وحدة من وحدات الطاقة الكهروضوئية بعاكس صغير. وفي الوقت نفسه، تتزايد شعبية محولات تخزين الطاقة المنزلية الهجينة بشكل مطرد. ووفقًا للإحصاءات، وصل معدل نمو سوق المحولات الهجينة إلى 35% سنويًا. تدعم هذه المحولات الجديدة الوصول متعدد المصادر للطاقة الكهروضوئية والبطاريات والشبكة، مما يجعل إدارة الطاقة المنزلية أكثر كفاءة.
بالنسبة لتكوين أنظمة الطاقة الكهروضوئية المنزلية، توصي فرق التصميم المهنية بـ "مبدأ 135". جوهر هذا المبدأ هو: يجب أن يتوافق 1 كيلو واط من الطاقة الكهروضوئية مع 3 كيلو واط في الساعة من تخزين الطاقة، ولكل نظام طاقة كهروضوئية بقوة 5 كيلو واط، هناك حاجة إلى 1 كيلو واط من الطاقة الاحتياطية. بالنسبة للمنازل التي تزيد مساحتها عن 200 متر مربع، أصبح التصميم الهجين - مثل الجمع بين عاكس رئيسي بقوة 5 كيلو واط مع العديد من العاكسات الدقيقة - تكوينًا فعالًا وشائعًا. تُظهر دراسة حالة أجراها معهد فراونهوفر في ألمانيا أن هذا الهيكل الهجين يمكن أن يحسن الكفاءة الإجمالية للنظام، بل ويعزز أداء التوليد بمقدار 12%.
لم يعد الاتجاه التقني للمحولات يقتصر على تحويل الطاقة. يتم دمج وظائف أكثر ذكاءً. أصبح الجيل الجديد من المحولات المحور الأساسي لإدارة طاقة المنزل، ليس فقط مزودًا بخوارزميات التنبؤ بالحمل في الوقت الفعلي ولكن أيضًا يدعم وظائف الشحن والتفريغ ثنائية الاتجاه من المركبة إلى الشبكة (V2G). بالإضافة إلى ذلك، يمكنهم الاستجابة بشكل ديناميكي لتغيرات سوق الطاقة. يتوقع محللو الصناعة أنه بحلول عام 2025، سيكون حوالي 70% من المحولات الجديدة مزودة بوحدات تحسين الذكاء الاصطناعي مدمجة. بمساعدة تقنية الجدولة الذكية، يمكن حتى للمحولات الأساسية بقوة 5 كيلو وات العمل بكفاءة أكبر، وتلبية احتياجات الكهرباء الأكثر تعقيدًا للأسر.
تعتمد قدرة محولات الطاقة الصغيرة على تلبية احتياجات الكهرباء المنزلية على مستوى تكامل النظام والذكاء. مع الاختراقات في تكنولوجيا تخزين الطاقة ومع تطور محطات الطاقة الافتراضية، والمحولات العاكسة ذات القدرة المتوسطة، عندما يتم تكوينها علمياً وعقلانياً، فإنها تخلق تدريجياً نموذجاً جديداً "مضغوطاً وقوياً" لإمدادات الطاقة للمنازل.