تعد العاكسات خارج الشبكة عنصرًا مهمًا في أنظمة توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية. تقوم بتحويل طاقة التيار المستمر المخزنة في البطاريات إلى طاقة تيار متردد لتلبية احتياجات الطاقة للمنزل أو العمل. يعتمد مبدأ العاكس خارج الشبكة على تكنولوجيا إلكترونيات الطاقة ونظرية التحكم، ويتضمن بشكل أساسي الأجزاء التالية:
1. دائرة الإدخال
دائرة الإدخال هي الجزء الأول من العاكس خارج الشبكة، الذي يربط طاقة التيار المستمر من البطارية إلى العاكس. تشتمل دائرة الإدخال عادةً على صمام ثنائي مضاد للعكس ومفتاح DC لمنع تدفق التيار العكسي وحماية العاكس.
2. دائرة تعزيز الجهد DC
نظرًا لأن جهد التيار المستمر للبطارية منخفض ولا يمكنه تلبية متطلبات العاكس، فإن هناك حاجة إلى دائرة تعزيز جهد التيار المستمر لزيادة الجهد. عادةً ما تستخدم دوائر تعزيز جهد التيار المستمر دوائر تعزيز الجهد لضبط جهد الخرج عن طريق التحكم في وقت التشغيل والإيقاف لأنبوب التبديل.
3. دائرة العاكس
دائرة العاكس هي الجزء الأساسي من العاكس خارج الشبكة وتقوم بتحويل طاقة التيار المستمر إلى طاقة تيار متردد. تستخدم دائرة العاكس عادةً دائرة عاكسة كاملة الجسر، والتي تتكون من أربعة أنابيب تحويل ومكثف خرج. عندما يتم تشغيل وإيقاف أنبوب التبديل وفقًا لقواعد معينة، سيتم توليد جهد التيار المتردد والتيار على مكثف الخرج.
4. دائرة تصفية الإخراج
يمكن لدائرة مرشح الإخراج تصفية خرج التيار المتردد من العاكس لتقليل تأثير التوافقيات والضوضاء. تستخدم دائرة مرشح الخرج عادة مرشح LC، الذي يتكون من مغو ومكثف. من خلال ضبط قيم المغو والمكثف، يمكن تقليل التوافقيات والضوضاء الخاصة بجهد الخرج والتيار.
5. دائرة التحكم
تعد دائرة التحكم جزءًا أساسيًا من العاكس خارج الشبكة. وفقًا للتغيرات في المعلمات مثل جهد الإدخال وجهد الخرج والتيار، فإنه سيتم تلقائيًا ضبط وقت التشغيل والإيقاف لأنبوب التبديل لتحقيق جهد وتيار خرج ثابت. تستخدم دائرة التحكم عادةً خوارزمية التحكم PID لضبط وقت التشغيل والإيقاف لأنبوب التبديل من خلال مقارنة الانحراف بين القيمة الفعلية والقيمة المحددة.
يعتمد مبدأ العاكس خارج الشبكة على الأجزاء الخمسة المذكورة أعلاه، عن طريق تحويل طاقة البطارية DC إلى طاقة تيار متردد والحفاظ على جهد وتيار خرج ثابت لتلبية احتياجات الطاقة للمنازل أو الشركات. مع التطور المستمر للتكنولوجيا، تتحسن باستمرار كفاءة وموثوقية المحولات خارج الشبكة، مما يوفر دعمًا قويًا للتطبيق الواسع لأنظمة توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية.