يمكن تلخيص وحدة التحكم في الطاقة الشمسية الهجينة بالرياح، باعتبارها معدات التحكم الأساسية لنظام توليد الطاقة الشمسية الهجينة بالرياح، في الوظائف الأساسية التالية:
1 、 الإدارة التعاونية للطاقة وتحسين الطاقة 1 、 الإدارة التعاونية للطاقة وتحسين الطاقة
تكامل مدخلات الطاقة المزدوجة
معالجة مدخلات توربينات الرياح (تيار متردد) والوحدات الكهروضوئية (تيار مستمر) في نفس الوقت، وتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر من خلال وحدات تصحيح ذكية لتحقيق إدارة موحدة لمصدري الطاقة. على سبيل المثال، عندما يكون هناك رياح كافية ولكن ضوء الشمس ضعيف، يجب إعطاء الأولوية لاستخدام طاقة الرياح لتوليد الطاقة؛ وعندما يكون ضوء الشمس قويًا ولكن الرياح غير كافية، يتم التحول إلى إمدادات الطاقة الشمسية لضمان التشغيل المستمر والمستقر للنظام.
تتبع نقطة الطاقة القصوى (MPPT)
اعتماد خوارزمية MPPT لتتبع نقاط الإخراج المثلى للطاقة الكهروضوئية وطاقة الرياح في الوقت الفعلي، مما يضمن تشغيل كل مصدر طاقة بأعلى كفاءة له. على سبيل المثال، يمكن أن تصل كفاءة MPPT للوحدات الكهروضوئية إلى أكثر من 99%، بينما تحقق MPPT لتوليد طاقة الرياح تحسين الطاقة عن طريق ضبط سرعة المولد أو زاوية الميل.
تخصيص الطاقة ومطابقة الأحمال
ضبط تخصيص الطاقة ديناميكيًا استنادًا إلى الطلب على الأحمال، وإعطاء الأولوية لاستخدام الطاقة المتجددة لإمداد الطاقة، وتخزين فائض الطاقة الكهربائية في البطاريات؛ وعندما يكون توليد الطاقة غير كافٍ، يتحول تلقائيًا إلى وضع طاقة البطارية. على سبيل المثال، في سيناريو المحطة الأساسية للاتصالات، يمكن لوحدة التحكم ضمان تشغيل المحطة الأساسية دون انقطاع على مدار 24 ساعة في اليوم مع زيادة استخدام الطاقة النظيفة إلى أقصى حد.
2 、 إدارة ذكية لشحن البطاريات وتفريغها
تحكم في الشحن متعدد المراحل
يدعم أوضاع الشحن التكيفي ثلاثي المراحل (الشحن بالتيار الثابت، والشحن بالجهد الثابت، والشحن العائم)، ويبدّل استراتيجيات الشحن تلقائيًا بناءً على حالة البطارية، ويطيل عمر البطارية. على سبيل المثال، تشحن بطاريات الرصاص الحمضية بسرعة خلال مرحلة التيار الثابت، وتتجنب الشحن الزائد خلال مرحلة الجهد الثابت، وتحافظ على حالة الشحن الكامل خلال مرحلة الشحن العائم.
الحماية من الشحن الزائد/التفريغ الزائد
حماية من الشحن الزائد: عندما يتجاوز جهد البطارية عتبة الحماية (مثل 28 فولت)، يتم قطع دائرة الشحن تلقائيًا لمنع تبخير الإلكتروليت وتلف البطارية.
حماية التفريغ الزائد: عندما يكون جهد البطارية أقل من عتبة الحماية (مثل 22 فولت)، يتم إيقاف تشغيل خرج الحمل لتجنب حدوث تلف لا يمكن إصلاحه بسبب التفريغ العميق للبطارية.
وظيفة تعويض درجة الحرارة
مراقبة درجة حرارة البطارية في الوقت الحقيقي، وضبط جهد الشحن والتيار وفقًا لدرجة حرارة البيئة. على سبيل المثال، في البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة (أقل من -10 ℃)، يمكن لزيادة جهد الشحن بشكل مناسب أن يعوض الزيادة في المقاومة الداخلية للبطارية؛ تقليل تيار الشحن لمنع ارتفاع درجة حرارة البطارية في البيئات ذات درجات الحرارة العالية (فوق 40 ℃).
3 、 التحكم في الأحمال وتحسين الكهرباء
حمل مزدوج مستقل الإخراج
دعم التحكم المستقل في حملين، يمكن ضبط كل حمل مع أوضاع عمل مختلفة (مثل التحكم في الضوء، والتحكم في الوقت، والفتح الكامل). على سبيل المثال، يتم استخدام أحد الحملين للإضاءة الليلية (وضع التحكم في الضوء)، ويستخدم الحمل الآخر لمراقبة المعدات (وضع التحكم في الوقت)، مما يحقق توزيعًا دقيقًا للطاقة.
الجمع بين التحكم في الضوء والتحكم في الوقت
وضع التحكم في الإضاءة: تبديل الحمل تلقائيًا بناءً على شدة الإضاءة المحيطة. على سبيل المثال، عندما تكون كثافة ضوء الشمس أقل من 10 لوكس، يتم تشغيل أضواء الشوارع تلقائيًا؛ وعندما تتجاوز كثافة ضوء الشمس 50 لوكس، يتم إطفاء أضواء الشوارع.
وضع التحكم في الوقت: يدعم تبديل الحمل الموقوت ولديه وظيفة التعلم التلقائي. على سبيل المثال، يمكن لوحدة التحكم تسجيل وقت الظلام/الإضاءة كل يوم وضبط وقت تشغيل/إطفاء أضواء الشوارع تلقائيًا دون تدخل يدوي.
التعتيم المتدرج واستراتيجية توفير الطاقة
دعم تعديل تدرج طاقة الحمل لتجنب تأثير التبديل المفاجئ على المعدات. على سبيل المثال، يمكن تعديل سطوع أضواء الشوارع وفقًا لتدفق حركة المرور أو المقاطع الزمنية (مثل تقليل السطوع بمقدار 50% بعد منتصف الليل)، مما يزيد من توفير الطاقة.
4 、 الحماية الأمنية وتشخيص الأعطال
آلية الحماية الكهربائية
الحماية من القطبية العكسية: لمنع تلف المعدات الناجم عن القطبية العكسية للألواح الشمسية أو البطاريات.
حماية من قصر الدائرة الكهربائية: عند حدوث ماس كهربائي للحمل، يتم قطع الخرج تلقائيًا ويتم تشغيل إنذار لتجنب خطر نشوب حريق.
الحماية من الصواعق: امتصاص طاقة البرق من خلال المتغيرات أو أنابيب تفريغ الغاز لحماية وحدات التحكم ومعدات التحميل.
مراقبة حالة النظام والإنذار
مراقبة في الوقت الحقيقي لجهد البطارية والتيار ودرجة الحرارة وغيرها من المعلمات، بالإضافة إلى حالة عمل توربينات الرياح والوحدات الكهروضوئية. عند حدوث أي خلل (مثل الجهد الزائد للشحن أو التيار الزائد للحمل)، يتم إرسال إشارة إنذار من خلال شاشة LCD أو واجهة RS485/MODBUS، ويتم تسجيل سجل الأعطال.
المراقبة عن بُعد وتعديل المعلمات
دعم المراقبة والإدارة عن بُعد من خلال الإنترنت أو الاتصال اللاسلكي (مثل GPRS و LoRa). يمكن للمستخدمين عرض البيانات في الوقت الحقيقي مثل توليد طاقة النظام وحالة البطارية واستخدام كهرباء الحمل، وضبط معلمات التحكم عن بُعد (مثل جهد الشحن ووقت تبديل الحمل) لتحسين كفاءة التشغيل والصيانة.
5 、 قابلية التكيف البيئي وقابلية التوسع
نطاق عمل في درجات حرارة واسعة
التكيف مع درجات الحرارة البيئية القاسية التي تتراوح بين -40 ℃ إلى 45 ℃، مما يضمن التشغيل المستقر في الظروف القاسية مثل الصحاري والهضاب والمناطق القطبية. على سبيل المثال، في بيئة ذات درجة حرارة منخفضة تصل إلى -40 درجة مئوية، لا يزال بإمكان وحدة التحكّم بدء شحن البطارية وإدارتها بشكل طبيعي.
دعم أنواع متعددة البطاريات
متوافقة مع أنواع مختلفة من البطاريات مثل حمض الرصاص وفوسفات حديد الليثيوم والليثيوم الثلاثي، يمكن للمستخدمين الاختيار بمرونة وفقًا لسيناريوهات التطبيق ومتطلبات التكلفة. على سبيل المثال، في السيناريوهات طويلة الأجل خارج الشبكة، أصبحت بطاريات فوسفات حديد الليثيوم الخيار المفضل بسبب عمرها الافتراضي الطويل وأمانها.
تصميم معياري وواجهة توسيعية
اعتماد تصميم الأجهزة المعياري الذي يدعم التوسعة الوظيفية (مثل إضافة وحدات تخزين الطاقة وواجهات الشبكة، وما إلى ذلك). على سبيل المثال، يمكن للمستخدمين ترقية الأنظمة غير المتصلة بالشبكة إلى أنظمة متصلة بالشبكة من خلال وحدات التوسعة لتحقيق وظيفة توصيل فائض الكهرباء بالشبكة.
