22/11/2024

الطاقة الشمسية بالعربي

مقالات وأخبار الطاقة الشمسية بطريقة مبسطة للمستخدم في العالم العربي

مانع تدفق التيار-السيرچ Surge Protection Device – ما هو وما أهميته؟

ما هو الSurge Protector/Surge Protection Device (SPD)؟ وما هي أهمية إستخدامه في لوحات الحماية الكهربية عامة؟ وفي لوحات الحماية لمحطات الطاقة الشمسية تحديداࣰ؟ ما هي خطورة عدم وجودة؟ وما هي الطريقة الصحيحة لتركيبة؟

مانع إندفاع التيار؟ مانع الإرتفاع المفاجئ للتيار؟ مانع الصعق (التكهرب)؟

ما هو الSurge Protector/Surge Protection Device (SPD)؟ وما هي أهمية إستخدامه في لوحات الحماية الكهربية عامة؟ وفي لوحات الحماية لمحطات الطاقة الشمسية تحديداࣰ؟ ما هي خطورة عدم وجودة؟ وما هي الطريقة الصحيحة لتركيبة؟


مانع الإندفاع أو مانع الصعق أو مانع الإرتفاع المفاجئ للتيار “السيرݼ” هو من المكونات المهمة جداࣰ والأساسيه جداࣰ في لوحات الحماية، خصوصاࣰ لوحات حماية الDC الخاصة بالطاقة الشمسية. وللأسف بالرغم من الأهمية دي، غالباࣰ معظم التركيبات بيتجاهلوه إما عن عدم معرفة كافية، أو لغرض توفير مجهود أو تكلفة. هل هو فعلاࣰ مهم قوي كده؟ 🤔ea

DC Surge – DC+/DC-/Earth

مانع الصعق أو مانع التدفق (السيرݼ) يعتبر الحارس الأمامي ضد إرتفاع أو تدفق التيار الغير منتظم المفاجئ. نقدر نقول عليه الباب الأمامي اللي بيحمي ضد السرعة المفاجئة للتيار وبيحمي كل الأجهزة اللي وراه من التلف. أهميته تعتبر من أهمية المفتاح القاطع Circuit Breaker والفيوزات. إزاي؟ ده اللي حنتكلم عليه حالاࣰ. بس خلينا الأول نشرح شوية مفاهيم أساسية، ومنها نقدر نعرف هو بيعمل إيه بالظبط، وبيحمي المنظومة إزاي

ما هو الإرتفاع المفاجئ للتيار؟ ما المقصود بالسيرݼ:

علشان كبل يعدي فيه تيار كهربي، لازم يكون فيه فرق جهد بين أول الكبل ده وآخره، وفرق الجهد ده بيتقاس بالڤولت. بالظبط زي لو عندي تنك ميه مليان في ناحيه، وتانك تاني فاضي الناحيه التانيه، ووصلتهم ببعض بخرطوم، الميه حتمشي من التنك المليان للفاضي. التيار الكهربي بيتحرك في حالة وجود ڤولت، لو الڤولت بقي صفر، مفيش تيار حيمشي، بالظبط زي لما الميه تملا التنك التاني قد الأولاني، مفيش ميه (تيار) حيمشي لأن فرق الجهد بينهم (إرتفاع الميه) حيكون صفر.

طيب الڤولت ده بيعلي أو بيوطي بناءا علي إيه؟ لو مثلناها تاني بتنكين الميه، كل ما التنك الأول يكون مليان أكتر، أو إرتفاعه أعلي أكتر، الميه حتمشي أسرع لأن ضغطها أعلي، يعني سرعتها أعلي لأن الخرطوم قطره ثابت، أو بمعني كهربي، ڤولتها أعلي.

في تصميم الدواير والأجهزه الكهربيه، الڤولت لازم يكون ثابت علي رقم معين، يعني سرعة مرور التيار في الأسلاك ثابته، وبيكون فيه تغير مسموح بيه بنسبه معينه مش كبيره، وإلا يحصل مشاكل كتيره، مواتير تتحرق لو الڤولت عالي عليها، دواير إلكترونيه طبعاࣰ بتشيط لو الڤولت الداخل علي وهي مش متصممه لتحمله، وهكذا.

هل أي إرتفاع في الڤولتيه يعتبر “سيرݼ”؟ لأ مش بالضبط. علشان الإرتفاع ده يتسمي إرتفاع مفاجئ، لازم يكون إيه؟ مفاجئ…واضحه يعني 😁😁 مفاجئ إزاي؟ يعني سريع مش متدرج…سريع قد إيه؟ يعني بيعلي عشرات أو مئات الڤولتات في أجزاء من الثانيه.

المشكلة؟

إيه هو تأثير الإرتفاع ده؟ حاجات كتير، أولهم وأعلاهم تكلفه: تلف الإنڤرتر سواء كان السيرچ جاي من ناحية الدخول – جانب الDC – أو من ناحية الخروج – جانب الAC.

في حالة إن الإنڤرتر إستحمل شويه وفترة الإرتفاع المفاجئ دي عدت بسلام من غير تلف كامل، مكوناته الداخليه بتكون إتأثرت جداً وعمره بيقصر جامد، وفي الأغلب حتي أجود أنواع الإنڤرترات مش بتقدر تتحمل سيرݼ أكتر من مرات قليلة وكل مرة منهم بتبقي كارثة علي مكوناته.

المشكلة الأكبر هنا إن الإرتفاع المفاجئ ده بيرفع درجة حرارة الكبل والموصلات – الMC4 في حالتنا هنا – لدرجة عالية وبيكون عندنا إحتمال كبير إن الكبل ينهار وممكن جداً يبتدي حريق 🔥🔥- ودي طبعاً مشكلة كبيرة. إنهيار الكبل هنا عامل زي خرطوم الميه اللي بين التنكين – فاكرينه؟ تخيل ضغط الميه زاد مره واحده…الخرطوم حيفرقع

هنا بقي دور الحارس، مانع إرتفاع التيار المفاجئ، مانع السيرݼ

الSurge Protector أو الSurge Protection Device أو إختصاراً زي ما بنقول عليه “سيرݼ” هو ببساطة نقدر نقول عليه محبس ضغط 😎😁، مش إحنا قلنا الڤولت هو الضغط اللي بيخلي الكهربا تمشي من نقطه لنقطه تانيه؟ وكل ما الڤولت يزيد يبقي أكننا بنزود الضغط؟ ولما الضغط ده يعلي مره واحده يبقي المفروض إيه اللي يحصل؟ 🤔 ببساطة، المحبس يفتح بسرعه، يفرغ الضغط الزيادة ده، وأول لما يرجع طبيعي يقفل تاني…طيب في الكهربا حيحصل إيه؟ أول ما يحصل إرتفاع مفاجئ الSPD فوراً “بيفتح” قناه فرعيه الكهربا تعدي منها…طيب واحد يسألني، حتعدي تروح فين؟ 🙄🙄

السيرݼ لازم يكون مربوط علي أرضي earth وده يعتبر الخروج بتاعه…أول ما الڤولت يعلي، السيرݼ يفتحله طريق بدل ما يكمل للإنفرتر، يتجه للأرض ويفضل الحال كده طول فترة الطوارئ دي، أول ما تخلص، يقفل تاني. فكره بسيطه وسهله، بيها نقدر نحمي الأجهزة ونتفادي حرايق محتمله.

طبعا فيه سؤال مهم جداً أكيد بتسأله دلوقتي: أنا مالي ومال الكلام ده كله، دي حاجه غالباً مش بتحصل ونادرة..حنقول حالاً بيتحصل إزاي، وإزاي إنها ممكن تحصل أي وقت

أسباب حالات الإرتفاع المفاجئ – السيرݼ

من أقوي أسباب السيرݼ العواصف الرعديه، ودي لو ضربت الألواح أو الشاسيه، الڤولت بيعلي بطريقة مخيفه بسرعه جدا: ممكن يوصل عدة ملايين ڤولت في وقت أقل من ٣ نانو ثانيه (النانوثانية واحد علي مليار من الثانية!!!). الموضوع ده نادر في العالم العربي، ولكنه غير مستبعد الحدوث…وعلي فكره، ده من الأسباب اللي أدت لتسميه الSPD خطأ “مانع صواعق”، وخلت ناس كتير تفتكر إنه بيستعمل فقط للعواصف الرعديه فمش لازم يركب.

السبب التاني للسيرݼ هو وجود أجهزة عالية الحمل بها تيار بدء عالي ومتكرر كالمكيفات وأجهزة تبريد كالثلاجات وأيضاً المصاعد والطلمبات. أياً من هذه الأجهزة يحتاج تيار بدء عالي يؤثر علي إستقرار الشبكة لحظياً ويخلق حالة من إندفاع التيار التي قد تتسبب بتلف بعض الأجهزة الحساسة المرتبطة بنفس الشبكة، ومن هنا تأتي أهمية وجود SPD علي جانب الAC في حالات الإنڤرترات المنعزلة عن الشبكة off grid وأيضا المتصلة بالشبكة on grid.

سبب آخر وموجود بكثرة وسهل الحدوث: توصيلات خاطئة، تالفة، محولات بها مشاكل، مولد كهربائي قديم يخرج spike أو surge من وقت لآخر..تفريغ كهربي مفاجئ نتيجة أي عطل أو “تشريز” لحظي، وفي هذه الحالة وجود مانع الإرتفاع المفاجئ قد يحمي من تلف الإنڤرتر زي ما قلنا أو يحمي من حريق او يحمي من صدمة كهربية لما ميه تيجي علي كبل مكشوف طالع من إنفرتر واصل لموتور طلمبه 😎

الأنواع وطريقة التركيب

هناك ثلاثة أنواع أساسية للsurge protector:

  • AC 1 phase: به مدخل للN والL ومخرج للأرضي earth
  • AC 3 phase: به ثلاث مداخل L1/L2/L3 والN ومخرج للأرضي earth
  • DC: به مدخلين DC+/DC- ومخرج للأرضي earth
See the source image
سيرج ۳ فاز – L1/L2/L3/N/

في جميع الأشكال، يتم توصيل الدخول علي التوازي parallel مع المكافئ له وتوصيل الخروج مع الأرضي العام للمحطة حتي يتمكن الجهاز من عمل وظيفته وتفريغ الشحنه الزائده.

See the source image

أتمني أن أكون ألقيت الضوء بطريقة مبسطه عن عمل هذا الجهاز الصغير الهام لحماية الأجهزه من التلف.