يجب علينا دائما أن نتأكد من أننا نستثمر كامل طاقة منظومتنا الشمسية، ويجب علينا أيضاً التأكد من سلامة وجودة التوصيلات الكهربائية والدايودات والمحول والعاكس وباقي أجزاء المنظومة الشمسية.

في هذه المقال سنتحدث عن الدايودات وأنواعها واستخداماتها في الطاقة الشمسية وكيفية فحص دايود اللوح الشمسي وطرق اكتشاف الدايودات المعطلة.

قبل الحديث عن ذلك: إذا كنت تريد أفضل شركات الطاقة الشمسية في الأردن لتقديم خدمات صيانة او تنظيف. او حتى إستشارات من مهندسين متخصصين فيمكنك الإتصال بنا على الرقم التالي: 0798495491

ما هو الدايود أو الصمام الثنائي؟

بداية يجب علينا أن نعرف ما هو الدايود: هو قطعة كهربائية تسمح بمرور التيار الكهربائي في اتجاه فقط واحد، ولا تسمح لعودة التيار في الاتجاه المعاكس.

بشكل عام يتكون الدايود مطرفين الأنود الموجب، والكاثود السالب، ويتوفر في الأسواق العديد من الأحجام والأنواع، ولكل حجم استطاعة معينة ورقم خاص به.

ربما يهمك: شركة تنظيف الخلايا الشمسية

ما هي أهمية الدايودات في الألواح الشمسية؟

يحتوي اللوح الشمسي على عدد من الخلايا الشمسية وتكون موصولة على التسلسل مع بعضها البعض، حيث أن بعض الألواح قد تحتوي على 36 خلية شمسية وبعضها على 60 خلية، حتى أن بعض الألواح تحتوي على 72 خلية.

بداية من المفيد أن نتعرف بشكل بسيط على وظيفة ومهام هذا القطع الالكترونية الصغيرة، حيث تتمثل المهمة الرئيسية للدايودات في حماية الخلايا والألواح الشمسية من الحرارة الزائدة نتيجة تظليل المنظومة بشكل جزئي أو معيب نتيجة وجود عائق أو حاجز أمام الالواح الشمسية.

بشكل عام تحتوي جميع الألواح الشمسية على دايودات ثنائية، ويمكن أن تشاهد هذه الدايودات في صندوق التوصيل وقد يحتوي اللوح الواح على 4 دايودات في بعض الأحيان.

عندما تتعرض بعض الخلايا الشمسية للظل دون غيرها في الخلايا المجاورة في اللوح الواحد فإن الخلايا المظللة بشك مقاومة تمنع مرور التيار الذي تولده الخلايا الأخرى.

ومع تزايد المقاومة ترتفع درجة الخلية المظللة، وتأدي لفقدان التيار الكهربائي وتلف الخلايا الشمسية نتيجة الحرارة الزائدة.

بالتالي يمكننا القول أن الدايودات تحمي الخلايا الشمسية من التلف في حال تعرضها للظل، ويتم توصيل الدايودات في علبة التوصيل مع الانفيرتر أو المحول من أجل تأدية المهمة المطلوبة.

معلومات تهمك: طريقة فحص لوح الطاقة الشمسية

أنواع الدايودات الموجودة في المنظومة الشمسية

فيما يلي سوف نتعرف على نوعيي الدايودات المستخدمة في الأنظمة الشمسية وسنشرح ألية عمل كل منها بشكل بسيط ومختصر.

1. دايودات الالتفاف أو دايودات المسار الجانبي bypass diodes

توجد هذه الدايودات داخل علبة سوداء على الوجه الخلفي للوح، تعمل هذه الدايودات على توصيل مجموعات الخلايا الشمسية مع بعضها البعض، حيث يتم توصيل كل 14 لـ 20 خلية شمسية مع دايود مسار جانبي وحد.

لذلك تحتوي الألواح الشمسية المكونة من 32 خلية شمسية على دايودين التفافيين، أما الألواح التي تحتوي على 60 خلية فتحتوي على 3 دايودات، بينما تحتوي الألواح المكونة من 72 خلية على 4 دايودات مسار جانبي.

فيمكننا القول إنه مع زيادة عدد الخلايا الشمسية التي يحتويها للوح، تزداد معها عدد الدايودات اللازمة لحماية اللوح.

أما عن طريقة عملها فيمكن استنتاجها من اسمها، حيث تسمح هذه الدايودات بالالتفاف عل الصف التي توجد به الخلية المظللة، أي أنه عند تعرض خلية أو عدة خلايا شمسية للظل، سيقوم هذا الديود بالتفاف حول هذا الصف من الخلايا، أو حول المجموعة المعرضة للظل.

بالتالي فإنك لن تخسر كامل نتاج اللوح إنما سوف تخسر فقط نتاج المجموعة المظللة، حيث أن التيار الناتج عن الصفوف أو المجموعات الأخرى سوف يمر يسمح له نظام الدايودات الموجود داخل اللوح بالمرور دون التأثر بالخلايا المظللة.

بالتالي هذا يقلل فاقد الطاقة ويخفف من الحرارة المتولدة في الخلية والصف المظلل.

وعلى الرغم من الفوائد الجمة لاستخدام الدايود في الألواح الشمسية إلا أنه بشكل عام قد يسبب اخفض الجهد الكلي قليلا، كما أنه من الغير العملي توصيل كل خلية بدايود منفصل بسبب التكلفة العالية.

حيث أن أغلب الألواح الشمسية تحوي إثنين أو ثلاث دايودات بحيث يكون لكل دايود عدد مخصص من الخلايا.

المزيد عن: أسباب ضعف اللوح الشمسي

2. دايودات الحجب أو دايودات منع التيار العكسي blocking diodes

على عكس دايودات الالتفاف فإن دايودات الحجب لا تأتي خلف اللوح أو في صندوق التوصيل بل يجب أن تركب خارجيا، وأيضا قد لا توجد بشكل روتيني في كل المنظومات الشمسية ولكن يجب الانتباه إلى أن لهذه الدايودات أهمية بالغة وخاصة في المنظومات الشمسية الكبيرة وسنتعرف على السبب الآن.

تشمل المصفوفات الشمسية عدد من ألواح الشمسية المتصلة مع بعضها على التسلسل، عندما يكون لدينا عدة ألواح أو مصفوفات شمسية متصلة على التوازي أو التفرع (3 مصفوفات أو أكثر).

وإحدى هذه المصفوفات أو جزء أو لوح منها يتعرض للظل فإن التيار الخارج من باقي المصفوفات سيذهب باتجاه المصفوفة أو اللوح المظلل مما يؤدي الى ارتفاع حرارة شديد في القسم المظلل من المصفوفة، وتلف المصفوفة.

وبالتالي تأتي مهمة هذه القطع الكهربائية في حجب التيار ومنعه من المرور باتجاه الألواح الشمسية المظللة.

كما يتم استخدام هذا النوع من الدايودات من أجل منع التيار الصادر عن البطاريات في الليل من العودة للألواح الشمسية لأنه سوف يتسبب في ارتفاع درجة حرارة الألواح، وقد يتسبب في تلفها.

هل تعرف ما هو: تأثير الظل على الخلايا الشمسية

طريقة فحص دايود اللوح الشمسي

في البداية قبل البدء بفحص سلامة الدايودات الشمسية الخاصة بك يجب عليك أن تتعرف أن اكتشاف الدايود المتوقف عن العمل ليس بالأمر السهل ويحتاج لظروف خاصة.

فلا يمكنك اكتشاف الدايود المعيب أو العاطل إلا عندما تكون منظومتك الشمسية مظللة جزئياً، وبشكل عام هناك نوعان من المشاكل التي قد تحدث للدايودات، وكل واحدة منهما تتظاهر بمشكلة مختلفة، ولكن بالنهاية تؤدي إلى نقص ملحوظ بناتج الطاقة الكلي للمنظومة.

النوع الأول: تلف الدايود يؤدي الى دارة مفتوحة. نلاحظ هنا انخفاض الطاقة الكلي جاء على حساب نقص شدة التيار نتيجة وجود ظل على الخلايا الموصولة بالدايود التالف مما أدى لتشكل دارة مفتوحة، وتبدد جزء من التيار الناتج عن الخلايا الشمسية المجاورة للخلية المظللة.

النوع الثاني: تلف الدايود يؤدي إلى دارة مغلقة ونرى في هذا النوع أن نقص الناتج الكلي جاء ع حساب نقص فرق الجهد نتيجة الدايود التالف وليس شدة التيار.

بالنهاية فإن كل من هاتين المشكلتين سوف تؤدي لانخفاض في كمية الطاقة التي تنتجها الألواح.

تعرف أكثر على: مشاكل الطاقة الشمسية وحلولها

كيفية فحص الدايودات الشمسية

توجد عدة طرق لفحص الدايودات الشمسية منها باستخدام الملتيميتر (الأفوميتر) وهي الاسهل، أو عن طريق التصوير الحراري للكشف عن البقع الحارة أو الساخنة التي تقودنا بالنهاية إلى الدايود التالف.

سنتحدث عن كيفية فحص الدايود باستخدام المليميتر (جهاز الأفو) باختصار:

الطريقة الأولى

نستخدم خاصية فحص الدايود التي تكون موجودة أساسا في جهاز الملتيميتر، وذلك من خلال وضع الجهاز على خيار قياس المقاومة Ω بعد ذلك نقوم بفصل الدايود من الدارة الكهربائية.

نضع الطرف الأحمر الموجب للجهاز على الأنود (المصعد) للدايود، ونضع الطرف الأسود السالب للجهاز على الكاثود (المهبط) يجب أن تكون القراءة بمجال وعندها سوف تظهر على شاشة الجهاز قيمة صغيرة تدل المقاومة، وتكون قريبة من الصفر أو مساوية للصفر.

إذا عكسنا الأقطاب تصبح دارة مفتوحة يعطي قيمة عالية جداً أو يعطي OL

هذه القراءات تدل أن الدايود يعمل بالشكل السليم، ولا يستوجب استبداله أما إذا كانت القيم ذلك فإن الدايود تالف.

قد يعطي فحص الدايود قيمة فولتية صغيرة مثلا 0.4 فولت هذا يعني أن الدايود أيضا تالف ولكن من نمط الدارة المغلقة وبحاجة إلى تبديل بطبيعة الحال.

فحص الدايود باستخدام المليميتر (جهاز الأفو)

الطريقة الثانية

تحتوي بعض أجهزة المليميتر على خيار خاص بفحص الدايودات، يتم فصل الدايود من اللوح الشمسي ووضع الجهاز على خيار فحص الدايودات.

وبعدها يتم وضع الطرف الموجب (الأحمر) للجهاز على طرف الأنود للدايود، بينما يتم وضع الطرف السالب (الأسود) للجهاز على طرف الكاثود.

في حال كان الدايود سليم فإن القراءة التي تطهر سوف تتراوح بين الـ 0.4 والـ 0.8 فولت في حال كان الدايود مصنوع من مادة السليكون، ومن 0.2 لـ 0.3 في حال كان الدايود مصنوع من مادة الجرمانيوم.

وعند قلب الأقطاب سوف تظهر لدينا القراءة OL على الشاشة، أما في حال أعطى الدايود قيمة صفر في كلا الوضعين أو أعطى القيمة OL فإن الدايود تالف ويحتاج إلى استبدال.

فحص الدايودات باستخدام التصوير الحراري

تحتاج هذه العملية لمعدات خاصة وفريق متخصص وكاميرة حرارية، عند وجود خلل في الدايودات فإن الخلايا الشمسية الواقعة في الظل سوف ترتفع حرارتها بشكل أكبر من المعتاد، وبالتالي فإن هذه الطريقة سوف تساعدنا على كشف الدايود العاطل.

كما يمكن استخدام الكاميرات الحرارية خلال ساعات الليل بعد غروب الشمس بعدة ساعات، ففي حال كانت الدايودات الحجب أو منع التيار العكسي عاطلة عن العمل فسوف نلاحظ ارتفاع في درجة حرارة الألواح. كما في الصورة التالية.

الدايودات الحجب أو منع التيار العكسي عاطلة عن العمل وارتفاع في درجة حرارة الألواح

الخلاصة

تعرفنا بشكل مختصر عن الدايود واستخدامه في مجال الطاقة الشمسية، وتطرقنا سريعاً إلى أنواعه وآلية عمله، وأخيرا طريقة فحص التالف منها وتذكر دوما بضرورة مراقبة نتاج منظومتك الشمسية من أجل الكشف المبكر عن المشاكل والاعطال التي قد تسبب بأضرار جسيمة للألواح.

إقرأ أيضاً: كيفية تركيب فيوزات اللوح الشمسي

عروض شركات الطاقة الشمسية في الاردن