تحليل كفاءة تكييف النوافذ الشمسية الهجين ACDC: تأثير الغبار والطقس الممطر على أداء النظام

وفي سياق تزايد التقلبات المناخية العالمية في عام 2026، فإن مكيف نافذة شمسي هجين ACDC أصبح الخيار المفضل للمباني الخضراء. ومع ذلك، تعتمد هذه الأجهزة بشكل كبير على مدخلات الطاقة من المصفوفة الكهروضوئية . العوامل البيئية على وجه التحديد تراكم الغبار و الظروف الممطرة / الغائمة ، لها تأثير كبير على نسبة الأداء من النظام. توفر هذه المقالة تحليلاً احترافيًا لخسائر الكفاءة المحددة الناجمة عن هذين النوعين من الطقس من منظور كهربائي وجوي.

تأثيرات التعتيم لتراكم الغبار على كفاءة التحويل الكهروضوئي

ل مكيف هجين التي تعتمد على طاقة التيار المباشر المباشرة، يمثل الغبار مشكلة "تظليل ناعم" نموذجية. تعمل الجسيمات المترسبة على السطح الزجاجي على تغيير مسار الضوء الساقط، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في الداخل ماس كهربائى الحالي (إيسك).

التوهين الطيفي وتأثيرات النقاط الساخنة: لا يحجب الغبار الضوء المرئي فحسب، بل يمتص أيضًا الأشعة تحت الحمراء، مما يتسبب في زيادة درجة الحرارة الموضعية في الوحدات. تشير بيانات الأبحاث إلى أنه في المناطق القاحلة مثل الشرق الأوسط أو جنوب غرب الولايات المتحدة، فإن الخسارة في إنتاجية الطاقة تتراوح عادة بين 15% و25% إذا لم يتم تنظيف الألواح لمدة أربعة أسابيع متتالية. وفي حالات العواصف الرملية الشديدة يمكن أن تتجاوز الخسائر 35%.

MPPT تتبع فقدان الدقة: يتم تغذية هذه الخسارة مباشرة إلى MPPT وحدة تحكم داخل مكيف الهواء. يؤدي تراكم الغبار بشكل غير منتظم إلى تشويه منحنى IV ، مما يجعل من الصعب على وحدة التحكم التثبيت على أقصى نقطة طاقة، مما يؤدي إلى إهدار الطاقة الثانوية. للحصول على الاتفاق مكيف شباك النظام، فإن أي تقلب في جانب التيار المستمر يجبر النظام على سحب الطاقة من شبكة التيار المتردد بشكل متكرر، وبالتالي تقليل المعدل الإجمالي لتوفير الطاقة.

تأثير الطقس الممطر على الإشعاعية والتركيب الطيفي

تأثير الطقس الممطر على مكيف هجينDC ينعكس النظام في المقام الأول في الانخفاض الحاد في الإشعاع الشمسي و the spectral shift toward blue-green light.

فجوات الطاقة تحت الإشعاع المنخفض: في الظروف الملبدة بالغيوم تمامًا، يمكن أن ينخفض الإشعاع الرأسي من 1000 وات/م2 في يوم مشمس إلى 100 وات/م2 أو أقل. عند هذه النقطة، المدخلات الكهروضوئية قد تفشل الطاقة في الوصول إلى الحد الأدنى لبدء تشغيل الضاغط. في مثل هذه السيناريوهات، التوازن التلقائي تكنولوجيا النظام الهجين يتدخل، ويتحول حوالي 80% إلى 90% من القوة الدافعة إلى جانب التيار المتردد. وهذا يعني أنه بينما يظل مكيف الهواء قيد التشغيل، تكون "نسبة مساهمة الطاقة الشمسية" منخفضة للغاية.

الاستفادة من الإشعاع المنتشر: ومن الجدير بالذكر أن الحديثة ذات الكفاءة العالية الايثيلين في المئة أو TOPCon تعرض اللوحات استجابة قوية للضوء المنخفض. حتى في المطر الخفيف بالاستقبال الإشعاع المنتشر ، لا يزال بإمكان النظام الحفاظ على تشغيل دوائر التحكم و محرك مروحة بي إل دي سي ، عادةً ما يؤدي إلى تقليل حمل الشبكة بنسبة 5٪ إلى 10٪. بالمقارنة مع وحدات التكييف التقليدية، تظل هذه ميزة كبيرة في الكفاءة.

التأثيرات التعويضية للرطوبة وانخفاض درجة الحرارة على حمل الضاغط

على الرغم من أن الأيام الممطرة تقلل من إمدادات الطاقة، إلا أن بيئة الأرصاد الجوية توفر بعض التعويض الإيجابي عن ذلك حمل التبريد .

كفاءة التبادل الحراري للمكثف: إن انخفاض درجات الحرارة الناتج عن المطر مفيد للنبات مكثف التبادل الحراري. أثناء هطول الأمطار، تنخفض درجات الحرارة المحيطة عادة بمقدار 5 درجات مئوية إلى 10 درجات مئوية، مما يقلل بشكل كبير من درجة الحرارة نسبة الضغط الضاغط، وتحسين شرطي (معامل الأداء) لمكيف الهواء حتى في وضع التشغيل بالتيار المتردد.

زيادة في الحمل الحراري الكامن: عالية الرطوبة في الأيام الممطرة يزيد الحمل الحراري الكامن من التيار المتردد. ال مكيف هجينDC يجب أن يستهلك النظام المزيد من الطاقة لإزالة الرطوبة بدلاً من مجرد التبريد المعقول. ولذلك، فإن الخسارة الشاملة للكفاءة في الأيام الممطرة هي نتيجة مزدوجة لـ "انخفاض إنتاج الطاقة الكهروضوئية" و"زيادة الطلب على إزالة الرطوبة".

توقعات فقدان الكفاءة حسب المنطقة المناخية

المناطق القاحلة: الخسائر تنبع أساسا من الغبار. بدون التنظيف المنتظم، الكفاءة التشغيلية السنوية لل النظام الهجين يمكن أن تنخفض بأكثر من 12% بسبب التراكم.

مناطق الرياح الموسمية: الخسائر تنبع بشكل رئيسي من الأمطار المستمرة. خلال موسم الأمطار، الاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية قد ينخفض معدل النظام من أكثر من 90% في الأيام المشمسة إلى حوالي 10%.