ما هي سعة البطارية المطلوبة لنظام الطاقة الشمسية خارج الشبكة؟

عند تصميم نظام طاقة شمسية خارج الشبكة، فإن أحد أهم الأسئلة هو:ما هي سعة البطارية التي تحتاجها؟تلعب البطاريات دورًا حاسمًا في الأنظمة غير المتصلة بالشبكة لأنها تخزن الكهرباء المولدة بواسطة الألواح الشمسية خلال النهار وتوفر الطاقة في الليل أو أثناء الطقس الغائم.

يضمن اختيار سعة البطارية المناسبة قدرة نظامك على توفير الكهرباء بشكل موثوق دون انقطاع. فإذا كانت سعة البطارية صغيرة جدًا، فقد تنفد الطاقة المخزنة بسرعة. أما إذا كانت كبيرة جدًا، فقد ترتفع تكلفة النظام دون داعٍ. يشرح هذا الدليل كيفية تحديد سعة البطارية المناسبة لنظام الطاقة الشمسية خارج الشبكة.

لماذا يُعد تخزين الطاقة بالبطاريات أمرًا ضروريًا في الأنظمة غير المتصلة بالشبكة

على عكس أنظمة الطاقة الشمسية المتصلة بالشبكة، تعمل الأنظمة غير المتصلة بالشبكة بشكل مستقل تمامًا عن شبكة الكهرباء. وهذا يعني أن جميع الكهرباء اللازمة ليلًا أو خلال فترات انخفاض ضوء الشمس يجب أن تأتي من الطاقة المخزنة.

يتكون النظام النموذجي خارج الشبكة من عدة مكونات رئيسية:

• الألواح الشمسية التي تولد الكهرباء خلال النهار
• محول كهربائي يحول التيار المستمر إلى تيار متردد
• البطاريات التي تخزن الطاقة لاستخدامها لاحقاً
• جهاز تحكم بالشحن ينظم عملية الشحن ويحمي البطارية

تُنتج الألواح الشمسية الطاقة عند توفر ضوء الشمس، ويتم تخزين الكهرباء الزائدة في البطاريات لاستخدامها لاحقًا. ثم يقوم العاكس بتحويل الطاقة المخزنة إلى كهرباء قابلة للاستخدام لتشغيل الأجهزة والمعدات المنزلية.

الخطوة الأولى: حساب استهلاكك اليومي من الطاقة

تتمثل الخطوة الأولى في تحديد سعة البطارية في حساب كمية الكهرباء التي تستهلكها يوميًا. وعادةً ما يتم قياس ذلك بوحدةكيلوواط ساعة (kWh).

على سبيل المثال، قد يستخدم منزل صغير خارج الشبكة الكهرباء من أجل:

• إضاءة
• الثلاجات
• المراوح أو مكيفات الهواء
• أجهزة التلفاز وأجهزة الكمبيوتر
• مضخات المياه أو الأجهزة الصغيرة

قد تستهلك أسرة نموذجية خارج الشبكة5-15 كيلوواط ساعة من الكهرباء يومياً، وذلك حسب عدد الأجهزة ونمط الحياة.

بمجرد معرفة استهلاكك اليومي، يمكنك تقدير سعة البطارية المطلوبة لتخزين طاقة كافية للاستخدام الليلي.

الخطوة الثانية: حدد عدد أيام النسخ الاحتياطي التي تحتاجها

معظم أنظمة الطاقة خارج الشبكة مصممة بـتخزين احتياطي لمدة تتراوح من يوم إلى ثلاثة أياموهذا يضمن استمرار النظام في توفير الطاقة حتى عندما تكون أشعة الشمس محدودة بسبب الطقس الغائم أو المطر.

على سبيل المثال:

هذا يعني أن بنك البطاريات الخاص بك يجب أن يكون قادرًا على تخزين حوالي20 كيلوواط ساعة من الطاقة القابلة للاستخدام.

الخطوة 3: مراعاة عمق تفريغ البطارية

لا يمكن استخدام كل الطاقة المخزنة في البطارية بأمان. للبطاريات معيار يسمىعمق التسريح (وزارة الدفاع الأمريكية)، وهو ما يحدد مقدار الطاقة المخزنة التي يمكن استخدامها دون إتلاف البطارية.

تشمل القيم النموذجية ما يلي:

• بطاريات الرصاص الحمضية: نبذة عنهاسعة قابلة للاستخدام بنسبة 50%
• بطاريات الليثيوم: نبذة عنها80-90% من السعة القابلة للاستخدام

على سبيل المثال، إذا كنت بحاجة إلى20 كيلوواط ساعة من الطاقة القابلة للاستخدامقد يحتاج نظام بطارية الرصاص الحمضية إلى حواليسعة إجمالية 40 كيلوواط ساعةفي حين أن نظام بطارية الليثيوم قد يتطلب حوالي25 كيلوواط ساعة.

أمثلة على تكوينات البطاريات لأنظمة خارج الشبكة

تتطلب أنظمة الطاقة الشمسية ذات الأحجام المختلفة سعات بطاريات مختلفة. فيما يلي بعض الأمثلة الشائعة بناءً على تكوينات الأنظمة النموذجية.

العوامل المؤثرة على سعة البطارية

هناك عدة عوامل إضافية يمكن أن تؤثر على حجم نظام البطارية الذي يجب أن تستخدمه.

اختيار نوع البطارية المناسب

توجد العديد من تقنيات البطاريات المستخدمة في أنظمة الطاقة الشمسية خارج الشبكة:

أصبحت بطاريات الليثيوم شائعة بشكل متزايد لأنها توفر سعة قابلة للاستخدام أعلى وعمر دورة أطول.

من خلال حساب احتياجاتك من الطاقة بعناية واختيار تقنية البطاريات المناسبة، يمكنك بناء نظام شمسي موثوق به خارج الشبكة يوفر كهرباء مستقرة ليلاً ونهاراً.

يمكن أن يساعد العمل مع موردي الطاقة الشمسية ذوي الخبرة في ضمان تحديد حجم النظام بشكل صحيح وتحسينه لتحقيق أداء طويل الأمد.