اختيار حجم كابل البطارية المناسب أمر بالغ الأهمية للسلامة والأداء الأمثل للنظام الكهربائي. يمنع الكابل ذو الحجم المناسب انخفاض الجهد، والاحتراق الزائد، وتلف المعدات.
يغطي هذا الدليل أهمية اختيار حجم الكابل الصحيح، ويشرح معايير قياس مقاييس أسلاك البطارية، ويسلط الضوء على عوامل الاختيار الرئيسية ويوفر مرجعًا لجدول حجم كابل البطارية، ويشمل أمثلة عملية على تحديد الحجم.
مقياس سلك البطارية
يشير مقياس سلك البطارية إلى سمك السلك المستخدم لتوصيل البطارية بالمكونات الكهربائية الأخرى ويُقاس عادة باستخدام نظام مقياس الأسلاك الأمريكي (AWG).
من مخطط مقياس سلك البطارية أدناه، من الواضح أنه بالنسبة للمقاييس المرقمة القياسية، كلما كان الرقم أكبر، كان السلك أرق.
هناك نوع آخر أيضًا يحتوي على “0” في تسميته، يسمى “أوت”.
تشير تدوينة "أوت" (0) إلى أن السلك أسمك من المقاييس المرقمة القياسية. كلما زاد عدد الأصفار، كان السلك أسمك.
مخطط أحجام مقياس الأسلاك
ملاحظة: يختلف القطر الخارجي الكلي مع العزل بناءً على نوع وسمك العزل؛ القيم المقدمة تقريبية وتفترض عزلًا قياسيًا. لمزيد من التفاصيل، راجع صفحة مقياس الأسلاك الأمريكي على ويكيبيديا.
قطر كابل البطارية يتناسب عكسياً مع المقاومة — الكابلات الأسمك لها مقاومة أقل، مما يسمح لها بحمل تيار أكبر على نفس الطول. لكن هذا لا يعني أن الكابلات الأسمك دائماً أفضل. الحجم الصحيح للكابل يوازن بين التكلفة والمرونة والكفاءة.
من ناحية أخرى، الكابلات الأرق لها مقاومة أعلى، مما يؤدي إلى انخفاض جهد أكبر ومخاطر محتملة على السخونة الزائدة. لهذا السبب توفر مخططات حجم كابل البطارية تصنيفات سعة الأمبير بناءً على مقياس السلك و طول الكابل.
مخطط حجم كابل البطارية
يوفر مخطط حجم كابل البطارية طريقة واضحة وبديهية لتحديد حجم الكابل المناسب لنظام الطاقة الخاص بك. أدناه مخطط حجم كابل البطارية مجمع، مع دليل خطوة بخطوة لاختيار المقياس الصحيح بناءً على الأمبير، الجهد، وطول الكابل.
- تحديد الأمبير المطلوب
حدد التيار (بالأمبير) الذي يسحبه نظامك من البطارية على الجانب الأيسر من المخطط. - قِس الطول الإجمالي للكابل
خطط بعناية لتخطيط البطارية الخاص بك بناءً على التوصيلات على التوالي أو التوازي، ثم قس الطول الإجمالي للكابل المطلوب، بما في ذلك التوصيلات بين البطاريات ومن بنك البطاريات إلى العاكس. - اعثر على حجم الكابل الصحيحطابق طول الكابل المقاس (أسفل المخطط) مع صف الأمبير المقابل لتحديد مقياس كابل البطارية المطلوب عند تقاطعهما.
بعد ذلك، نوضح كيفية حساب مقياس كابل البطارية الصحيح واستخدام جدول حجم كابل البطارية لتحديد حجم كابل البطارية الذي تحتاجه.
كيف تحدد مقياس كابل البطارية
عند إعداد نظام بطارية، اختيار حجم الكابل المناسب ضروري لضمان الكفاءة والسلامة والأداء الأمثل. أدناه، نوضح الخطوات لحساب حجم مقياس كابل البطارية الصحيح باستخدام جدول حجم كابل البطارية.
ملاحظة:
لا تنسَ إضافة فتيل لحماية كابل البطارية من السخونة الزائدة. لضمان عمله بشكل صحيح أثناء حدوث خلل، يجب أن يكون التيار المقنن للفتيل أقل من سعة الكابل.
الخطوة 1. كم أمبير تحتاج إلى حمله؟
الخطوة الأولى في اختيار مقياس كابل البطارية المناسب هي تحديد التيار (الأمبير) الذي سيحمله نظامك.
نظرًا لأن التيار يختلف عبر أجزاء مختلفة من الدائرة، يجب تحديد حجم كل كابل بناءً على دوره المحدد:
حجم كابل البطارية إلى البطارية
يجب أن يدعم الكابل الذي يربط البطاريات في البنك أقصى تيار شحن أو تفريغ للبطارية، أيهما أكبر.
سعة الكابل ≥ أقصى تيار شحن/تفريغ مستمر للبطارية
حجم سلك وحدة التحكم بالشحن إلى البطارية
تيار الشحن من وحدة التحكم بالشحن إلى البطارية عادة ما يكون متوقعًا، ويبقى ضمن معدل الشحن الأقصى لها. لتحديد حجم السلك لتحمل هذا التيار، ببساطة اضرب التيار المقنن لوحدة التحكم بالشحن على الأقل بـ 1.25 مرة، وفقًا لإرشادات NEC.
سعة الكابل ≥ التيار المقنن لوحدة التحكم بالشحن × 1.25
حجم سلك البطارية إلى العاكس
التيار المتدفق بين البطارية والعاكس يعتمد على طلب طاقة العاكس، وجهد النظام، وكفاءة العاكس. على عكس تيار الشحن، يمكن أن يختلف هذا التيار بشكل كبير اعتمادًا على الحمل المتصل بالعاكس.
لتحديد حجم الكابل بين البطارية والعاكس، قسّم طاقة العاكس المستمرة على كفاءته وجهد نظام البطارية، ثم اضرب الناتج في 1.25.
سعة الكابل ≥ طاقة العاكس (واط) ÷ الكفاءة (%) ÷ جهد البطارية × 1.25
الخطوة 2. ما هو طول مسار كابل البطارية؟
يلعب طول الكابل دورًا حاسمًا في تحديد المقياس المناسب. كلما كان الكابل أطول، زادت المقاومة الأعلى، مما يؤدي إلى انخفاض الجهد. لتقليل فقدان الطاقة، تحتاج إلى كابل أكثر سمكًا للمسافات الطويلة.
عند قياس طول كابل البطارية، ضع في اعتبارك الطول الكامل للدائرة (الكابل الموجب والسالب معًا). استخدم جدول حجم كابل البطارية لمطابقة احتياجات الأمبير الخاصة بك مع المقياس الصحيح بناءً على الطول الإجمالي لمسار الكابل.
الخطوة 3. اكتشف حجم كابل البطارية المناسب
باستخدام مخطط حجم كابل البطارية أعلاه، ابحث عن سحب التيار على اليسار ووافقه مع طول الكابل للعثور على حجم AWG المناسب.
ملاحظة:
دائمًا ارجع إلى دليل الشركة المصنعة لبطاريتك أو العاكس أو منظم الشحن. إذا تم توفير أحجام أسلاك أو فيوزات محددة، اتبعها أولاً لأنها تعكس الاحتياجات الدقيقة للجهاز.
معامل الأمان 1.25 يستند إلى كود NEC وقد يختلف حسب البلد أو القوانين المحلية.
مثال على تحديد حجم السلك للبطاريات
دعونا نمر بمثال عملي باستخدام بطارية LiFePO₄ 12 فولت 100 أمبير ساعة (شحن/تفريغ أقصى 100 أمبير)، ومنظم شحن شمسي 30 أمبير، وعاكس عند ثلاث فولتات نظام: 12 فولت، 24 فولت، و48 فولت.
حجم السلك لـ 100 أمبير
نظرًا لأن التيار الأقصى لتفريغ البطارية هو 100 أمبير، يجب اختيار مقياس سلك يمكنه تحمل هذا التيار بأمان.
فيما يلي مرجع لحجم السلك لحمل 100 أمبير بأمان عبر أطوال ذهاب وإياب مختلفة:
| طول الكابل (قدم) | الحد الأدنى لحجم AWG |
|---|---|
| 5 قدم | 2 AWG |
| 10 قدم | 2 AWG |
| 15 قدم | 1/0 AWG |
| 20 قدم | 1/0 AWG |
لدائرة ذهاب وإياب بطول 10 أقدام تربط بين بطاريتين 12 فولت بتيار تفريغ أقصى 100 أمبير، يُنصح باستخدام سلك نحاسي 2 AWG.
عندما تكون تيارات تفريغ البطاريات متفاوتة، ارجع إلى مخطط حجم سلك AWG والتيار لاختيار المقياس المناسب.
حجم السلك لـ 30 أمبير
عند شحن بطارية 12 فولت، سيحافظ منظم شحن الطاقة الشمسية على التيار ضمن الحد المقدر له. إذا كان طول الكابل بين منظم الشحن والبطارية قصيرًا (مثلاً، 5 أقدام ذهابًا وإيابًا) وكان منظم الشحن مصنفًا لـ 30 أمبير، يمكنك استخدام سلك نحاسي 8 AWG، الذي يتوافق مع عامل الأمان 1.25.
فيما يلي جدول تحديد حجم السلك لـ 30 أمبير عند أطوال كابل مختلفة:
| طول الكابل (قدم) | الحد الأدنى لحجم AWG |
|---|---|
| 5 قدم | 8 AWG |
| 10 قدم | 6 AWG |
| 15 قدم | 6 AWG |
| 20 قدم | 4 AWG |
حجم السلك لبطارية 12 فولت/24 فولت/48 فولت
يعتمد حجم السلك بين البطارية والعاكس على كل من طلب الطاقة للعاكس وجهد تشغيل النظام. دعونا نرى كيف يؤثر كل عامل على حجم السلك.
مخطط حجم كابل البطارية 12 فولت
لنظام 12 فولت يشغل عاكس بقدرة 1000 واط بكفاءة 94%، يتم حساب تيار البطارية بقسمة 1000 واط على الكفاءة 0.94، ثم القسمة على 12 فولت. ينتج عن ذلك حوالي 88.7 أمبير. بتطبيق عامل الأمان 1.25، يجب أن يتحمل الكابل حوالي 111 أمبير. لمسافة ذهاب وإياب 5 أقدام، يُنصح باستخدام سلك نحاسي 1 AWG لحمل هذا التيار بأمان.
| طول الكابل (قدم) | الحد الأدنى لحجم AWG |
|---|---|
| 5 قدم | 2 AWG |
| 10 قدم | 2 AWG |
| 15 قدم | 1/0 AWG |
| 20 قدم | 1/0 AWG |
مخطط حجم كابل البطارية 24 فولت
لنظام 24 فولت مع محول 2500 واط بكفاءة 80%، يكون التيار من البطارية حوالي 130.2 أمبير قبل تطبيق هامش الأمان. بعد الضرب في 1.25، يجب أن يدعم الكابل حوالي 163 أمبير. لمسافة ذهاب وإياب 5 أقدام، يُوصى بسلك نحاسي 2/0 AWG لتحمل هذا بأمان.
| طول الكابل (قدم) | الحد الأدنى لحجم AWG |
|---|---|
| 5 قدم | 2/0 AWG |
| 10 قدم | 2/0 AWG |
| 15 قدم | 2/0 AWG |
| 20 قدم | 4/0 AWG |
مخطط حجم كابل البطارية 48 فولت
في نظام 48 فولت يشغل محول 5000 واط بكفاءة 95%، يكون تيار البطارية حوالي 110.5 أمبير بعد تطبيق عامل الأمان 1.25. لمسافة كابل قصيرة 5 أقدام، عادةً ما يكون سلك نحاسي 2 AWG كافيًا لحمل هذا التيار بأمان.
| طول الكابل (قدم) | الحجم الموصى به لـ AWG |
|---|---|
| 5 قدم | 2 AWG |
| 10 قدم | 2 AWG |
| 15 قدم | 1/0 AWG |
| 20 قدم | 1/0 AWG |
ملاحظة:
نظرًا لأن كل الطاقة تُسحب من البطارية، يجب التأكد من أن التيار المحسوب يشمل كل الأحمال المتصلة. إذا كانت بطاريتك تزود الطاقة لكل من محول DC إلى AC والأحمال DC المباشرة، فإن حساب استهلاك المحول فقط قد يؤدي إلى كابلات بطارية صغيرة الحجم، مما يسبب ارتفاع درجة الحرارة وعدم الكفاءة.
الأسئلة الشائعة أو الأخطاء الشائعة حول حجم كابل البطارية
ماذا يحدث إذا كان كابل بطاريتي صغيرًا جدًا؟
الكابل الصغير جدًا يسبب انخفاض الجهد، والاحتراق الزائد، وحتى ذوبان السلك. المقاومة المتزايدة تؤدي إلى نقل طاقة غير فعال، مما يسبب أعطال الأجهزة ومخاطر حريق محتملة.
ماذا يحدث إذا كان كابل بطاريتي كبيرًا جدًا؟
استخدام كابل بطارية أكبر من اللازم لا يضر النظام، لكنه يزيد التكلفة والوزن وصعوبة التركيب. الكابلات السميكة أصعب في الانحناء والإدارة، خاصة في الأماكن الضيقة مثل المركبات. ما لم تكن تستخدم كابلًا قصيرًا، قد لا تستحق التكلفة الإضافية.
هل يعني الحاجة إلى تيار أكبر ضرورة وجود كابل أكبر؟
نعم، كلما كان التيار أعلى، يجب أن يكون كابل البطارية أثخن لمنع انخفاض الجهد والاحتراق الزائد. ومع ذلك، عندما يكون الطلب على التيار مرتفعًا، يقلل استخدام جهد نظام أعلى الحاجة إلى كابلات سميكة.
لهذا السبب، عادةً ما تستخدم المحولات التي تزيد قدرتها عن 2000 واط أنظمة DC بجهد 24 فولت أو أعلى—الطاقة الأعلى تتطلب تيارًا أكبر، مما يؤدي إلى كابلات أكبر. زيادة الجهد تحسن الكفاءة وتقلل من حجم الكابل.
لذا، التيار الأكبر يحتاج إلى كابل أكبر، لكن نظام جهد أعلى يمكن أن يقلل من هذا المتطلب.
