12 فولت مقابل 24 فولت: أيهما الأفضل لنظام البطارية الخاص بك

عند إعداد أنظمة الطاقة الشمسية أو حلول الطاقة خارج الشبكة، فإن جدل 12 فولت مقابل 24 فولت هو معضلة شائعة. سواء كان تجهيز منزل أو مركبة ترفيهية أو قارب أو نظام احتياطي، غالبًا ما يعتمد القرار على فهم الفروق الدقيقة بين هذين الخيارين من الفولتية.

سواء كنت تقوم بترقية تخزين الطاقة الخاص بك أو تصميم إعداد جديد من الصفر، فإن فهم الفروق بين 12 فولت و 24 فولت يمكن أن يساعدك في اتخاذ قرار مستنير. في هذه المقالة، سنستكشف المقارنات الرئيسية بين الجهدين، بما في ذلك الأداء والكفاءة والتطبيقات العملية.

أساسيات بطارية 12 فولت مقابل 24 فولت

عند مناقشة أنظمة 12 فولت مقابل 24 فولت، نحن نشير إلى الجهد الاسمي—الجهد المتوسط الذي توفره نظام البطارية تحت ظروف التشغيل العادية.

على سبيل المثال، عادةً ما تتكون بنوك بطاريات LiFePO4 من خلايا بطارية بجهد 3.2 فولت، مع نطاق جهد يتراوح من 2.5 فولت إلى 3.65 فولت.

يتكون نظام 12 فولت من 6 خلايا، والتي سيكون لديها نطاق جهد من 11.5 فولت إلى 12.8 فولت.

يتكون نظام 24V من 12 خلية، مع نطاق جهد يتراوح من 23V إلى 25.6V. يمكن أن تساعد رسم بياني للجهد في تصور مستويات الجهد لتكوينات البطاريات المختلفة.

بالإضافة إلى ذلك، يمكنك إنشاء نظام 24 فولت باستخدام بطاريات 12 فولت من خلال التوصيلات التسلسلية. من خلال ربط الطرف الموجب لبطارية 12 فولت بالطرف السالب لبطارية أخرى، فإنك تضاعف الفولتية بشكل فعال مع الحفاظ على السعة الإجمالية كما هي.

ومع ذلك، يمكن أن تؤدي هذه المرونة أحيانًا إلى الارتباك عند الاختيار بين 12 فولت و 24 فولت.

12 فولت مقابل 24 فولت، ما الفرق؟

ما هو الأكثر توافقًا مع أنظمة الكهرباء المختلفة

أنظمة 12 فولت هي الخيار الأكثر شيوعًا للسيارات، والمركبات الترفيهية، والقوارب، والإعدادات الصغيرة خارج الشبكة. واحدة من الأسباب الرئيسية لذلك هي وفرة الأحمال 12 فولت في السوق. تم تصميم العديد من الأجهزة المنزلية، والأدوات، والإلكترونيات للعمل على 12 فولت، مما يجعل من الأسهل العثور على أجهزة متوافقة. من الأضواء والمراوح إلى الثلاجات وأجهزة التلفاز، ستجد مجموعة أوسع من أجهزة 12 فولت الجاهزة مقارنةً بنظيراتها 24 فولت.

بينما هي أقل شيوعًا، تُستخدم أنظمة 24 فولت غالبًا في الإعدادات الأكبر، مثل المركبات الترفيهية الكبيرة، والشاحنات شبه المقطورة، وصناعة البحرية. إنها مفيدة بشكل خاص في الأنظمة التي تتطلب طلب طاقة أعلى، أو حيث تحتاج الأسلاك إلى تغطية مسافة أكبر دون انخفاض مفرط في الجهد. ومع ذلك، فإن سوق أجهزة 24 فولت أكثر تخصصًا، وقد تجد خيارات أقل مقارنة بأجهزة 12 فولت.

أي تخزين أكثر قوة

اختيار بين 12 فولت و 24 فولت يؤثر أيضًا على القرار بشأن سعة بطارية Ah. عند مقارنة تخزين الطاقة، العامل الرئيسي هو الجهد وتقييم الأمبير-ساعة (Ah). يتم قياس سعة الطاقة للبطارية بوحدات واط-ساعة (Wh)، والتي يتم حسابها كـ الجهد x الأمبير-ساعة.

على سبيل المثال، بطارية 24V 100Ah تخزن 2.4 كيلو واط ساعة من الطاقة، بينما بطارية 12V 100Ah تخزن 1.2 كيلو واط ساعة، وهو نصف ما تخزنه إعدادات 24V. لتحقيق نفس سعة التخزين للطاقة مثل بطارية 24V 100Ah، ستحتاج إلى بطارية 12V 100Ah إضافية. لديك خياران:

• قم بتوصيل بطاريتين 12 فولت 100Ah على التوالي لإنشاء نظام 24 فولت 100Ah، يخزن 2.4 كيلو واط ساعة من الطاقة، متطابقًا مع سعة بطارية 24 فولت 100Ah.
• قم بتوصيل بطاريتين 12 فولت 100Ah بالتوازي لإنشاء نظام 12 فولت 200Ah، يخزن 2.4 كيلو واط ساعة، نفس كمية الطاقة مثل بطارية 24 فولت 100Ah.

لا تتردد في قراءة مقالتنا المتعلقة باتصالات البطاريات لاستكشاف الفروقات، أو تحقق من دليلنا لتحويل بطاريات 12 فولت إلى 24 فولت.

أيها يولد طاقة أكبر

يعتمد ناتج الطاقة على جهد البطارية والحمل المتصل بها. وفقًا لصيغة الطاقة الطاقة = الجهد × التيار، لنفس الحمل (أي نفس التيار)، سيؤدي الجهد الأعلى إلى زيادة ناتج الطاقة.

على سبيل المثال، باستخدام تحكم شحن 40A، يمكننا رؤية الفرق بوضوح. بالنسبة لنظام 12V، فإن ناتج الطاقة هو 480W (12V × 40A)، بينما بالنسبة لنظام 24V، فإنه 960W (24V × 40A). هذا يعني أن نظام 24V ينتج ضعف الطاقة مقارنة بنظام 12V بنفس التيار.

أيها أكثر كفاءة

بعبارات واقعية، الطاقة هي ما يدفع فعليًا أجهزتك، ويمكن لكلا النظامين تلبية نفس متطلبات الطاقة من خلال توفير التركيبة الصحيحة من الجهد والتيار.

على سبيل المثال، لتشغيل جهاز بقوة 1000 واط، يحتاج نظام 12 فولت إلى حوالي 84 أمبير، بينما يحتاج نظام 24 فولت فقط إلى 42 أمبير. وتحدد تدفق الأمبير حجم السلك، ونظرًا لأن نظام 24 فولت يستخدم تيارًا أقل، فإنه يحتاج إلى أسلاك أصغر وأقل تكلفة، مما يقلل التكاليف ويقلل من فقدان الطاقة. يتطلب نظام 12 فولت، مع تيار أعلى، أسلاكًا أكبر وأكثر تكلفة، مما يؤدي إلى زيادة التكاليف وانخفاض الكفاءة.

باختصار، يوفر نظام 24 فولت الطاقة بشكل أكثر كفاءة، مما يجعله الخيار الأفضل للتطبيقات ذات الطلب العالي أو الاستخدام الممتد.

أيها يوفر المساحة أكثر

قد يحتاج نظام 12 فولت إلى المزيد من البطاريات لتوفير نفس كمية الطاقة (كيلووات ساعة) مثل نظام 24 فولت بنفس سعة الأمبير ساعة.

بالإضافة إلى ذلك، تحتاج أنظمة 12 فولت عادةً إلى تيار أكبر لإنتاج نفس الطاقة، مما يعني أنك ستحتاج إلى أسلاك أكثر سمكًا، وقد تأخذ الإعدادات مساحة أكبر بسبب الاتصال الإضافي. بشكل عام، قد يكون أكثر حجمًا، خاصة إذا كنت تستخدم بطاريات متعددة.

يتطلب نظام 24 فولت تيارًا أقل لتوفير نفس الطاقة، مما يعني أنه يمكنك استخدام أسلاك أصغر. يمكن أن يوفر لك هذا المساحة ويقلل من تكاليف الأسلاك بينما يحسن كفاءة النظام.

إذا كانت المساحة محدودة في إعدادك، فقد يكون نظام 24 فولت خيارًا أفضل، خاصةً للإعدادات الكبيرة أو الأنظمة التي تتطلب أسلاكًا طويلة.

أيها أسهل في التثبيت

بطارية 12 فولت أسهل في التركيب للإعدادات الصغيرة، مع أسلاك بسيطة. ومع ذلك، إذا كنت ترغب في الترقية إلى 24 فولت، ستحتاج إلى إنشاء اتصالات متسلسلة عن طريق ربط بطاريتين 12 فولت، مما يضيف تعقيدًا.

إن تثبيت نظام بطارية بجهد 24 فولت يبسط النظام من خلال تقليل عدد الاتصالات وتقليل فقد الطاقة. ومع ذلك، إذا كنت تقوم بشحن البطارية من مولد بجهد 12 فولت - وهو شائع في المركبات الصغيرة أو الأنظمة القديمة - فستحتاج إلى محول DC-DC من 24 فولت إلى 12 فولت لرفع الجهد. وهذا يزيد من تعقيد التركيب ويمكن أن يقدم فقدانًا للطاقة، والذي يعتمد على جودة المحول.

بالنسبة لمقارنة فقدان الطاقة من محول DC-DC مقابل توصيل بطارية 12 فولت على التوالي، لا توجد إجابة واضحة، حيث أن كفاءة المحول وطول الكابل يؤثران على الفقد الكلي. عادةً ما يعمل المحول عالي الجودة بكفاءة تبلغ حوالي 95%، ولكن هذا يمكن أن يتغير، بينما يمكن أن تزيد الكابلات الأطول من الفقد بسبب المقاومة. كلا العاملين يعتمد على إعداد نظامك.

مزايا وعيوب أنظمة البطاريات 12 فولت مقابل 24 فولت

لمساعدتك على فهم مزايا وعيوب أنظمة 12 فولت و24 فولت بشكل أفضل، إليك جدول مقارنة يعتمد على العوامل الرئيسية التي تم مناقشتها أعلاه:

عامل	نظام 12 فولت	نظام 24 فولت
التوافق	متوافق على نطاق واسع مع أجهزة 12 فولت.	خيارات أجهزة 24 فولت أقل.
سعة البطارية بالكيلوواط ساعة (لنفس سعة الأمبير ساعة)	تخزين طاقة أقل.	مزيد من تخزين الطاقة.
إخراج الطاقة (عند نفس التيار الأمبير)	يوفر طاقة أقل لنفس التيار (على سبيل المثال، 120 واط عند 10 أمبير).	يوفر ضعف الطاقة لنفس التيار (على سبيل المثال، 240 واط عند 10 أمبير).
الكفاءة (لنفس ناتج الطاقة)	أقل كفاءة بسبب التيار الأعلى والأسلاك الأكبر.	تجعل التيارات المنخفضة والأسلاك الأصغر الأمر أكثر كفاءة.
توفير المساحة	يأخذ مساحة أكبر لأنظمة البطاريات المتعددة.	أكثر إحكامًا، يوفر المساحة.
تعقيد التثبيت	أسهل في التثبيت للإعدادات الصغيرة ولكنه يتطلب توصيلات متسلسلة لـ 24 فولت.	تركيب سهل لبطارية 24 فولت واحدة ولكن قد تحتاج إلى محول تيار مستمر للحصول على خرج 12 فولت.
يكلف	بشكل عام أقل تكلفة للإعدادات الصغيرة، ومتاحة على نطاق واسع.	قد تكون أكثر تكلفة للبطاريات ذات السعة العالية ولكنها أكثر فعالية من حيث التكلفة للأنظمة الأكبر.
توسيع نطاق النظام	يتطلب بطاريات إضافية أو توصيلات متسلسلة لجهد أعلى.	أسهل للتوسع، خاصةً للأنظمة الأكبر، مع مكونات أقل.

الخاتمة: 12 فولت مقابل 24 فولت، أيهما مناسب لك

باختصار، العوامل الرئيسية التي تؤثر على اختيارك بين أنظمة 12 فولت و 24 فولت هي التوافق مع الأجهزة التي تخطط لتشغيلها، وإجمالي القدرة الكهربائية لتلك الأجهزة، وقابلية التوسع المستقبلية.

نظرًا لأن قدرة الحمل تحدد التيار المطلوب كهربائيًا، فإن ذلك يؤثر على حجم الأسلاك، وفقدان الطاقة، والكفاءة العامة.

لإجراء أفضل قرار يتناسب مع احتياجاتك، من الحكمة أولاً تخطيط الأجهزة التي تحتاج إلى تشغيلها ثم اختيار جهد البطارية الذي يتناسب مع متطلبات أدائك.

المبادئ التوجيهية العامة:

• إذا كنت تشغل أجهزة بحمولة إجمالية أقل من 3000 واط، فإن نظام 12 فولت عادة ما يكون كافياً.
• للنظم التي تحتاج إلى 3000 واط إلى 4000 واط، يُوصى باستخدام نظام 24 فولت لتحقيق كفاءة أفضل وتقليل تكاليف الأسلاك.

إذا كنت تستخدم نظام 12 فولت ولكن تحتاج إلى تشغيل أجهزة ذات طلب أعلى، يمكنك الترقية إلى نظام 24 فولت عن طريق توصيل بطاريات 12 فولت إضافية على التوالي. قد تحتاج أيضًا إلى محول DC-DC لمطابقة جهد النظام مع مصدر الشحن الخاص بك، مثل مولد 12 فولت أو لوحة شمسية. يمكن أن تؤدي الترقية إلى 24 فولت إلى تحسين قابلية التوسع، وتقليل تدفق التيار، وزيادة كفاءة الطاقة، خاصةً للأنظمة الأكبر. بالإضافة إلى ذلك، فإن وجود أنظمة شمسية منفصلة 12 فولت و24 فولت يمكن أن يبسط الإعداد ويقلل من التعقيد.