دليل قاطع الدائرة للبطارية

قاطع دائرة البطارية هو جهاز أمان مصمم لقطع تدفق التيار الكهربائي تلقائيًا عندما يتجاوز الحدود الآمنة. في نظام طاقة شمسية، أو نظام خارج الشبكة، أو نظام طاقة احتياطي، يحمي بنك البطاريات، العاكس، والأسلاك من التلف الناتج عن الدوائر القصيرة، الأحمال الزائدة، أو المعدات المعطلة.

على عكس الصمامات التي يجب استبدالها بعد انصهارها، يمكن إعادة تعيين قواطع الدائرة يدويًا، مما يجعلها أكثر ملاءمة للاستخدام والصيانة على المدى الطويل.

يشرح هذا الدليل سبب أهمية قواطع الدائرة، وأين يتم تركيبها، وكيفية تحديد حجمها بشكل صحيح.

هل أحتاج إلى قاطع دائرة لبطارية الطاقة الشمسية الخاصة بي

نعم، تضمين قاطع دائرة في إعداد بطارية شمسية ليس فقط مستحسنًا، بل هو مكون أساسي لنظام كهربائي آمن وفعال، خاصة في تطبيقات الطاقة الشمسية وأنظمة الشبكات المنفصلة حيث تكون السلامة والموثوقية في غاية الأهمية.

قاطع دائرة البطارية هو جهاز كهربائي وقائي مزود بآليات خاصة لإخماد القوس الكهربائي، يُستخدم لقطع تدفق التيار المستمر عندما يتجاوز المستويات الآمنة.

وظيفته الأساسية هي حماية البطارية، العاكس، الأسلاك، والمكونات المتصلة الأخرى من التلف الناتج عن الدوائر القصيرة، الأحمال الزائدة، أو الأعطال، والتي قد تؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة، احتراق الأسلاك، تلف أطراف البطارية، أو حتى حرائق في أسوأ الحالات.

أين تقوم بتركيب قاطع الدائرة

معظم أنظمة الطاقة الشمسية تحتاج إلى قاطع دائرتين على الأقل للبطارية، حيث يتم وضع واحد بين البطارية والعاكس، وآخر بين منظم الشحن والبطارية.

لزيادة السلامة إلى أقصى حد، يجب دائمًا تركيب القاطع بأقرب ما يمكن من الناحية الفيزيائية والعملية إلى الطرف الموجب للبطارية.

إذا تم وضع القاطع بعيدًا جدًا عن البطارية، يبقى جزء السلك بين البطارية والقاطع غير محمي. أثناء حدوث عطل، قد يسخن هذا الكابل غير المحمي، يذوب عازله، يتلف أطراف البطارية، أو في أسوأ الحالات، يسبب حريقًا.

بتركيب القاطع بالقرب من البطارية، يتم تقليل طول الأسلاك غير المحمية إلى الحد الأدنى، مما يقلل بشكل كبير من خطر التلف الحراري ويحسن سلامة النظام بشكل عام.

في بعض التكوينات، وخاصة في الأنظمة المحمولة مثل المركبات الترفيهية، الفانات، أو القوارب، قد يتم تركيب قاطع دائرة ثالث قبل لوحة حمل التيار المستمر. هذا القاطع الإضافي يعمل على عزل وحماية الأحمال التي تعمل مباشرة من نظام بطارية التيار المستمر، مثل أضواء LED، منافذ USB، المراوح، والأجهزة الأخرى.

ما هو حجم قاطع الدائرة المناسب للبطارية

اختيار حجم قاطع الدائرة المناسب يضمن تشغيل نظامك بأمان وموثوقية. القاطع الصغير جدًا سيفصل كثيرًا؛ والكبير جدًا قد لا يحمي نظامك أثناء الأعطال. الحجم المناسب يوازن بين السلامة والتشغيل العملي.

قاطع دائرة بين وحدة التحكم بالشحن والبطارية

التيار المتدفق بين وحدة التحكم بالشحن والبطارية يتم تنظيمه بواسطة الوحدة ويعتمد بشكل أساسي على مدخل الطاقة الشمسية. بينما قد يتقلب مع تغيرات الإشعاع الشمسي والظروف البيئية، يظل مستقرًا نسبيًا وقابلًا للتنبؤ.

وفقًا للكود الكهربائي الوطني (NEC) المادة 690.8، يجب حماية التيارات المستمرة في أنظمة الطاقة الشمسية بأجهزة حماية من التيار الزائد مصنفة بنسبة 125% من التيار الأقصى.

لذلك، لتحديد الحد الأدنى لحجم قاطع الدائرة للاتصال بين وحدة التحكم بالشحن والبطارية، يجب عليك ضرب التيار المصنف لوحدة التحكم بالشحن في 1.25.

على سبيل المثال، مع وحدة تحكم شحن 60 أمبير، الضرب في 1.25 يعطي 75 أمبير. ثم تقوم بالتقريب إلى حجم قاطع الدائرة القياسي التالي، وهو 80 أمبير.

قاطع دائرة بين البطارية والمحولة

التيار بين البطارية والمحولة أعلى بكثير من جانب وحدة التحكم بالشحن لأن البطارية تعمل عند جهد تيار مستمر أقل بكثير (عادةً 12 فولت، 24 فولت، أو 48 فولت). لتوصيل الطاقة المطلوبة للأحمال التيار المتردد، يجب أن يتدفق تيار أكبر من البطارية.

تحديد حجم قاطع الدائرة لهذا الاتصال يتطلب نهجًا أكثر حسابًا، يأخذ في الاعتبار كل من طلب الطاقة وكفاءة المحول. يمكن تحديد حجم القاطع باستخدام الصيغة:

لبطارية 12 فولت تغذي محول طاقة 2000 واط بكفاءة 91%، يُنصح باستخدام قاطع دائرة مصنف بحوالي 180 أمبير. لمحولة 1500 واط بنفس الكفاءة، قاطع دائرة مصنف بحوالي 135 أمبير مناسب.

هل يمكن لقاطع الدائرة أن يعمل كمفتاح فصل للبطارية

نعم، يمكن لقاطع دائرة التيار المستمر المصنف بشكل صحيح أن يعمل كمفتاح فصل يدوي للبطارية، لكنه يجب أن يُستخدم فقط في الحالات الضرورية.

قواطع الدائرة هي أجهزة حماية، وليست مخصصة للتبديل اليدوي المتكرر. يمكن أن يؤدي التشغيل المتكرر إلى التآكل أو التلف مع مرور الوقت.

للانفصال المنتظم، من الأفضل استخدام مفتاح فصل بطارية مخصص. فقط كن على علم بأن ليس كل مفاتيح الفصل مصنفة للتبديل تحت الحمل. في مثل هذه الحالات، يجب عليك إيقاف أي قاطع دائرة علوي قبل تشغيل المفتاح.