كم من الوقت يستغرق شحن بطارية 200Ah

حساب وقت الشحن ومدة تشغيل بطارية 200Ah أمر ضروري لأي شخص يعتمد على الطاقة المخزنة، سواء كنت تعيش خارج الشبكة في عربة سفر، أو تدير نظامًا احتياطيًا لمنزلك، أو تدير استخدام الطاقة لتقليل فواتير الكهرباء. يساعدك حساب وقت الشحن على تخطيط أنشطتك، وتجنب الشحن الزائد، وتحسين استهلاك الطاقة لأداء أفضل وعمر بطارية أطول.

يعتمد وقت الشحن على سعة البطارية، تيار الشحن، وخسائر الكفاءة. في هذا المقال، سنشرح كيفية حساب وقت شحن بطارية 200Ah باستخدام صيغ بسيطة وأمثلة من الواقع.

كيفية حساب مدة شحن بطارية 200ah

فيما يلي، سنستعرض أكثر طريقتين شيوعًا لحساب وقت شحن البطارية: واحدة تعتمد على قدرة اللوح الشمسي والأخرى تعتمد على تيار الشحن.

الحساب باستخدام قدرة اللوح الشمسي

تُستخدم هذه الطريقة عادة في أنظمة الطاقة الشمسية. إنها بسيطة وتوفر تقديرًا سريعًا لـ ساعات ذروة الشمس الدنيا اللازمة لشحن بطارية 200Ah بالكامل في يوم واحد، لأن اللوح الشمسي يمكنه توليد الكهرباء بكامل طاقته فقط في ظل ظروف شمسية مثالية.

إذا كنت تستخدم لوحًا شمسيًا بقدرة 300 واط مع بطارية 12 فولت 200Ah، اقسم 300 واط على 12 فولت لتحصل على 25 أمبير. ثم، باستخدام جهاز تحكم شحن 25 أمبير، ستستغرق البطارية نظريًا 8 ساعات للشحن. في الواقع، مع الخسائر وتغير ضوء الشمس، قد يستغرق الشحن الكامل 9-10 ساعات.

يمكنك استخدام جهاز تحكم شحن MPPT بقدرة 35 أمبير لتقليل وقت شحن بطارية 200ah إلى 6 ساعات.

ومع ذلك، فهي أقل دقة بسبب التغيرات في ضوء الشمس، ونوع جهاز التحكم الشمسي، واتجاه اللوح، والظروف الجوية.

الحساب باستخدام تيار الشحن

بمجرد تحديد حجم الشاحن، يمكنك تقدير وقت الشحن ببساطة عن طريق قسمة سعة البطارية بالأمبير-ساعة على تيار الشحن. تعمل هذه الطريقة بغض النظر عما إذا كنت تشحن باستخدام جهاز تحكم شحن شمسي، أو شاحن تيار متردد، أو مصدر تيار مستمر آخر.

على سبيل المثال، إذا كنت تستخدم جهاز تحكم شحن MPPT بقدرة 40 أمبير، فإن قسمة 200Ah على 40A تعطيك 5 ساعات من وقت الشحن في الظروف المثلى.

العوامل المؤثرة في وقت شحن البطارية

لتقدير وقت شحن بطارية 200Ah بدقة أكبر، يجب أخذ العديد من العوامل في الاعتبار. فيما يلي بعض العوامل الأكثر تأثيرًا على مدة شحن بطارية 200Ah.

تيار الشحن

كما ذُكر سابقًا، يمكنك استخدام أحجام مختلفة من شواحن البطاريات، طالما أن تيار الشحن يبقى ضمن الحد الأقصى لتيار الشحن المسموح به للبطارية أو معدل C الموصى به. يقيس معدل C مدى سرعة شحن أو تفريغ البطارية نسبة إلى سعتها.

على سبيل المثال، بطارية 200Ah بمعدل 1C لها تيار شحن أقصى يبلغ 200A، مما يعني أنها يمكن أن تشحن بالكامل نظريًا في ساعة واحدة.

بطارية 200Ah بمعدل 0.75C لها تيار شحن أقصى يبلغ 150A، وتستغرق حوالي 1.33 ساعة للشحن في الظروف المثالية.

عمق التفريغ

يعد تقدير وقت شحن البطارية باستخدام عمق التفريغ (DoD) عمليًا في الاستخدام اليومي. ذلك لأن أنواع البطاريات المختلفة لها حدود تفريغ موصى بها مختلفة، وعادةً ما يعيد المستخدمون شحن بطارياتهم فقط بعد الوصول إلى عمق تفريغ معين لتمديد عمر البطارية. يعكس DoD مباشرة مقدار الشحنة التي يجب استعادتها، مما يجعله أساسًا واقعيًا لتقدير وقت الشحن.

عمومًا، يجب إعادة شحن بطارية الرصاص الحمضية عندما تصل إلى حوالي 50% DoD، بينما يمكن لـ بطارية الليثيوم التفريغ بأمان حتى 80–100% قبل الحاجة إلى الشحن مرة أخرى.

على سبيل المثال، بطارية رصاص حمضية 200Ah تم تفريغها إلى 50% تحتاج إلى استعادة 100Ah، مما يستغرق حوالي 3.3 ساعات مع شاحن 30A. بينما بطارية ليثيوم 200Ah تم تفريغها إلى 80% تحتاج إلى 160Ah لإعادة الشحن، مما يستغرق حوالي 5.3 ساعات بنفس معدل الشحن.

كفاءة الشاحن

تختلف أداء شواحن الطاقة الشمسية بشكل كبير بناءً على جودة التصنيع والتقنية المستخدمة. يقيس تصنيف الكفاءة خسائر الطاقة أثناء تحويل التيار المستمر، حيث تعني الكفاءة الأعلى شحنًا أسرع.

عندما يتعلق الأمر بالشحن الشمسي، فإن أجهزة تحكم الشحن MPPT أكثر كفاءة بكثير من أنواع PWM، حيث تقوم غالبًا بتحويل 20-30% طاقة أكثر من الألواح الشمسية إلى طاقة قابلة للاستخدام في البطارية. هذا يعني شحنًا أسرع وأداءً أفضل، خاصة في الظروف الجوية المتغيرة.

كيمياء البطارية

تختلف كفاءة الشحن بين أنواع البطاريات المختلفة، مما يؤثر مباشرة على مدة الشحن الكامل. على سبيل المثال، بطاريات الرصاص الحمضية عادةً ما تكون كفاءتها حوالي 80-85%، مما يعني الحاجة إلى طاقة أكبر لاستعادة نفس السعة بسبب المقاومة الداخلية وفقدان الحرارة. بالمقابل، بطاريات الليثيوم مثل LiFePO₄ تتمتع بكفاءة أعلى بكثير، غالبًا فوق 95%، مما يسمح بشحن أسرع وأكثر كفاءة في استخدام الطاقة.

حالة الشحن

يعتمد وقت الشحن على حالة شحن البطارية (SoC) الحالية — أي مدى امتلاء البطارية قبل بدء إعادة الشحن. كلما كانت حالة الشحن أقل، زادت الطاقة المطلوبة لاستعادتها إلى السعة الكاملة، وزاد وقت الشحن.

على سبيل المثال، يستغرق شاحن 40A أربع ساعات لشحن بطارية 200Ah من 0% إلى 80%. من ناحية أخرى، إذا كانت البطارية بالفعل عند 20% حالة شحن (SoC)، فستحتاج فقط إلى 3 ساعات لاستعادة الـ 60% المتبقية من سعتها.