لوح شمسي بقدرة 300 واط مع إشعاع كامل سيشغل حمل تيار متردد ثابت بقوة 270 واط، مع الأخذ في الاعتبار خسائر العاكس بنسبة 10%. يشمل هذا الأجهزة مثل الخلاطات، وأجهزة الكمبيوتر المكتبية، والمكانس الكهربائية، وأجهزة المشي. كما يمكن للوح شمسي بقدرة 300 واط تشغيل ثلاجة صغيرة مع بطارية ليثيوم بسعة 120 أمبير ساعة.
كم من الطاقة ينتج لوح شمسي بقدرة 300 واط؟
قبل حساب ما يمكن أن يعمل مع لوح شمسي بقدرة 300 واط، نحتاج إلى فهم الطاقة بوحدة واط-ساعة التي يمكن أن ينتجها وتحت أي ظروف.
سأركز على الطاقة بوحدة واط-ساعة التي يمكن أن يولدها لوح شمسي بقدرة 300 واط، بدلاً من الطاقة اللحظية بالواط. هذه قيمة أكثر فائدة لمطابقة خرج اللوح مع الحمل.
مواصفات لوح شمسي بقدرة 300 واط
المواصفات الكهربائية المهمة للوح الشمسي هي:
- جهد الدائرة المفتوحة (Voc): يُقاس باستخدام مقياس متعدد على الأطراف + و -
- تيار الدائرة القصيرة (Isc): يُقاس باستخدام مقياس متعدد عبر الإنترنت مع توصيل الكابلات على التوالي
- جهد الطاقة القصوى (Vmp) – الفولتية التي يتم عندها توليد الطاقة القصوى
- تيار الطاقة القصوى (Imp): التيار الذي يتدفق عند توليد الطاقة القصوى
كم كيلوواط-ساعة ينتج لوح شمسي بقدرة 300 واط؟
مع متوسط قيمة إشعاع تبلغ 4 ساعات ذروة شمسية، ينتج لوح شمسي بقدرة 300 واط 1.2 كيلوواط-ساعة من الطاقة الكهربائية يومياً، أو 438 كيلوواط-ساعة سنوياً. تختلف الكمية الدقيقة حسب موقع الإشعاع. إذا كنت تزود أجهزة تيار متردد، اخصم على الأقل 10% من خسائر العاكس، حسب حجم وكفاءة العاكس.
ستصادف مصطلح نقطة الطاقة القصوى مراراً وتكراراً أثناء بحثك عن توليد الطاقة الشمسية. هذه هي النقطة التي تكون فيها الفولتية والتيار للوح عند القيم المثلى لتحقيق أقصى طاقة.
الطاقة (واط) = الفولت × الأمبير
يحدث هذا فقط تحت ظروف معينة:
- عندما يكون الإشعاع كافياً (كمية الطاقة الشمسية المتاحة)
- عندما تتطابق خصائص الحمل مع متطلبات اللوح
الإشعاع الشمسي وإنتاج الطاقة
يعتمد إنتاج اللوح الشمسي بشكل كبير على الإشعاع ويتغير كثيراً خلال اليوم: يكون الحد الأقصى خلال ساعات قليلة حول الظهر ومنخفض جداً في الصباح الباكر أو المساء.
لذلك، يتحدث المتخصصون في الطاقة الشمسية عن متوسط ساعات الذروة الإشعاعية في اليوم ويستخدمونها لحساب متوسط الطاقة التي يوفرها اللوح مع مرور الوقت.
كم من الطاقة سينتج لوح شمسي بقدرة 300 واط؟
من حيث الطاقة، يمكن حساب كمية الطاقة بهذه الطريقة:
التصنيف الأقصى للوح × ساعات الذروة الشمسية/اليوم = واط-ساعة في اليوم
إذا أخذنا هيوستن كمثال، فإن لوح شمسي بقدرة 300 واط سينتج:
300 واط × 4.254 = 1,276 كيلوواط-ساعة/اليوم = 465.7 كيلوواط-ساعة/السنة
كم أمبير ينتج لوح شمسي بقدرة 300 واط؟
التيار الأقصى للوح شمسي بقدرة 300 واط يسمى Imp (التيار عند الطاقة القصوى) ويوفره المصنع في ورقة المواصفات. التيار المتوسط هو 9.5 أمبير تيار مستمر للوح شمسي بقدرة 300 واط مع جهد دائرة مفتوحة 42 فولت. التيار المكافئ لجهاز تيار متردد (في الولايات المتحدة) هو حوالي 3 أمبير.
أسهل طريقة لمعرفة عدد الأمبيرات التي يمكن أن يوفرها لوح شمسي بقدرة 300 واط هي قراءة ورقة المواصفات. القيمة المتوسطة حوالي 9.5 أمبير تيار مستمر.
بالنسبة لتيار التيار المتردد، يجب خصم خسائر العاكس التي لا تقل عن 10% واعتبار أن اللوح يعمل بأقصى طاقة.
إذا كان Vmp هو 36 فولت، فإننا للحمل بتيار متردد في الولايات المتحدة نحتاج إلى تقليل التيار المستمر بفارق جهد التيار المستمر/المتردد. معادلة بسيطة يمكن أن تكون:
أمبير التيار المتردد = أمبير التيار المستمر × 36/120 = 9.5 × 0.3 = 2.85 أمبير تيار متردد
تذكر أن كفاءة العاكس تختلف مع الحمل وأفترض أنها 90% عند التحميل الكامل. ومع ذلك، هذا يعتمد أيضاً على حجم العاكس المستخدم.
التيار الأقصى النهائي لشحن التيار المتردد = 2.85 – (2.85 × 10/100) = 2.56 أمبير تيار متردد
ما حجم العاكس المناسب للوح شمسي بقدرة 300 واط؟
للوهلة الأولى، قد تعتقد أن الإجابة هي 300 واط، لكن من الأفضل دائماً تقدير احتياجاتك بشكل أكبر لعدة أسباب.
على سبيل المثال، إذا كنت تستخدم ثلاجة أو فريزر. يمكنه العمل بشكل مريح في ضوء الشمس الكامل، حيث يعمل متوسط الثلاجة عند 40 إلى 100 واط بشكل مستمر.
ومع ذلك، عندما يعمل الضاغط ويبدأ المحرك، يستهلك طاقة تصل إلى ثلاثة أضعاف بسبب التيار الزائد.
قد لا يكون خرج اللوح الشمسي بقدرة 300 واط كافياً لتزويد هذا الحمل، خاصة إذا لم يكن اللوح يعمل بأقصى طاقته، وهو الحال عادةً، باستثناء 4-5 ساعات حول الظهر.
في هذه الحالة، تكون البطارية ضرورية وترتبط بألواح الطاقة الشمسية بقدرة 300 واط باستخدام وحدة تحكم شحن شمسية.
ما حجم وحدة التحكم بالشحن المناسبة للوح بقدرة 300 واط؟
التيار المتوسط الذي ينتجه لوح شمسي بقدرة 300 واط يتراوح بين 9 و9.5 أمبير، لذا فإن وحدة تحكم شحن شمسية بقدرة 10 أمبير تعمل بشكل جيد.
ومع ذلك، من الحكمة الترقية إلى نموذج 30 أو حتى 60 أمبير في حال رغبت في زيادة سعة الطاقة الشمسية لاحقاً.
معظم وحدات التحكم MPPT لها تصنيف جهد دخل يبلغ 60 فولت، لذا فإن لوح شمسي بجهد دائرة مفتوحة بين 40 و44 فولت سيعمل بشكل جيد.
هل يمكن للوح شمسي بقدرة 300 واط شحن بطارية 12 فولت؟
يمكن للوح شمسي بقدرة 300 واط شحن بطارية 12 فولت ويعتمد الوقت اللازم على حالة تفريغ البطارية ومستوى الإشعاع في موقع اللوح الشمسي.
مع 5 ساعات ذروة شمسية يومياً، سينتج لوح شمسي بقدرة 300 واط 1500 واط-ساعة يومياً.
بطارية 12 فولت بسعة 100 أمبير ساعة تعادل 1200 واط-ساعة، لذا فإن لوح شمسي بقدرة 300 واط مع وحدة تحكم شحن MPPT سيعيد شحن بطارية 100 أمبير ساعة مفرغة بالكامل في أقل من 5 ساعات.
ومع ذلك، من النادر جداً أن تكون البطارية مفرغة بالكامل. عادةً ما تفرغ بطارية حمض الرصاص العميقة إلى 50% من سعتها الكاملة، لذا فإن مجموعة ألواح شمسية بقدرة 300 واط ستعيد شحنها في أقل من 2.5 ساعة.
