مع تزايد شعبية الطاقة الشمسية، تلعب الألواح الشمسية دورًا حيويًا في تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء. ومع ذلك، قد يكون تحديد الحجم المناسب للوح الشمسي لشحن البطارية مهمة صعبة للمبتدئين.
يتطلب ذلك مراعاة عوامل مثل جهد البطارية وسعتها، تيار الشحن، وقت الشحن، كفاءة اللوح الشمسي، والموقع الجغرافي.
من خلال فهم هذه المتغيرات وإجراء حسابات دقيقة، يمكنك ضمان شحن فعال وكفء لبطاريتك. في هذا المقال، سنستعرض العوامل التي يجب مراعاتها ونقدم إرشادات لحساب واختيار حجم اللوح الشمسي المناسب لاحتياجات شحن بطاريتك.
ما حجم اللوح الذي تحتاجه لشحن البطارية
جهد البطارية والسعة: كم عدد واط-ساعة في بطارية شمسية؟
قبل تحديد حجم اللوح الشمسي، من الضروري فهم جهد وسعة البطارية.
عامل مهم يجب مراعاته هو تصنيف الأمبير-ساعة (Ah)، الذي يمثل سعة البطارية لتخزين الطاقة الكهربائية.
عامل آخر هو جهد البطارية، هنا نأخذ بطارية شمسية 12 فولت كمثال.
لتحويل الأمبير-ساعة (Ah) لبطارية شمسية إلى واط-ساعة (Wh)، تحتاج إلى ضرب الجهد (V) في الأمبير-ساعة (Ah). الصيغة كالتالي:
- الواط-ساعة (Wh) = الجهد (V) × الأمبير-ساعة (Ah)
الآن، دعنا نحسب سعة الواط-ساعة لـ بطارية 12 فولت 100 أمبير ساعة و بطارية 12 فولت 120 أمبير ساعة
- لبطارية 12 فولت 100 أمبير ساعة: الواط-ساعة (Wh) = 12 فولت × 100 أمبير ساعة = 1200 واط-ساعة
لذلك، فإن بطارية 12 فولت 100 أمبير ساعة لها سعة 1200 واط-ساعة.
- لبطارية 12 فولت 120 أمبير ساعة: الواط-ساعة (Wh) = 12 فولت × 120 أمبير ساعة = 1440 واط-ساعة
لذا، فإن بطارية 12 فولت 120 أمبير ساعة لها سعة 1440 واط-ساعة.
وقت الشحن: كم مرة تريد شحن البطارية
بعد ذلك، تحتاج إلى مراعاة وقت الشحن، بمعنى آخر، ما مدى سرعة حاجتك لشحن البطارية.
لتحديد حجم اللوح الشمسي اللازم لشحن البطارية خلال فترة زمنية محددة، تحتاج إلى مراعاة وقت الشحن، وسعة الواط-ساعة للبطارية وكفاءة اللوح الشمسي. سيتم توضيح العامل الثالث في القسم القادم من المقال.
الآن، لنفترض أنك تريد شحن بطارية 12 فولت 100 أمبير ساعة و12 فولت 120 أمبير ساعة في 8 ساعات. في هذه الحالة، تحتاج إلى حساب الطاقة بالواط-ساعة (Wh) المطلوبة لشحن البطارية ضمن الإطار الزمني المطلوب.
- الطاقة بالواط-ساعة = سعة الواط-ساعة / وقت الشحن
لبطارية 12 فولت 100 أمبير ساعة بسعة 1200 واط-ساعة ووقت شحن 8 ساعات:
- الطاقة بالواط-ساعة = 1200 واط-ساعة / 8 ساعات = 150 واط
لبطارية 12 فولت 120 أمبير ساعة بسعة 1440 واط-ساعة ووقت شحن 8 ساعات:
- الطاقة بالواط-ساعة = 1440 واط-ساعة / 8 ساعات = 180 واط
لذلك، ستحتاج إلى لوح شمسي بقدرة لا تقل عن 150 واط لشحن بطارية 12 فولت 100 أمبير ساعة و180 واط لشحن بطارية 12 فولت 120 أمبير ساعة خلال 8 ساعات.
ملاحظة:
من المهم ملاحظة أن هذا الحساب يفترض كفاءة شحن بنسبة 100%، وهو أمر غير ممكن دائمًا في الواقع. ولأخذ الخسائر وتغيرات ظروف ضوء الشمس في الاعتبار، يُنصح بإضافة هامش أمان يتراوح بين 10-25% إلى القدرة المحسوبة.
بالإضافة إلى ذلك، من المهم مراعاة عوامل أخرى مثل الموقع الجغرافي، كمية ضوء الشمس المتاحة، وعدد ساعات ذروة الشمس في اليوم لتحديد حجم نظام الألواح الشمسية بدقة.
كم عدد الألواح الشمسية التي أحتاجها لشحن بطارية 12 فولت؟
عندما لا تتوفر ألواح شمسية تطابق المواصفات الكهربائية المحسوبة، يمكنك تحديد عدد الألواح الشمسية المطلوبة بناءً على تصنيف طاقة محدد، مع الأخذ في الاعتبار كفاءة الألواح الشمسية.
لنستمر بمثال شحن بطارية 12 فولت 100 أمبير ساعة و12 فولت 120 أمبير ساعة خلال 8 ساعات. إذا كانت الألواح الشمسية المتاحة بقدرة 100 واط، يمكنك حساب عدد الألواح المطلوبة كما يلي:
- عدد الألواح = (الطاقة بالواط-ساعة / قدرة اللوح الشمسي بالواط) / كفاءة اللوح الشمسي
لبطارية 12 فولت 100 أمبير ساعة، تحتاج إلى 8 ألواح، مع تقريب 7.5 إلى أقرب عدد صحيح.
- عدد الألواح = (150 واط / 100 واط) / 0.20 = 1.5 / 0.20 = 7.5 ألواح:
لبطارية 12 فولت 120 أمبير ساعة، تحتاج إلى 9 ألواح:
- عدد الألواح = (180 واط / 100 واط) / 0.20 = 1.8 / 0.20 = 9 ألواح
لذلك، في الحالات التي لا تتوفر فيها ألواح شمسية تلبي المواصفات الكهربائية المحسوبة، يمكنك حساب عدد الألواح الشمسية المطلوبة بناءً على تصنيف طاقة محدد وكفاءة الألواح الشمسية.
من الجدير أيضًا مراعاة العوامل العملية مثل المساحة المتاحة وقيود التركيب. يمكن أن يساعدك استشارة متخصص في الطاقة الشمسية على تحديد العدد والتكوين الأمثل للألواح الشمسية لشحن بطاريتك 12 فولت المحددة.
كيف تحدد قدرة الألواح الشمسية باستخدام الإشعاع؟
لحساب الحجم المطلوب للألواح الشمسية باستخدام الإشعاع وساعات الذروة، اتبع هذه الخطوات.
- حدد قيمة الإشعاع الشمسي لموقعك، والتي تمثل كمية الطاقة الشمسية المستلمة لكل متر مربع يوميًا.
- حدد الطاقة اليومية المطلوبة من الألواح الشمسية.
- ضع في اعتبارك كفاءة الألواح الشمسية، والتي تفترض هنا 20.8%.
- احسب: القدرة المطلوبة للوحة = الطاقة اليومية المطلوبة / (قيمة الإشعاع الشمسي * كفاءة اللوحة * ساعات الذروة)
- احسب عدد الألواح الشمسية المطلوبة باتباع الجزء الثاني من المقال
إليك جدول يوضح أمثلة على القدرة المطلوبة للوحة في دول مختلفة، بافتراض لوحة شمسية بقدرة 450 واط وكفاءة 20.8%:
|
البلد |
الإشعاع الشمسي (كيلوواط ساعة/م²/يوم) |
ساعات الذروة |
الطاقة اليومية المطلوبة (كيلوواط ساعة) |
القدرة المطلوبة للوحة (W) |
|
الولايات المتحدة الأمريكية |
4.5 |
4 |
12 |
1350 |
|
ألمانيا |
3.5 |
3 |
8 |
634 |
|
إيطاليا |
4.7 |
5 |
10 |
361 |
|
إسبانيا |
5.2 |
6 |
15 |
365 |
|
الفلبين |
4.2 |
4 |
12 |
684 |
كيفية شحن البطارية من لوحة شمسية
هل أحتاج إلى استخدام وحدة تحكم شحن الطاقة الشمسية؟
عند شحن البطارية باستخدام لوحة شمسية، من المهم استخدام وحدة تحكم شحن الطاقة الشمسية. تقوم وحدة التحكم بضبط تدفق الكهرباء من اللوحة الشمسية إلى البطارية، مما يمنع الشحن الزائد أو التلف.
MPPT مقابل PWM: أيهما الأفضل؟
هناك نوعان شائعان من وحدات تحكم شحن الطاقة الشمسية: تتبع نقطة القدرة القصوى (MPPT) و تعديل عرض النبضة (PWM).
وحدات تحكم MPPT أكثر كفاءة ومناسبة للأنظمة الشمسية الأكبر، بينما وحدات تحكم PWM أبسط وأكثر توفيرًا للتكلفة للأنظمة الأصغر. يعتمد الاختيار على متطلباتك وميزانيتك الخاصة.
خطوات شحن البطارية باستخدام لوحة شمسية
فيما يلي الخطوات العامة التي يجب اتباعها عند شحن بطارية باستخدام لوحة شمسية:
- تأكد من وضع اللوحة الشمسية بشكل صحيح لتتلقى أقصى قدر من ضوء الشمس.
- قم بتوصيل اللوحة الشمسية بوحدة التحكم بالشحن.
- قم بتوصيل وحدة التحكم بالشحن بالبطارية.
- راقب عملية الشحن وتأكد من عدم شحن البطارية بشكل زائد.
كيفية التحقق مما إذا كانت اللوحة الشمسية تشحن البطارية
لتحديد ما إذا كانت اللوحة الشمسية تشحن البطارية، يمكنك استخدام مقياس متعدد لقياس الجهد عند أطراف البطارية. إذا زاد الجهد مع مرور الوقت، فهذا يشير إلى أن اللوحة الشمسية تشحن البطارية بنجاح.
