كيفية تحديد حجم نظام الطاقة الشمسية خارج الشبكة للمنزل

يعد الاستثمار في النظام الشمسي حلاً ذكيًا لأصحاب المنازل على المدى الطويل، خاصة في ظل البيئات الحالية التي تحدث فيها أزمة الطاقة في الكثير من الأماكن.يمكن أن تعمل الألواح الشمسية لأكثر من 30 عامًا، كما أن عمر بطاريات الليثيوم يزداد مع تطور التكنولوجيا.

فيما يلي الخطوات الأساسية التي تحتاج إلى اتباعها لتحديد حجم النظام الشمسي المثالي لمنزلك.

 

الخطوة 1: تحديد إجمالي استهلاك الطاقة في منزلك

أنت بحاجة إلى معرفة إجمالي الطاقة التي تستخدمها أجهزتك المنزلية.ويتم قياس ذلك بوحدة كيلووات / ساعة يوميًا أو شهريًا.لنفترض أن إجمالي المعدات الموجودة في منزلك تستهلك 1000 واط من الطاقة وتعمل 10 ساعات يوميًا:

1000 واط * 10 ساعة = 10 كيلووات ساعة في اليوم.

يمكن العثور على الطاقة المقدرة لكل جهاز منزلي في الدليل أو على مواقعه الإلكترونية.لكي تكون دقيقًا، يمكنك أن تطلب من الموظفين الفنيين قياسها باستخدام الأدوات المهنية المناسبة مثل المقياس.

سيكون هناك بعض فقدان الطاقة من العاكس الخاص بك، أو أن النظام في وضع الاستعداد.أضف استهلاكًا إضافيًا للطاقة بنسبة 5% - 10% وفقًا لميزانيتك.سيتم وضع هذا في الاعتبار عند تحديد حجم البطاريات الخاصة بك.من المهم شراء عاكس عالي الجودة.(اكتشف المزيد عن محولاتنا التي تم اختبارها بدقة)

 

 

الخطوة الثانية: تقييم الموقع

الآن أنت بحاجة إلى الحصول على فكرة عامة عن مقدار الطاقة الشمسية التي يمكنك الحصول عليها يوميًا في المتوسط، لذلك ستعرف عدد الألواح الشمسية التي ستحتاج إلى تركيبها لتلبية احتياجاتك اليومية من الطاقة.

يمكن جمع معلومات الطاقة الشمسية من خريطة ساعة الشمس الخاصة ببلدك.يمكن العثور على خرائط موارد الإشعاع الشمسي على https://globalsolaratlas.info/map?c=-10.660608,-4.042969,2

الآن، دعونا نأخذدمشق، سورياكمثال.

دعونا نستخدم متوسط ​​4 ساعات شمسية لمثالنا عندما نقرأ من الخريطة.

تم تصميم الألواح الشمسية ليتم تركيبها تحت أشعة الشمس الكاملة.الظل سوف يؤثر على الأداء.حتى الظل الجزئي على لوحة واحدة سيكون له تأثير كبير.قم بفحص الموقع للتأكد من تعرض مجموعة الطاقة الشمسية لأشعة الشمس الكاملة خلال ساعات الذروة اليومية للشمس.ضع في اعتبارك أن زاوية الشمس ستتغير على مدار العام.

هناك بعض الاعتبارات الأخرى التي تحتاج إلى تذكرها.يمكننا التحدث عنها طوال العملية.

 

 

الخطوة 3: حساب حجم بنك البطارية

لدينا الآن معلومات أساسية لتحديد حجم مجموعة البطاريات.بعد تحديد حجم بنك البطارية، يمكننا تحديد عدد الألواح الشمسية اللازمة لإبقائها مشحونة.

أولا، نتحقق من كفاءة محولات الطاقة الشمسية.عادةً ما تأتي العاكسات مع وحدة تحكم شحن MPPT مدمجة بكفاءة تزيد عن 98٪.(تحقق من محولات الطاقة الشمسية لدينا).

ولكن لا يزال من المعقول النظر في تعويض عدم الكفاءة بنسبة 5٪ عندما نقوم بالتحجيم.

في مثالنا 10 كيلو وات/اليوم استنادًا إلى بطاريات الليثيوم،

10 كيلووات ساعة × 1.05 تعويض الكفاءة = 10.5 كيلووات ساعة

هذه هي كمية الطاقة المسحوبة من البطارية لتشغيل الحمل من خلال العاكس.

حيث أن درجة حرارة العمل المثالية لبطارية الليثيوم هي 0درجه مئويةإلى 0~40درجه مئويةعلى الرغم من أن درجة حرارة العمل في حدود -20درجه مئوية~60درجه مئوية.

تفقد البطاريات قدرتها مع انخفاض درجات الحرارة ويمكننا استخدام الرسم البياني التالي لزيادة سعة البطارية، بناءً على درجة حرارة البطارية المتوقعة:

على سبيل المثال، سنضيف مضاعفًا قدره 1.59 إلى حجم بنك البطاريات لدينا للتعويض عن درجة حرارة البطارية البالغة 20 درجة فهرنهايت في الشتاء:

10.5 كيلووات في الساعة × 1.59 = 16.7 كيلووات في الساعة

هناك اعتبار آخر وهو أنه عند شحن البطاريات وتفريغها، يكون هناك فقدان للطاقة، ولإطالة عمر البطاريات، لا يُنصح بتفريغ البطاريات بالكامل.(عادة نحافظ على DOD أعلى من 80% ( DOD = عمق التفريغ).

وبذلك نحصل على الحد الأدنى من سعة تخزين الطاقة: 16.7 كيلو وات في الساعة * 1.2 = 20 كيلو وات في الساعة

هذا ليوم واحد من الاستقلالية، لذلك نحتاج بعد ذلك إلى ضربه بعدد أيام الاستقلالية المطلوبة.لمدة يومين من الحكم الذاتي، سيكون:

20 كيلووات ساعة × يومين = 40 كيلووات ساعة من تخزين الطاقة

لتحويل واط ساعة إلى أمبير ساعة، قم بالقسمة على جهد بطارية النظام.في مثالنا:

40 كيلو وات في الساعة ÷ 24 فولت = 1667 أمبير في الساعة 24 فولت

40 كيلو وات في الساعة ÷ 48 فولت = 833 أمبير في الساعة بنك بطارية 48 فولت

 

عند تحديد حجم بنك البطارية، ضع في اعتبارك دائمًا عمق التفريغ، أو مقدار السعة التي يتم تفريغها من البطارية.سيؤدي تغيير حجم بطارية حمض الرصاص إلى عمق تفريغ أقصى يبلغ 50% إلى إطالة عمر البطارية.لا تتأثر بطاريات الليثيوم بعمليات التفريغ العميقة، ويمكنها عادةً التعامل مع عمليات التفريغ العميقة دون التأثير بشكل كبير على عمر البطارية.

إجمالي الحد الأدنى المطلوب لسعة البطارية: 2.52 كيلووات/ساعة

لاحظ أن هذا هو الحد الأدنى من سعة البطارية المطلوبة، وزيادة حجم البطارية يمكن أن يجعل النظام أكثر موثوقية، خاصة في المناطق المعرضة للطقس الملبد بالغيوم لفترة طويلة.

 

 

الخطوة 4: اكتشف عدد الألواح الشمسية التي تحتاجها

الآن بعد أن حددنا سعة البطارية، يمكننا تحديد حجم نظام الشحن.عادة نستخدم الألواح الشمسية، ولكن الجمع بين طاقة الرياح والطاقة الشمسية قد يكون منطقيًا للمناطق ذات موارد الرياح الجيدة، أو للأنظمة التي تتطلب المزيد من الاستقلالية.يحتاج نظام الشحن إلى إنتاج ما يكفي لاستبدال الطاقة المسحوبة من البطارية بالكامل مع مراعاة جميع خسائر الكفاءة.

في مثالنا، استنادًا إلى 4 ساعات شمس و40 واط ساعة يوميًا من الطاقة:

40 كيلووات ساعة / 4 ساعات = 10 كيلو وات حجم مصفوفة الألواح الشمسية

ومع ذلك، نحتاج إلى خسائر أخرى في عالمنا الحقيقي ناجمة عن عدم الكفاءة، مثل انخفاض الجهد، والذي يقدر بشكل عام بحوالي 10٪:

10Kw÷0.9 = 11.1 كيلوواط الحد الأدنى لحجم المصفوفة الكهروضوئية

لاحظ أن هذا هو الحد الأدنى لحجم المصفوفة الكهروضوئية.مجموعة أكبر ستجعل النظام أكثر موثوقية، خاصة في حالة عدم توفر مصدر احتياطي آخر للطاقة، مثل المولد.

تفترض هذه الحسابات أيضًا أن المجموعة الشمسية ستستقبل ضوء الشمس المباشر دون عائق من الساعة 8 صباحًا حتى 4 مساءً خلال جميع الفصول.إذا تم تظليل كل أو جزء من المصفوفة الشمسية خلال النهار، فيجب إجراء تعديل على حجم المصفوفة الكهروضوئية.

هناك اعتبار آخر يجب معالجته: يجب شحن بطاريات الرصاص الحمضية بالكامل على أساس منتظم.إنها تتطلب ما لا يقل عن 10 أمبير من تيار الشحن لكل 100 أمبير ساعة من سعة البطارية لتحقيق عمر البطارية الأمثل.إذا لم يتم إعادة شحن بطاريات الرصاص الحمضية بانتظام، فمن المحتمل أن تفشل، عادةً خلال السنة الأولى من التشغيل.

يبلغ الحد الأقصى لتيار الشحن لبطاريات الرصاص الحمضية عادةً حوالي 20 أمبير لكل 100 أمبير في الساعة (معدل الشحن C/5، أو سعة البطارية في ساعات أمبير مقسومة على 5) وفي مكان ما بين هذا النطاق يكون مثاليًا (10-20 أمبير من تيار الشحن لكل 100 أمبير في الساعة ).

راجع مواصفات البطارية ودليل المستخدم للتأكد من الحد الأدنى والحد الأقصى لإرشادات الشحن.عادةً ما يؤدي عدم الالتزام بهذه الإرشادات إلى إبطال ضمان البطارية الخاص بك والمخاطرة بفشل البطارية مبكرًا.

مع كل هذه المعلومات، سوف تحصل على قائمة التكوين التالية.

الألواح الشمسية: Watt11.1KW20 قطعة من الألواح الشمسية 550 واط

25 قطعة من الألواح الشمسية 450 واط

البطارية 40 كيلو وات في الساعة

1700AH @ 24 فولت

900AH @ 48 فولت

 

أما بالنسبة للعاكس، فيتم اختياره بناءً على الطاقة الإجمالية للأحمال التي قد تحتاجها للتشغيل.في هذه الحالة، سيكون الجهاز المنزلي بقدرة 1000 واط، وعاكس للطاقة الشمسية بقدرة 1.5 كيلو وات كافيًا، ولكن في الحياة الواقعية، يحتاج الأشخاص إلى تشغيل المزيد من الأحمال في نفس الوقت لفترات زمنية مختلفة يوميًا، فمن المستحسن شراء 3.5 كيلو وات أو 5.5 كيلو وات من الطاقة الشمسية. العاكسون.

 

تهدف هذه المعلومات إلى أن تكون بمثابة دليل عام، وهناك الكثير من العوامل التي يمكن أن تؤثر على حجم النظام.

 

إذا كانت المعدات حرجة وفي مكان بعيد، فمن المفيد الاستثمار في نظام كبير الحجم لأن تكلفة الصيانة يمكن أن تتجاوز بسرعة سعر عدد قليل من الألواح الشمسية أو البطاريات الإضافية.من ناحية أخرى، بالنسبة لبعض التطبيقات، قد تتمكن من البدء صغيرًا والتوسع لاحقًا اعتمادًا على كيفية أدائها.سيتم تحديد حجم النظام في النهاية من خلال استهلاكك للطاقة، وموقع الموقع، وكذلك توقعات الأداء بناءً على أيام الاستقلالية.

 

إذا كنت بحاجة إلى مساعدة في هذه العملية، فلا تتردد في الاتصال بنا ويمكننا تصميم نظام يناسب احتياجاتك بناءً على الموقع ومتطلبات الطاقة.

 

 


وقت النشر: 10 يناير 2022