حساب ألواح الطاقة الشمسية والبطاريات في 5 خطوات

حساب ألواح الطاقة الشمسية والبطاريات خمس عمليات بترتيب ثابت. كل عملية تجيب عن سؤال واحد، وكلها تُجرى على ورقة. يكتب هذا الدليل العمليات الخمس، ويمرّر عليها ثلاثة أحمال حقيقية، ويسمّي جهاز فولترونيك الذي يطابق سجله كل ناتج. حاسبة تحديد حجم المنظومة في هذا الموقع تجري العمليات الخمس نفسها، فيمكنك أن تراجع حسابك عليها.

الأرقام التي يبدأ منها كل حساب

يحتاج الحساب إلى ثلاثة أرقام لكل جهاز: قدرة تشغيله، وكم ضعفاً من هذه القدرة يسحب عند الإقلاع، وعدد ساعات تشغيله في اليوم. وهذه هي القيم التي تعتمدها الحاسبة:

العمليات الخمس

1. الطاقة في اليوم (ك.و.س). قدرة التشغيل × الساعات، تُجمع لكل الأجهزة ثم تُقسم على 1,000.
2. أقصى حِمل (واط). الأكبر من رقمين: مجموع قدرات التشغيل مضروباً في 1.25، أو تيار إقلاع أكبر محرّك مضافاً إليه كل ما يعمل معه.
3. الانفرتر. قدرته الاسمية لا تقل عن أقصى حِمل. وما زاد على 2.5 ضعف أقصى حِمل فهو أكبر من الحاجة.
4. البطارية (ك.و.س). الطاقة في اليوم × ساعات الاحتياط ÷ 24. ومن دون شبكة إطلاقاً: طاقة يوم كامل.
5. الألواح (كيلوواط ذروة). الطاقة في اليوم ÷ (ساعات الشمس الذروة × 0.8). وفي النظام المستقل عن الشبكة تُقسم على 0.75 بدل 0.8. ثم يُقسم الناتج على قدرة اللوح فيخرج عدد الألواح.

صفحات المنظومات في هذا الموقع تعتمد 5.7 ساعة شمس ذروة، وهو رقم محرّك الحساب للإمارات؛ ورقمه للسعودية 5.8 ولفرنسا 3.7.

المثال الأول: مكيف وثلاجة وإضاءة مع 4 ساعات احتياط

• الطاقة: 1,200 × 8 + 150 × 8 + 200 × 8 = 12,400 واط ساعة، أي 12.4 ك.و.س في اليوم.
• أقصى حِمل: مجموع التشغيل 1,550 واط، و1,550 × 1.25 = 1,938 واط. المكيف عند الإقلاع يسحب 3,600 واط، ومعه 350 واط للبقية: 3,950 واط. يؤخذ الأكبر: 3,950 واط.
• الانفرتر: قدرة Axpert King II TWIN 6K هي 6000VA/6000W، أعلى من 3,950 واط وأقل من حد 2.5 ضعف البالغ 9,875 واط. ويذكر سجله تحمّل ضعف القدرة الاسمية لمدة 5 ثوانٍ.
• البطارية: 12.4 × 4 ÷ 24 = 2.07 ك.و.س. بطارية LIO 4805 واحدة تخزّن 2,400 واط ساعة وتُحسب بـ 2.16 ك.و.س قابلة للاستخدام، فتكفي. وبطارية LIO 4810 بسعة 4,800 واط ساعة تضاعف المدة.
• الألواح: 12.4 ÷ (5.7 × 0.8) = 2.72 كيلوواط ذروة، أي 5 ألواح بقدرة 550 واط.

المثال الثاني: مزرعة بمضختين ومن دون شبكة

مضختا مياه قدرة كل منهما 750 واط تعملان ساعة ونصفاً، وثلاجة وفريزر وإضاءة.

• الطاقة: 2.25 + 1.2 + 1.6 + 1.6 = 6.65 ك.و.س في اليوم.
• أقصى حِمل: المضخة عند الإقلاع تسحب 750 × 3.5 = 2,625 واط، وبقية الأحمال تضيف 1,300 واط: 3,925 واط.
• الانفرتر: يذكر سجل InfiniSolar V II TWIN 6kw قدرة خرج اسمية 6000W، وأقصى قدرة دخل من الألواح 7000W، ونطاق MPP من 120 إلى 430 فولت تيار مستمر.
• البطارية: من دون شبكة تُحسب على يوم كامل، 6.65 ك.و.س. بطارية LIO 4810 تُحسب بـ 4.32 ك.و.س: 6.65 ÷ 4.32 = 1.5، أي وحدتان.
• الألواح: 6.65 ÷ (5.7 × 0.75) = 1.56 كيلوواط ذروة، أي 3 ألواح بقدرة 550 واط مجموعها 1,650 واط، وهو أقل كثيراً من 7000W التي يقبلها الانفرتر.

وهذه هي منظومة المزرعة المستقلة عن الشبكة سطراً بسطر.

المثال الثالث: محل تجاري بمكيفين ومن دون شبكة

مكيفان وثلاجة ومجموعتا إضاءة وكمبيوتر، وكلها تعمل 8 ساعات في اليوم.

• الطاقة: 19.2 + 1.2 + 3.2 + 1.6 = 25.2 ك.و.س في اليوم.
• أقصى حِمل: 3,600 واط للمكيف الذي يُقلع، و1,950 واط للبقية: 5,550 واط.
• الانفرتر: Axpert King II TWIN 6K بقدرة 6000VA/6000W.
• البطارية: 25.2 ÷ 4.32 = 5.8، أي 6 وحدات LIO 4810. ويذكر سجل LIO 4810 تيار تفريغ مستمر أقصى 150 أمبير للوحدة عند 48 فولت.
• الألواح: 25.2 ÷ (5.7 × 0.75) = 5.89 كيلوواط ذروة، أي 11 لوحاً بقدرة 550 واط.

ومنظومة المحل التجاري المستقلة عن الشبكة تعرض الناتج نفسه.

ثلاثة أمور تتحقق منها قبل الطلب

• جهد البطارية داخل نطاق الانفرتر. يذكر سجل Axpert King II TWIN 6K جهد دخل مستمر اسمياً 48Vdc وحماية من الشحن الزائد عند 66Vdc؛ ووحدات LIO جهدها الاسمي 48 فولت وجهد شحنها الكامل 52.5VDC.
• الألواح تحت حدود الانفرتر. اقرأ أقصى قدرة للألواح ونطاق MPPT وجهد الدائرة المفتوحة في نشرة بيانات Axpert King II TWIN أو نشرة بيانات InfiniSolar V II TWIN قبل أن تحدد عدد الألواح في كل سلسلة.
• تيار الشحن يناسب البطارية. يذكر سجل LIO 4805 أقصى تيار شحن 50A، وسجل LIO 4810 يذكر 100A، والرقمان في نشرة بيانات LIO.

وإن اجتاز انفرتران هذه الأمور الثلاثة، فإن صفحات المقارنة تضع سجليهما جنباً إلى جنب. تُطلب القطع من صفحات منتجاتها بالسعر المعروض، وتُستلم الطلبات من المتجر في دبي أو الرياض.