الدليل الكامل حول تركيب الألواح الشمسية. خطوة بخطوة مع الحساب والرسوم البيانية

يوجد أدناه ملخص كامل عن تركيب و تصميم منظومة طاقة شمسية. عند الانتهاء من قراءة هذه المقالة فستتمكن من:

حساب عدد الألواح الشمسية (مع إختيار الالواح)
حساب و إختيار البطاريات لمنظومة الطاقة الشمسية
حساب وقت الاستعادة back up time  للبطاريات
حساب التيار المطلوب لشحن البطاريات
حساب الوقت اللازم لشحن أي بطارية
حساب و اختيار منظم الشحن charge controller
معرفة كم نحتاج من الواح شمسية لمشروع ما
معرفة طريقة توصيل الألواح الشمسية اما بالتوازي او بالتسلسل
حساب و اختيار  ال UPS / Inverter المناسب للحمل.

لنفترض أننا سنقوم بتثبيت نظام للطاقة الشمسية في منزلنا لحمل مقداره 800 وات حيث يكون وقت الاستعادة المطلوب للبطارية يساوي 3 ساعات. ما نحتاج إلى معرفته يمكن توضيحة كنقاط موضحة كالتالي

تقييم و إختيار العاكس Inverter / UPS:

يجب أن يكون إختيار قدرة العاكس inverter أكبر من 25 ٪ من إجمالي قدرة الحمل

قدرة العاكس = قدرة الحمل + 25 ٪ قدرة الحمل = 800 + 800 × (25/100) = 1000 واط

هذا هو تقييم و إختيار العاكس ، أي أننا نحتاج إلى انفرتر Inverter ذو قدرة 1000 وات لتركيب الألواح الشمسية وفقًا لحاجتنا (بناءً على الحسابات).

عدد البطاريات اللازمة للطاقة الاحتياطية:

وقت الاستعادة المطلوب للبطاريات = 3 ساعات لنفترض ، أننا سنقوم بتركيب بطارية 100 أمبير ، 12 فولت ،

القدرة التي نحصل عليها من البطارية = 12 فولت × 100 أمبير = 1200 وات / ساعة

أي وقت الاستعادة لبطارية واحدة = 1200 (وات/ساعة) / 800 (وات) = 1.5 ساعة

ولكن وقت الاستعادة المطلوب هو 3 ساعات ، لذلك ، 3 / 1.5 = 2 → بمعنى أنه سيتعين علينا توصيل بطاريتين (2) لكل منهما 100 أمبير ، 12 فولت.

عدد ساعات الاستعادة للبطاريات:

إذا كان عندنا عدد البطاريات معلوم ، وتريد معرفة عدد ساعات الاستعادة لهذه البطاريات ، فاستخدم هذه المعادلة أو الصيغة لحساب ساعات الإستعادة للبطاريات.

(قدرة البطارية) 1200 وات × (عدد البطاريات) 2 بطاريات = 2400 وات

(قدرة البطاريات) 2400 وات / (قدرة الحمل) 800 وات = 3 ساعات.

في السيناريو الأول ، سنستخدم نظام مع إنفرتر بجهد 12 فولت ، وبالتالي ، سيتعين علينا توصيل بطاريتين (2) (كل منهما بجهد 12 فولت و 100 أمبير في الساعة) بالتوازي.

مقدار تيار الشحن للبطاريات:

تيار الشحن المطلوب لهذه البطاريتين يجب أن يكون تيار الشحن يساوي 0.1 من أمبير ساعة Ah البطاريات.

تيار الشحن المطلوب = 200 أمبير × 0.1 = 20 أمبير.

مقدار وقت الشحن المطلوب للبطارية:

فيما يلي صيغة لحساب زمن الشحن لبطارية حمض الرصاص.
وقت الشحن للبطارية = أمبير ساعة (Ah) البطارية / تيار الشحن, على سبيل المثال ، بالنسبة لبطارية واحدة بجهد 12 فولت و 100 أمبير ، سيكون وقت الشحن  10 ساعات (حالة مثالية) = 100Ah / 10A.

بسبب بعض الفقد ، (لوحظ أن 40 ٪ من الفقد يحدث أثناء شحن البطارية) ، وبهذه الطريقة ، نأخذ تيار شحن 12 أمبير بدلاً من 10 أمبير ، وبهذه الطريقة ، يستغرق وقت الشحن المطلوب لـ 12V ، 100Ah ستكون البطارية:

في البداية نحسب كمية الفقد لبطارية 100 أمبير ساعة حيث تساوي 100 * 0.4 = 40 أمبير ساعة ، ثم نظيفه لتيار البطارية حيث نحصل على

(تيار البطارية) 100 أمبير ساعة + (الفقد في البطارية ) 40 أمبير ساعة = 140 أمبير ساعة

الآن سيكون تيار الشحن المطلوب للبطارية يساوي :

140 أمبير / 12 أمبير = 11.6 ساعة.

عدد الألواح الشمسية و طريقة توصيلها بالتوالي أو بالتوازي:

العدد المطلوب من الألواح الشمسية التي نحتاجها للنظام أعلاه يمكن حسابها على النحو التالي.

السيناريو الأول

حمل DC غير متصل فقط شحن البطارية

نحن نعرف معادلة القدرة  الشهيرة (DC)

P = VI ………… (القدرة = الجهد × التيار)

وضع قيم البطاريات و تيار الشحن.

القدرة = جهد البطارية 12 فولت × تيار الشحن 20 أمبير

القدرة = 240 وات

هذه هي القدرة الكهربائية المطلوبة من الألواح الشمسية (فقط لشحن البطارية ، أي أن الحمل المباشر غير متصل بالألواح الشمسية).

عدد الالواح المطلوبة = 240 وات / (قدرة اللوح الواحد) 60 وات = 4 ألواح شمسية . لذلك ، سنقوم بتوصيل 4 ألواح شمسية (كل منها 60 واط ، 12 فولت ، 5 أمبير) بالتوازي.

calculate the no of solar panel, rating of Solar panel & batteries , Charging time & current for Solar Panel Installation with image and calculations.

الشكل 1: مخطط الدائرة للحسابات أعلاه لتركيب الألواح الشمسية (الألواح الشمسية فقط لشحن البطاريات)

السيناريو الثاني

توصيل حمل تيار مستمر  وكذلك شحن البطارية

افترض الآن أن هناك حملًا متصلًا بشكل مباشر يبلغ 10 أمبير للألواح من خلال الإنفرتر (أو قد يكون حمل DC عبر جهاز التحكم بالشحن). أثناء أشعة الشمس ، توفر اللوحة الشمسية 10 أمبير للحمل المتصل مباشرة + 20 أمبير لشحن البطارية ، أي أن الألواح الشمسية تشحن البطارية بالإضافة إلى توفير 10 أمبير للحمل أيضًا.

في هذه الحالة ، إجمالي التيار المطلوب (20 أمبير لشحن البطاريات و 10 أمبير للحمل المتصل مباشرة)

في هذه الحالة أعلاه ، إجمالي التيار المطلوب = 20 أمبير + 10 أمبير = 30 أمبير

إذن القدرة المطلوبة  = 12 فولت  *  30 أمبير  = 360 وات

معنى آخر. نحتاج إلى نظام طاقة شمسي 360 وات للنظام الموضح أعلاه (هذا لكل من الحمل المباشر وشحن البطاريات) ، إذن عدد الألواح الشمسية التي نحتاجها تساوي

عدد الألواح الشمسية = 360 وات / 60 وات  = 6 ألواح شمسية

لذلك ، سنقوم بتوصيل 6 ألواح شمسية بالتوازي (كل منها 60W ، 12V ، 5A)

Solar Panel Installation with Battery for charging and DC Load

شكل 2: مخطط الدائرة للحسابات أعلاه لتركيب الألواح الشمسية (الألواح الشمسية لشحن البطارية و لتغذية الحمل المتصل).

تقييم و إختيار منظم الشحن Charge Controller

كما حسبنا أعلاه ، فإن تيار الشحن لبطارية 200 أمبير هو 20-22 أمبير (22 أمبير لشحن البطارية + 10 أمبير لتغذية الحمل المتصل) ، وبالتالي يمكننا استخدام وحدة تحكم في الشحن ذو تيار يتراوح ما بين 30-32 أمبير.

ملاحظة: يعتمد الحساب أعلاه على الحالة المثالية ، لذلك يُنصح دائمًا باختيار الواح شمسية أكبر قليلاً من المطلوب ، لأن هناك بعض الفقد تحدث أثناء شحن البطارية عبر الألواح الشمسية وكذلك الأشعاع الشمسي ليس دائمًا في حالة مثالية.

المصادر

1- Electricaltechnology, A Complete Guide about Solar Panel Installation. Step by Step Procedure with Calculation & Diagrams (02.05.2020), link: here.

Share on facebook
فاسبوك
Share on twitter
تويتر
Share on linkedin
لينكد إن
Share on whatsapp
واتساب

اترك تعليقاً

المشاركات الاخيرة

أحدث التعليقات

أفحص بحثك بالمجان

رفع الملف