نظرًا لأهمية تحديد السَّعَة المناسبة للبطاريات لتتناسب مع قدرة العاكس سنشرح في هذا المقال الطريقة المناسبة لتحديد هذه السَّعَة. أيضا، سنتطرق إلى الطريقة المناسبة لاختيار أسلاك التوصيل و الفيوزات المناسبة لهذا العاكس.
زيادة على ذلك، من المهم جدا قبل تثبيت أي منظومة طاقة شمسية التركيز على اختيار الجهد المناسب لها. و ذلك من أجل تحقيق أقصى استفادة من المنظومة، تقليل الفقد الكهربائي فيها، وتقليل التكاليف المتعلقة بالأسلاك والفيوزات. و من أجل تحديد جهد المنظومة المناسب باستطاعتك استخدام الجدول أدناه كمعيار.
بالنسبة لخطوات اختيار سَعَة البطاريات المتناسبة مع العاكس ذو قدرة 1000 وات فهي كالتالي:
الخطوة الأولى: حساب التيار
أحيانا من الضروري جعل تيار منظومة الطاقة الشمسية عند أقصى حد 100 أمبير و رفع الجهد الكهربائي للمنظومة. و ذلك لما لهذا الإجراء من فوائد متعددة: كتقليل تكاليف الأسلاك، تقليل تكاليف منظم الشحن، و العمل على زيادة الكفاءة.
لحساب التيار، المعادلة بسيطة، التيار يساوي حاصل قسمة قدرة العاكس على 12 فولت (حسب الجدول أعلاه الجهد المثالي للمنظومة ذات 1000 وات يساوي 12 فولت). يعني 1000 وات / 12 فولت = 82 أمبير.
الخطوة الثانية: اختيار البطارية
قبل البَدْء في اختيار البطارية لازم تعرف مصطلح يسمي معدل C. معدل C هو مقياس لمعدل تفريغ البطارية بالنسبة إلى سعتها القصوى، حيث أن قيمته غالبًا ما تكون مختلفة من بطارية إلى أخرى.
على سبيل المثال، معدل 1C يعني أن تيار التفريغ سوف يفرغ البطارية بالكامل خلال ساعة واحدة. بالنسبة للبطارية ذات السعة 100 أمبير ساعة، فإن هذا يعادل تيار تفريغ قدره 100 أمبير. أما بالنسبة لنفس البطارية لكن مع معدل 5C سيكون تيار التفريغ 500 أمبير، ومعدل 0.5C سيكون 50 أمبير.
بالنسبة لبطاريات الليثيوم أيون فإنها تعمل في الغالب عن معدل 1C، في حين أن بطاريات حمض الرصاص تعمل عادةً عند معدل 0.2C. ويؤثر هذا التباين على قدرتها على توصيل التيار بكفاءة.
-
بطاريات حمض الرصاص
بناءًا على ما سبق، معدل C لبطاريات حمض الرصاص يساوي تقريبا 0.2C. و هذا يعني أن البطارية ذات السعة 100 أمبير ساعة من الأفضل أن يتم تفريغها مع أقصى تيار تفريغ يساوي 20 أمبير. و من حساب التيار في الخطوة الأولى الذي يساوي 82 أمبير، عندئذ سنحتاج إلى 4 بطاريات موصلة على التوازي لمطابقة معدل C للبطارية. بمعنى أنه سيكون لدينا 4 بطاريات ذات سعة 100 أمبير ساعة و جهد 12 فولت عند معامل C يساوي 0.2C من أجل الحصول على تيار قدره 80 أمبير مقارب لتيار العاكس.
-
بطاريات الليثيوم أيون
أما بالنسبة لمعدل C لبطاريات الليثيوم أيون فهو يساوي 1C. و ذلك يعني أن بطارية الليثيوم أيون ذات السعة 100 أمبير ساعة من الممكن أن يتم تفريغها مع أقصى تيار تفريغ يساوي 100 أمبير. و من حساب التيار الذي يساوي 82 أمبير، في هذه الحالة سنحتاج إلى بطارية واحدة من بطاريات الليثيوم أيون. بمعنى أنه سيكون لدينا بطارية ليثيوم أيون ذات سعة 100 أمبير ساعة و جهد 12 فولت عند معامل C يساوي 1C من أجل الحصول على تيار قدره 100 أمبير مقارب لتيار العاكس.
-
لماذا هذه الحسابات ضرورية؟
الحسابات هذه ضرورية لأن مفتاح الكفاءة يكمن في مطابقة سَعَة البطارية مع الحد الأقصى لسحب تيار العاكس. لنوضح ذلك بمثال يعتمد على بطارية حمض الرَّصاص، إذا استخدمنا بطارية واحدة فقط لعاكس 1000 وات، فإنها ستعمل بمعدل أربع أضعاف معدل التفريغ الموصى به. ويؤدي هذا السيناريو إلى توليد حرارة زائدة في البطارية. مما يتسبب في فقد الطاقة و تقصير عمر البطارية الافتراضي. وذلك لأن بطاريات حمض الرَّصاص ليست مصممة للتعامل مع مثل هذه المتطلبات العالية. لذلك، لتقليل الفقد الناجم عن الحرارة ومنع تآكل البطارية، من الضروري تحديد سَعَة البطارية بشكل صحيح باتباع الطرق الموضحة أعلاه.
الخطوة الثالثة: اختيار الأسلاك و الفيوزات
بناءًا على ما سبق حسابه من تيار العاكس الذي يساوي 83 أمبير، وبتطبيق عامل أمان بنسبة 25%، يصبح المتطلب الحالي 104 أمبير. بالتالي، سنكون بحاجة إلى اختيار كابل قادر على التعامل مع هذا التيار. و بالنظر إلى الجدول في الصورة أدناه سنفترض أننا نريد سلك طوله متر و 80 سم من البطارية إلى العاكس عندئذ سنختار سلك نوع 4ga.
ملاحظة: من الأفضل أن يكون طول السلك قصير قدر الإمكان لتقليل الفقد.
بالنسبة لاختيار الفيوز، لازم يكون التيار الذي يسمح به الفيوز ما بين تيار المتطلب الحالي 104 أمبير و التيار الأقصى للسلك نوع 4ga البالغ 150 أمبير. يعتبر فيوز (mega fuse) 125 أمبير مثاليًا لهذه المنظومة.
