الثلاجة من الأجهزة المهمة في المنزل التي تحتاج إلى الكهرباء بشكل متواصل طوال اليوم. في هذا المقال، سوف نستعرض الطريقة الصحيحة لتحديد كم لوح شمسي تحتاج الثلاجة و كم بطارية. و من ثم حساب العدد المطلوب من الألواح الشمسية للحفاظ على تشغيلها على مدار الساعة.
1- حساب الاستهلاك اليومي من الكهرباء للثلاجة
سوف نستخدم في هذا المثال ثلاجة تستهلاك 130 وات. مع التأكيد على ملاحظة أن ضاغط الثلاجة لا يعمل بشكل مستمر 24/7. و إنما يعمل اعتمادًا على عدد مرات فتح الثلاجة. سنفترض هنا أن المستخدم يفتح الثلاجة تقريبًا 10 مرات في اليوم الواحد. بمعنى أن الثلاجة فعليا تستهلك كهرباء تقريبًا خلال 30% من الوقت. أي ما يعادل حوالي 8 ساعات يوميًا. وعلى هذا، يبلغ متوسط استهلاك الطاقة للثلاجة اليومي حوالي 1040 وات ساعة (130 وات × 8 ساعات). قد يختلف هذا الرَّقَم اعتمادًا على عوامل مثل درجة الحرارة المحيطة و عدد مرات فتح الثلاجة. في هذا المثال درجة الحرارة المحيطة 20 درجة مئوية، وتكرار فتح الثلاجة يوميًا في المتوسط 10 مرات.
2- حساب طاقة الخمول للعاكس
بعد أن أوجدنا استهلاك الثلاجة من الطاقة الكهربائية يجب مراعاة طاقة الخمول للعاكس (Inverter Idle Power). و هذا يعني، أن العاكس يستهلك قدرًا معينًا من الطاقة التي تتراوح من 15 وات إلى 50 وات في الساعة، بغض النظر إن كان متصل بأجهزة كهربائية أم لا. على سبيل المثال، قد يستهلك عاكس 1000 وات حوالي 20 وات. و لمراعاة ذلك، أضفنا 480 وات ساعة (20 وات × 24 ساعة) إلى استهلاك الثلاجة اليومي. ليصل مجموع استهلاك الثلاجة مع طاقة خمول العاكس إلى 1520 وات ساعة يوميًا.
3- حساب سعة البطارية
لضمان تشغيل البطارية بانتظام دون انقطاع خلال فترات عدم وجود ضوء الشمس، نحسب سَعَة البطاريات استنادًا على يومين من الاستقلالية. يومين من الاستقلالية، معنى ذلك أننا نفترض أن الجو سيكون ماطر أو غائم لمدة يومين مما يتعذر إنتاج الطاقة الكهربائية من الألواح الشمسية.
سنختار في هذا المثار بطارية ليثيوم أيون، و ذلك لأنها تتميز بكفاءة عالية و عمر أفتراضي طويل. و لحساب سعتها نقوم بضرب الاستهلاك اليومي للثلاجة (1520 وات ساعة) بعامل عمق التفريغ 1.1 مضروب أيضا في 2 (يومين من الاستقلالية). العامل 1.1 مهم لاستيعاب دورة الشحن لأن عمق التفريغ لبطاريات الليثيوم أيون تساوي تقريبا 90%. عندئذ، السَّعَة المطلوبة للبطارية هي 3344 وات ساعة.
بناءا على سَعَة البطاريات الإجمالية الجهد المناسب لهذه المنظومة هو 12 فولت. إذن سعة البطارية المناسبة لهذه المنظومة تساوي 3344 وات ساعة / 12 فولت = 278 أمبير ساعة يعني تقريبا ثلاث بطاريات نوع (LiFePO4 battery 12V 100Ah) موصلة على التوالي.
4- حساب كم لوح شمسي تحتاج الثلاجة
في الأخير، نقوم بتحديد العدد المطلوب من الألواح الشمسية. لإعادة شحن البطاريات خلال يوم واحد، نشير إلى متوسط عدد ساعات ضوء الشمس في موقعنا. في هذا المثال الموقع هو صنعاء، مع الأخذ بعين الاعتبار السيناريو الأسوأ، يعني بناءًا على أقل اشعاع شمسي في السنة. يعني في شهر ديسمبر الشمس تكون ساطعة و مناسبة لتوليد الطاقة الشمسية منها حوالي 5.5 ساعات. من أجل تحديد سعة الألواح الشمسية المطلوبة، نقسم سَعَة البطاريات على هذه القيمة (3344 وات ساعة / 5.5) والتي تبلغ في هذه الحالة 604 وات. أي 3 ألواح شمسية نوع 200 وات – 12 فولت. يتم توصيلهم على التوازي.
الخلاصة
من أجل تشغيل ثلاجة 130 وات بشكل يومي نحتاج الى:
- بطارية ليثيوم أيون LiFePO4 battery 12V 100Ah (لمدة يومين من دون الحاجة إلى شحن).
- 3 ألواح شمسية 200 وات – 12 فولت.
في هذا المقال عرفنا طريقة حساب كم لوح شمسي تحتاج الثلاجة. ايضا من المهم التأكيد مرة أخرى على أن هذه الحسابات مصممة خصيصًا لظروف معينة ويمكن تعديلها وفقًا للإعدادات والتفضيلات الفردية. باتباع هذه الخطوات، يمكنك تحديد حجم نظام الطاقة الشمسية لديك بدقة للحفاظ على تشغيل ثلاجتك بكفاءة.
