حساب عدد البطاريات الكهربائية

حساب عدد البطاريات الكهربائية، بعد أن تعرفنا ضمن سلسلة مقالات تصميم نظام شمسي على أولى خطوات التصميم وكيفية فرز وحساب الأحمال الكهربائية.

سنتعرف الآن على موضوع كيفية حساب عدد البطاريات الكهربائية لتوفير الطاقة الكافية التي نحتاج إليها ليلاً، وعرفنا بعد أن أجرينا حسابات بأن الطاقة المستهلكة ليلاً تساوي 6811 واط ساعة.

بالتالي سنتعرف على كيفية حساب عدد البطاريات بالاعتماد على المتطلبات التالية: نسبة عمق التفريغ والكفاءة (كفاءة البطارية عند درجة الحرارة وكفاءة الكابلات) وعدد أيام الغيوم والطاقة المستهلكة وفولتية النظام.

قبل قراءة هذا المقال عليك الاطلاع على المواضيع التالية:

• ما هي شروط بناء النظام الشمسي؟
• فرز وحساب الأحمال الكهربائية للنظام الشمسي

كمية الطاقة المستهلكة ليلاً

وجدنا خلال حسابانتا بمقال فرز وحساب الأحمال الكهربائية للنظام الشمسي أن الطاقة التي تستهلكها الأحمال المراد تشغيلها في الليل خلال ساعات محددة هي: 6811 واط ساعة.

والآن سوف نحدد ما سعة البطاريات الكهربائية المطلوبة لتوفير هذه الطاقة مع مراعاة التالي:

• عدد أيام الغيوم.
• عمق التفريغ (DOD).
• كفاءة البطاريات.
• جهد النظام الشمسي.

ويمكن حساب كمية الطاقة المطلوبة ليلاً من البطاريات

سعة البطاريات الكهربائية= (كمية الطاقة المطلوبة ليلاً× عدد أيام الإحتياط) ÷ (عمق التفريغ DOD× كفاءة النظام× جهد النظام)

ملحوظة مهمة: لكي تكون أدق يمكنك إضافة كفاءة البطارية عند درجة حرارة الصفر، لأن السعة الأمبيرية للبطارية تنخفض مع الأجواء الباردة.

خطوات حساب عدد البطاريات الكهربائية

أولاً: تحديد كمية الطاقة المراد استهلاكها ليلاً: في مقالنا قلنا أن الطاقة المستهلكة تساوي 6811 واط ساعة.

ثانياً: تحديد عمق تفريغ البطاريات: إذا كانت البطاريات من نوع الليثيوم المتطور فيمكنك الحساب على عمق تفريغ 80% إلى 90%، أما البطاريات الرخيصة الثمن كبطاريات الجل وال AGM سوف نحسب عمق التفريغ على أساس 50%، والبطارية التي سنعتمد عليها من نوع الجل.

ثالثاً: تحديد عدد الأيام الإحتياطية (أيام الغيوم): في الغالب نضع الرقم 1، ولكن هذه الخطوة مفيدة للدول الأوروبية التي قد تغيب فيها الشمس ليومين أو أكثر.

رابعاً: كفاءة البطارية: يمكنك وضع كفاءة البطارية بنسبة 80% كأدنى حد أو 70% كأقصى حد لتعويض كفاءة البطاريات من درجات الحرارة المتغيرة وكذلك الكابلات وغير ذلك، ولا ننسى أن درجة الحرارة المنخفضة تقلل من سعة البطارية بنسبة تصل إلى 30% عند درحة حرارة صفر.

حساب عدد البطاريات الكهربائية

سعة البطاريات الكهربائية= (كمية الطاقة المطلوبة ليلاً× عدد أيام الغيوم) ÷ (عمق التفريغ DOD× كفاءة البطارية× جهد النظام)

= (6811× 1) ÷ (0.5 × 0.8× 48)

= 6811 ÷ 19.2

= 354.7 أمبير ساعة

مع فرض أن سعة البطارية المتوفرة 12 فولت/ 175 أمبير ساعة فإن:

مجموع عدد البطاريات المتصلة بالتوازي= سعة البطاريات الكهربائية ÷ سعة البطارية الواحدة

= 354.7 ÷ 175

= 2

عند توصيل البطاريتين على التوازي نحصل على سعة أمبيرية 175 أمبير ساعة، ولكن الجهد البطاريتين يبقى ثابت 12 فولت وجهد النظام 48 فولت، ماذا نفعل؟ سنقوم بتوصيل عدة بطاريات على التوالي، ولكن كيف ذلك؟ وكم بطارية احتاج لأحصل على جهد كلي 48 فولت من البطاريات الكهربائية؟… تابع الخطوات المتبقية.

مجموع عدد البطاريات المتصلة بالتوالي= جهد النظام الشمسي ÷ جهد البطارية الواحدة

= 48 فولت ÷ 12 فولت = 4 بطاريات

إذاً نحتاج إلى توصيل كل أربعة بطاريات على التوالي لرفع الجهد إلى 48 فولت.

عدد البطاريات الكهربائية المطلوبة= ناتج مجموع عدد البطاريات المتصلة على التوالي× ناتج مجموع عدد البطاريات المتصلة على التوازي

= 4 × 2

= 8 بطاريات

بالتالي نحتاج إلى مجموعتين من البطاريات كل مجموعة أربعة بطاريات متصلة على التوالي ومن ثم توصل المجموعتين على التوازي لتحصل على جهد 48 فولت وسعة 350 أمبير ساعة.

المصادر والمراجع: فولتيات وبعض الكتب التعليمية