اختيار سعة الكابل المناسب بين بطارية الليثيوم والانفرتر الشمسي، موضوع جديد يضاف إلى سلسلة تعلم تصميم أنظمة الطاقة الشمسية يشرح فيه كيفية اختيار مساحة مقطع الكابل المناسب بين بطارية الليثيوم والانفرتر الشمسي بناء على الداتا شيت.
عليك أولاً الاطلاع على مقالات سابقة عن سلسلة تعلم تصميم أنظمة الطاقة الشمسية:
- أهم نصائح فرز الأحمال الكهربائية ضمن الطاقة الشمسية
- فرز وحساب الأحمال الكهربائية المنزلية
- حساب عدد بطاريات الطاقة الشمسية لمجموعة 10.65kWh
- حساب عدد الألواح الشمسية لمعدل استهلاك 37.65 كيلوواط ساعة
- توصيل الألواح الشمسية قدرة 10.4 كيلوواط
- اختيار الانفرتر المناسب لتشغيل أحمال قدرة 6986 واط
- حساب مقطع كابل الألواح الشمسية لكل مجموعة 5200 واط
تحديات اختيار سعة الكابل
هناك بعض التحديات التي تواجهنا عند اختيار سعة الكابل المناسب لتحمل تيار الشحن والتفريغ أبرزها:
هل يوجد ألواح شمسية كافية لتوفير تيار الشحن بما يتناسب مع أقصى تيار شحن للبطارية؟
كما هو موضح في إحدى الأنواع LPBF48350، أن الشركة المصنعة للبطارية توصى بشحن بطارية الليثيوم بقيمة 200 أمبير أو أقل من ذلك ما يعني أن البطارية تحتاج إلى ما يقرب 9600 واط من طاقة الألواح الشمسية لكي توفر هذا المقدار من أمبير الشحن.
وهذا كبير إلى حد ما ويحتاج إلى المزيد من الألواح الشمسية، وبما أن الانفرتر المختار في الخطوات السابقة ضمن سلسلة تعلم تصميم أنظمة الطاقة الشمسية 11 كيلو واط، مع وجود أحمال كهربائية كبيرة، بات من الواضح أننا لن نستطيع شحن البطارية من الألواح الشمسية فقط بقيمة 200 أمبير بل يمكن شحنها خلال عدة ساعات خلال ذروة الشمس بتيار 60 أمبير.
وقد ذكرنا في مقال فرز وحساب الأحمال الكهربائية المنزلية أن كمية الطاقة المستهلكة ليلاً تساوي 10.65 كيلو واط ساعة، وهذه القيمة تم إيجادها بعد إجراء الحسابات اللازمة لذلك.
ما يعني ذلك أن ما يتم تفريغه من البطارية 65% فقط وفق التصميم من إجمالي سعة البطارية، لأننا في الحساب اعتمدنا أن نسبة التفريغ لا تزيد عن 80%، مع إضافة معامل أمان 15%.
وقد وضعت الشركة المصنعة للانفرتر الشمسي المختار أن سعة الكابل المناسب توصيله بين الانفرتر وبطارية الليثيوم هو 85 مم².
اختيار سعة الكابل المناسب بين بطارية الليثيوم والانفرتر الشمسي
لكي تحدد سعة الكابل المناسب يجب الذهاب لدليل المستخدم الخاص بالانفرتر، والداتا شيت الخاص بالبطارية.
وعادة تضع الشركة المصنعة للانفرتر الشمسي مقطع الكابل المناسب للنظام بين البطارية والانفرتر، وقد وجد أن مقطع الكابل المناسب 85 مم² كما تم ذكرها سابقاً.
ويمكن ضبط تيار الشحن من الألواح الشمسية إلى البطارية على 60 أمبير ليصبح إجمالي طاقة الشحن من الألواح الشمسية كالتالي:
طاقة الألواح الشمسية اللازمة لشحن بطارية الليثيوم= جهد البطارية× تيار الشحن
= 48 × 60 = 2880 واط
كما يمكن ضبط تيار الشحن من شبكة الكهرباء على 100 أمبير ليصبح إجمالي تيار الشحن 160 أمبير من المصدرين خلال النهار.
أي أن جزء من إجمالي قدرة الألواح الشمسية ستخصص لشحن بطارية الليثيوم تقدر ب 3 كيلو تقريباً، في حين باقي الطاقة المنتجة ستخصص للأحمال الكهربائية المراد تشغيلها خلال النهار والتي تقدر بـ 6.9كيلو واط.
في حين تعوض شبكة الكهرباء النقص الحاصل من الألواح الشمسية وفق تيار الشحن المحدد له مسبقاً.
ملاحظة: يمكن زيادة تيار الشحن إذا أردت تقليص عدد الأحمال الكهربائية خلال ذروة شمس النهار من أجل الشحن السريع (في حال عدم وجود شبكة كهرباء).
ملاحظة مهمة: يمكن ضبط تيار الشحن (شبكة الكهرباء+ الألواح الشمسية) على 100 أمبير أو 150 أمبير في حال توفر شبكة الكهرباء كمصدر ضمن المنظومة الشمسية.
الخلاصة: يجب اختيار كابل دي سي بين الانفرتر الشمسي وبطارية الليثيوم وفق ما توصى بها الشركة المصنعة للانفرتر الشمسي، وقد وجد أن مقطع الكابل المناسب للمنظومة هو 85 مم².
المصدر: شركات طاقة شمسية
