تصميم النظام الشمسي

تصميم النظام الشمسي، في هذا المقال سنوضح لكم أهم خطوات تصميم النظام الشمسي التي يجب عليك معرفتها لعلاقتها المباشرة بحسابات نظام الطاقة الشمسية.

حيث تنطبق أسس حسابات النظام الشمسي على كافة المنازل والمحلات التجارية والصناعية، وتتوفر الألواح الشمسية والانفرترات في السوق بقدرات مختلفة. وتتم عملية الاختيار على تحجيم قدرة الأجهزة الكهربائية.

خطوات تصميم النظام الشمسي المنزلي

1. حساب الاستهلاك اليومي للأجهزة المنزلية.
2. اختيار الانفرتر المناسب.
3. تحجيم عدد الألواح الشمسية.
4. اختيار عدد البطاريات.
5. اختيار منظم الشحن.

اقرأ أيضاً

• خطوات حساب نظام الطاقة الشمسية وبناء النظام الشمسي
• تركيب النظام الشمسي للمنازل
• حساب نظام الطاقة الشمسية
• الخلايا الشمسية المكونات، والأنواع، و نصائح الشراء

حساب الاستهلاك اليومي للأجهزة المنزلية

هي أولى الخطوات التي تبني عليها باقي خطوات تصميم النظام الشمسي، حيث تتم عملية الحساب بإتباع الخطوات التالية:

1. معرفة الأجهزة والأحمال الكهربائية المراد تشغيلها بالنظام الشمسي.
2. تحديد قدرة كل جهاز أو حمل كهربائي.
3. تحديد عدد ساعات التشغيل اليومي لكل جهاز أو حمل كهربائي.
4. تحديد قدرة الإقلاع بالنسبة للأجهزة التي تحتاج إلى تيار إقلاع، مثل الثلاجات والمضخات الكهربائية.

وأخيراً يتم حساب الاستهلاك اليومي للجهاز أو الحمل باستخدام المعادلة التالية:

الاستهلاك اليومي للحمل الكهربائي = قدرة الجهاز * العدد * عدد ساعات التشغيل باليوم

اختيار الانفرتر المناسب

يعد اختيار الانفرتر المناسب من أهم خطوات تصميم النظام الشمسي تعتمد اختيار عدد الألواح الشمسية على عدد قدرة استهلاك الأحمال الكهربائية في الساعة الواحدة (أقصى قدرة للأحمال في نفس اللحظة)، حيث يتوفر الكثير من الانفرترات بقدرات وكفاءات تختلف باختلاف الشركة المصنعة.

تحجيم عدد الألواح الشمسية

تعتمد اختيار عدد الألواح الشمسية على عدد الأحمال المراد تشغيلها في وضع النهار ومعدل الإشعاع الشمسي وعدد البطاريات المراد شحنها بالكامل في النهار، حيث يتوفر الكثير من الألواح الشمسية بقدرات وكفاءات تختلف باختلاف الشركة المصنعة.

تحجيم عدد البطاريات

تعتمد عملية اختيار وتحجيم عدد البطاريات على نوع النظام هل هو متصل بالشبكة أم منفصل وكذلك على الأحمال المراد تشغيله ليلاً عليه، وأخيراً على تيار منظم الشحن لشحن البطاريات في النهار.

من المعلوم أن البطاريات تستخدم لتخزين الطاقة المنتجة من الألواح الشمسية، لكي نستطيع من خلالها تشغيل الأحمال ليلاً، وأثناء تواجد الغيوم.

يتم حساب سعة البطاريات المطلوبة للنظام الشمسي باستخدام المعادلة التالية:

سعة البطاريات = الاستهلاك اليومي * عدد أيام الغيوم * نسبة التفريغ (50%) ÷ فولتية النظام

ملاحظات هامة حول البطاريات:

• يجب الأخذ في الاعتبار كفاءة الانفرتر لأنه أثناء تحويل طاقة البطاريات ذات التيار مستمر لطاقة تيار متردد، سوف ينتج عن ذلك نسبه فقد داخل الانفرتر..
• يفضل دائماً تفريغ 50% من قدرة البطارية الكلية، لذا يجب عند القيام بحساب عدد البطاريات أن نقوم بإضافة 50%.
• أن يكون نوع البطارية المختار للنظام الشمسي ذات كفاءة وجودة عالية لتخزين الطاقة لفترات طويلة.
• النوع المفضل للنظام الشمسي هو جل ديب سايكل (Deep cycle gel).
• يفضل حساب نسبة مدى تأثير درجة الحرارة على البطارية، ويمكن إيجادها بالرجوع للداتا شيت الخاص بالبطارية.

تحجيم واختيار منظم الشحن

يعتمد اختيار منظم الشحن على عدد الألواح الشمسية والبطاريات من حيث تياره وجهده، ويستخدم لتنظيم عملية شحن البطاريات للمحافظة عليه لفترات طويلة، حيث يتم تركيب منظم الشحن ما بين الألواح الشمسية والبطاريات.

كما يعمل المنظم على حماية الألواح الشمسية من التيارات العائدة من البطاريات عند انخفاض جهد الألواح الشمسية مساءً أو عند ظهور الليل، لذا قبل اختيار المنظم يجب معرفة التالي:

• فولتية النظام 12V / 24V / 48V.
• تيار شحن البطارية.
• أقصى تيار للأحمال.
• أقصى فولتية تنتجها الألواح الشمسية.
• أقصى تيار قصر متوقع من الألواح الشمسية.

ملاحظة:

يفضل في الأنظمة ذات القدرات الصغيرة تركيب منظم من نوع PWM إما للأنظمة المتوسطة والكبيرة تركب منظم من نوع MPPT وذلك لتخفيض عدد الألواح بحوالي 30%.

المصادر والمراجع

• enlytenenergy