إذا سألتنا عما إذا كان عليك اختيار بطارية شمسية 5 kWh أم بطارية شمسية 10 kWh، فإن سؤالنا الأول هو ما الذي تريد إبقاءه قيد التشغيل، ولأي مدة. قد يكون النظام الأصغر كافيًا تمامًا لأحمال مسائية محددة. أما التغذية الليلية التي تشمل التكييف فهي متطلب مختلف.

في DW Solar، نقوم بتجميع المحولات الهجينة وبطاريات LiFePO4 وأنظمة التخزين المتكاملة داخليًا. [7] عند التوصية بسعة معينة، نأخذ في الاعتبار كيفية عمل البطارية مع المحول والأحمال التي تنوي تغذيتها فعليًا. لا يكون التخزين الإضافي مفيدًا إلا عندما تدعمه بقية عناصر هذا الترتيب.

نصيحتنا هي تحديد المهمة أولًا. بعد ذلك يمكننا دراسة السعة وحدود القدرة وظروف الشحن دون أن نجعل البطارية الأكبر هي الإجابة التلقائية.

المحتويات

أخبرنا بما يجب أن يبقى قيد التشغيل

السعة التي سنقترحها لنظامك

كيف نحسب مدة التغذية الاحتياطية

أين نستخدم كل سعة

لماذا ننظر إلى المحول قبل إضافة التخزين

هل يمكن لنظامك الشمسي إعادة شحن البطارية

اختيار السعة للسنوات القادمة

الأسئلة الشائعة

من أين نبدأ في مشروعك

أخبرنا بما يجب أن يبقى قيد التشغيل

عبارة "تغذية احتياطية للمنزل" تحتاج إلى بعض التوضيح قبل أن نتمكن من التوصية بأي من الحجمين. هل يعني ذلك ثلاجة وإضاءة وإنترنت؟ أم يشمل أيضًا الطهي والماء الساخن والتبريد؟ هذا التمييز قد يغيّر النظام المقترح أكثر من عدد غرف العقار.

لتحديد سعة البطارية الشمسية للاستخدام المنزلي، سنطلب بيانات الاستهلاك المسائي أو بيانات العداد الفترية. إجمالي الاستهلاك الشهري للكهرباء نقطة بداية مفيدة، وإن كان يشمل الطلب النهاري الذي قد تغطيه الطاقة الشمسية مباشرة. تحتاج البطارية أساسًا إلى تغطية الفجوة بين التوليد والاستهلاك.

أما تغذية الانقطاع، فسنعمل معك على تحديد الدوائر المشمولة بالتغذية الاحتياطية. إذا كان لا مانع لديك من إيقاف تسخين الماء وبعض معدات المطبخ، فقد تبقى السعة الأصغر عملية. أما إذا كان يجب تشغيل تلك الأجهزة بشكل طبيعي، فعلينا احتسابها من البداية.

من المفيد هنا التمييز بين الطاقة والقدرة. حمل بقدرة 1 kW يعمل لمدة أربع ساعات يستهلك 4 kWh. تخبرنا الكيلوواط بما يجب أن يوفره النظام في لحظة معينة؛ وتخبرنا الكيلوواط-ساعة بمقدار الطاقة التي تتطلبها فترة التشغيل. كلاهما مهم عند تحديد التخزين. [3]

السعة التي سنقترحها لنظامك

في مجموعة KNY لدينا، تبلغ السعة المقدرة للطراز DW-KNY-E-5 نحو 5.12 kWh، بجهد اسمي 51.2 V وسعة 100 Ah. ويوفر الطراز DW-KNY-E-10 سعة 10.24 kWh عند الجهد الاسمي نفسه وبسعة 200 Ah. هذه هي التصنيفات الفعلية وراء الوصفين المألوفين 5 kWh و10 kWh. [1][2]

في عرضنا المقترح، سنميّز بين تلك الطاقة المقدرة والطاقة المتاحة للاستخدام. تعتمد السعة القابلة للاستخدام في البطارية الشمسية على نطاق التشغيل المسموح به. ويصف عمق التفريغ، أو DoD، نسبة ما يتم تفريغه. كما أن الاحتياطي المحتفظ به لانقطاعات الكهرباء قد يقلل الطاقة المتاحة للاستخدام المسائي العادي.

هناك تفصيل آخر سنوضحه: ما إذا كان رقم الطاقة مقيسًا عند البطارية أم عند خرج التيار المتردد. تُفقد الطاقة أثناء التحويل والتشغيل. وإذا كان المورّد يذكر بالفعل طاقة التيار المتردد القابلة للاستخدام، فإن خصم الخسائر نفسها مرة أخرى سيقلل من قيمتها. [3][4]

يدخل التركيب أيضًا في النقاش. يتيح طراز KNY بسعة 5.12 kWh التركيب على الحائط أو على الأرض، بينما الطراز KNY بسعة 10.24 kWh مخصص للتركيب على الأرض. [1][2] وسنحدد معك الموقع المقصود قبل اعتبار أي من الطرازين إضافة قابلة للتبادل لنظام قائم.

كيف نحسب مدة التغذية الاحتياطية

إذا سألت عن المدة التي تدوم فيها بطارية شمسية 5 kWh، فنحن بحاجة إلى متوسط الحمل خلال الساعات المطلوبة. جمع القدرة الاسمية لكل جهاز قد يبالغ في تقدير الطلب المستمر للمعدات التي تعمل بشكل متقطع. وتجاهل ساعات التشغيل يخلق المشكلة المعاكسة.

فيما يلي تقدير محسوب باستخدام تصنيفات طرازينا. لنفترض أن البطارية تبدأ مشحونة بالكامل، وأن 80% من السعة المقدرة يتم تفريغها، وأن 92% من تلك الطاقة المفرغة تصل إلى أحمال التيار المتردد. ولا يوجد شحن شمسي أثناء التفريغ. النسب المئوية هي افتراضات حسابية، وليست مواصفات كفاءة لـ DW أو نتائج اختبار.

على هذا الأساس، يوفر طراز 5.12 kWh نحو 3.77 kWh للأحمال: 5.12 مضروبة في 0.80 و0.92. ويعطي الحساب نفسه نحو 7.54 kWh لطراز 10.24 kWh. وقسمة تلك الأرقام على متوسط الحمل تعطي تقديرات مدة التشغيل التالية.

مدة التغذية الاحتياطية المحسوبة عند متوسطات حمل مختلفة

أمثلة محسوبة فقط. تختلف مدة التشغيل الفعلية باختلاف شحن البداية وحدود التشغيل وتغيرات الحمل ودرجة الحرارة وحالة البطارية وخسائر النظام. كما يجب أن تبقى الأحمال ضمن حدود قدرة البطارية والمحول.

النقطة المفيدة هي مدى سرعة تغير الساعات مع الطلب. عند متوسط 0.5 kW، يعطي الطراز الأصغر نحو 7.5 ساعة في ظل هذه الافتراضات. وعند 2 kW، يعطي نحو 1.9 ساعة. وسنحدد أي هذه المتطلبات يشبه تطبيقك قبل مناقشة التغذية الليلية.

أين نستخدم كل سعة

منزل يحتاج إلى دوائر أساسية طوال الليل

لنأخذ منزلًا افتراضيًا يستهلك فيه كل من الثلاجة وإضاءة مختارة والراوتر والأجهزة الصغيرة في المتوسط 0.35 kW على مدى عشر ساعات. متطلب الطاقة هو 3.5 kWh. هذا تطبيق مفترض، وليس تركيبًا مسجلًا لأحد عملاء DW.

بطارية شمسية 5 kWh للتغذية الاحتياطية المنزلية جديرة بالاعتبار هنا. باستخدام تصنيف 5.12 kWh، يغطي تقديرنا المحسوب الطلب، لكنه يترك هامش طاقة محسوبًا لا يتجاوز نحو 0.27 kWh. وسنكون حذرين بشأن إضافة التبريد أو الوعد بالساعات نفسها بعد تقادم البطارية.

ستعتمد توصيتنا على مدى مرونة تلك الأحمال. إذا كان الهدف مجرد الحفاظ على الأساسيات، فقد يكون التحكم في دوائر التغذية الاحتياطية منطقيًا. أما إذا كانت عشر ساعات حدًا أدنى ثابتًا دون تقليل الطلب، فسنخصص سعة أكبر بدلًا من التصميم على هامش ضيق كهذا.

منزل أو مكتب صغير يستهلك الطاقة لمدة أطول

لنفترض أن متوسط الطلب 1 kW لمدة ثماني ساعات. يتطلب ذلك 8 kWh. وفي ظل الافتراضات نفسها، يوفر طراز 10.24 kWh نحو 7.54 kWh، لذا لن نعتبره مناسبًا بشكل مريح لتلك المهمة.

بالنسبة لبطارية شمسية 10 kWh للاستخدام المنزلي، سنناقش ما إذا كان يمكن تقصير فترة التشغيل، أو نقل بعض الطلب، أو الحاجة إلى تخزين إضافي. وقد يغيّر نطاق تفريغ أكبر معتمد الحساب، لكنه يحتاج إلى تأكيد للنظام المختار.

ينطبق المنطق نفسه على مكتب صغير يبقي معدات مختارة قيد التشغيل بعد الإغلاق. أما أحمال الإنتاج في المصنع فتحتاج إلى تصميم منفصل. ولا ينبغي اقتراح بطارية بمقياس منزلي لتلك الأحمال استنادًا إلى السعة وحدها.

لماذا ننظر إلى المحول قبل إضافة التخزين

إذا كان القلق هو أن مضخة أو ضاغطًا لن يبدأ التشغيل، فسنفحص حدود القدرة قبل التوصية بمزيد من الطاقة المخزنة. فقد تحتفظ البطارية بشحن متبقٍ بينما يكون النظام غير قادر على توفير قدرة البدء المطلوبة.

يذكر الطراز DW-KNY-E-5 لدينا تيارات تفريغ موصى بها وقصوى تبلغ 50 A و100 A. ويذكر الطراز DW-KNY-E-10 قيمتي 100 A و200 A. [1][2] عند الجهد الاسمي 51.2 V، تقابل نقاط التيار الموصى به نحو 2.56 kW و5.12 kW على جانب التيار المستمر. هذه قيم كهربائية محسوبة؛ وليست تصنيفات خرج مضمونة للتيار المتردد.

للتهيئة الفعلية، نحتاج إلى تصنيف خرج المحول وحدود نظام إدارة البطارية وأي مدة اندفاع مسموح بها. لهذا السبب سنطلب طراز المحول الدقيق، خاصة إذا كنت تضيف بطارية إلى معدات مركبة بالفعل.

تشمل توافق المحول مع البطارية الشمسية أيضًا الاتصال. يذكر طرازانا واجهات CAN وRS485 وRS232. [1][2] تطابق اسم الواجهة لا يثبت توافق البروتوكول. يجب أن تدعم البطارية والمحول التركيبة والإعدادات المقصودة.

إذا كنت بحاجة إلى بطارية شمسية لانقطاعات الكهرباء، فأخبرنا بذلك صراحة. تتطلب عملية التغذية الاحتياطية ترتيبات مناسبة للمحول والتبديل تعزل الدوائر المغذاة عن الشبكة. يوضح PNNL هذا المتطلب في إرشاداته بشأن التغذية الاحتياطية بالبطاريات الكهروضوئية. [5] وسنتأكد من تلك القدرة قبل مناقشة ساعات التغذية الاحتياطية.

هل يمكن لنظامك الشمسي إعادة شحن البطارية

قبل التوصية بالسعة الأكبر، سننظر في ما يتبقى من التوليد الشمسي بعد الاستهلاك النهاري. البطارية التي تنهي اليوم مشحونة جزئيًا بانتظام تكون طاقتها المتاحة ليلًا أقل، بغض النظر عن تصنيفها.

للتوضيح، لنفترض أن 2 kW تبقى متاحة للشحن بعد تغذية أحمال المبنى. استبدال 4 kWh يستغرق ساعتين في حساب خالٍ من الخسائر؛ واستبدال 8 kWh يستغرق أربع ساعات. يحتاج الشحن الفعلي إلى طاقة إضافية وقد يستغرق وقتًا أطول مع تغير ضوء الشمس أو انخفاض قدرة الشحن.

لذلك يعتمد شحن البطارية الشمسية من الألواح الشمسية على فائض التوليد في الوقت المناسب. عدد الألواح وحده لا يخبرنا إلا بالقليل. ولمشروعك، سنرغب في فهم الطلب النهاري والموسم الأقل إشراقًا فضلًا عن أفضل أيام الصيف. [3]

يمكن أن يوفر الشحن من الشبكة فرصة أخرى حيث يدعمه النظام وتسمح به القواعد المحلية. وبالنسبة لعقار خارج الشبكة، سنناقش أيضًا أيام التوليد الضعيف ومصدر التغذية الاحتياطي. وزيادة التخزين من فئة سعة إلى الفئة التالية لا تثبت بحد ذاتها تشغيلًا موثوقًا خارج الشبكة. [6]

اختيار السعة للسنوات القادمة

نصيحتنا هي ترك مجال لزيادة صعوبة المهمة. قد يعني ذلك ساعات تبريد أطول، أو معدات إضافية، أو سعة متاحة أقل مع تقادم البطارية. ويعتمد الهامش المناسب على مقدار المرونة المتاحة لديك أثناء انقطاع الكهرباء.

يذكر كلا طرازي KNY 6,000 دورة عند 25°C وعمق تفريغ 80%. [1][2] ونحن نقرن تلك الظروف بالرقم. أما لقرار الشراء، فيجب تأكيد فترة الضمان وشروط السعة المحتفظ بها وأي حدود للإنتاجية بشكل منفصل؛ فرقم الدورات وحده لا يثبتها.

موقع التركيب مهم أيضًا. يحدد كلا الطرازين الشحن عند 0–55°C والتفريغ عند −20–60°C. [1][2] إذا كنت تفكر في موقع غير مدفأ، فسنتحقق من ظروف الشحن هناك. الحد الأدنى لدرجة حرارة التفريغ ليس إذنًا بالشحن عند درجة الحرارة نفسها.

إذا كنت تفضل البدء بحجم أصغر، فسنحدد ترتيبات التوسعة قبل الشراء. يجب الاتفاق على تركيبات البطاريات ودعم المحول ومتطلبات التركيب. فقول "أضف واحدة أخرى لاحقًا" لا يكون نصيحة مفيدة إلا عندما تكون تلك التهيئة اللاحقة مدعومة.

الأسئلة الشائعة

هل تكفي بطارية شمسية 10 kWh لتشغيل منزل

قد تكون كافية لأحمال مختارة أو لفترة مسائية محددة. وسنحتاج إلى استهلاكك والساعات المطلوبة قبل التوصية بها. فالتدفئة أو التبريد المستمر قد يغيّر النتيجة بشكل كبير.

هل يمكن لبطارية 5 kWh تشغيل مكيف هواء

قد يكون ذلك ممكنًا إذا كانت البطارية والمحول يلبيان متطلبات التشغيل والبدء للوحدة. زوّدنا ببيانات الدخل الكهربائي أو الاستهلاك المقيس. فقدرة التبريد ليست هي نفسها قدرة الدخل الكهربائي.

هل يمكن لبطاريتين 5 kWh أن تحلا محل بطارية 10 kWh واحدة

توفر وحدتان متوافقتان بسعة 5.12 kWh طاقة مقدرة 10.24 kWh في ترتيب توازٍ معتمد. وسنظل نؤكد المحول والحماية والتركيب. فالطاقة المخزنة المتساوية لا تجعل كل تهيئة متكافئة.

هل ستوفر البطارية الأكبر مزيدًا من المال

سننظر في مقدار السعة الإضافية التي يمكنك شحنها وتفريغها بشكل مفيد. تحدد التعرفات والواردات الشبكية المستبدلة والتكلفة المركبة النتيجة المالية. فالسعة التي نادرًا ما تُستخدم لا يمكنها ضمان عائد أفضل. [4]

من أين نبدأ في مشروعك

البطارية الشمسية 5 kWh نقطة بداية معقولة لمتطلب طاقة متواضع ومحدد جيدًا. أما البطارية الشمسية 10 kWh فتوفر مجالًا أوسع للاستخدام الأطول، بشرط أن يناسب مصدر الشحن وقدرة النظام تلك المهمة.

أرسل لنا المعدات التي تحتاج إلى تغذيتها وساعات التشغيل وطراز المحول إذا كان مركبًا بالفعل. ومن هناك يمكننا مناقشة تهيئة DW بأساس واضح للسعة. وينبغي أن تكون قادرًا على رؤية سبب ملاءمتها لاستخدامك، بدلًا من أن يُعرض عليك ببساطة الحجم الأكبر التالي.