كيفية اختيار الحجم المناسب لنظام الطاقة الشمسية لمنزلك

هل تعبت من فواتير الكهرباء المرتفعة للغاية؟ هل تريد إنشاء مصدر طاقة احتياطية موثوق به لعائلتك؟ أنظمة الطاقة الشمسية هي بالفعل خيار رائع. ولكن إليك السؤال الرئيسي: ما حجم النظام الذي تحتاجه بالفعل؟

إن اختيار نظام الطاقة الشمسية يشبه شراء الملابس - فالنظام الكبير جداً يهدر المال، والصغير جداً لا يلبي احتياجاتك. فالنظام ذو الحجم المناسب لا يلبي احتياجات منزلك من الطاقة فحسب، بل يضمن أيضاً أن استثمارك يؤتي ثماره.

سيرشدك هذا الدليل إلى كيفية حساب حجم النظام الشمسي المثالي لمنزلك، بما في ذلك الألواح الشمسية والبطاريات ووحدات التحكم في الشحن والعاكسات. لا تقلق - سنشرح لك هذه الحسابات التي تبدو معقدة بأبسط طريقة ممكنة.

الخطوة 1: احسب كمية الكهرباء التي يستخدمها منزلك يومياً

هذه هي الخطوة الأكثر أهمية - فهم الاستهلاك الفعلي للطاقة في منزلك.

1.1 ضع قائمة بجميع أجهزتك الكهربائية

أحضر ورقة واكتب كل جهاز تخطط لتشغيله بالطاقة الشمسية:

• تركيبات الإضاءة
• ثلاجة
• التلفزيون
• الحاسب الآلي
• مراوح أو مكيف هواء
• الغسالة
• الأجهزة الأخرى المستخدمة بشكل متكرر

1.2 البحث عن تصنيف طاقة كل جهاز

يحتوي كل جهاز على ملصق يوضح استهلاكه للطاقة (مكتوب عليه "W" للواط). إذا لم تتمكن من العثور عليه، تحقق من الدليل أو ابحث على الإنترنت عن رقم الطراز.

1.3 تقدير ساعات الاستخدام اليومي

كن صادقاً بشأن مدة تشغيل كل جهاز يومياً. على سبيل المثال:

• أضواء غرفة المعيشة 5 ساعات في اليوم
• الثلاجة: على الرغم من أنها موصولة بالكهرباء 24/7، إلا أن الضاغط يعمل فعلياً حوالي 8 ساعات
• التلفاز: 3 ساعات يومياً

1.4 حساب الاستهلاك اليومي للطاقة لكل جهاز

استخدم هذه الصيغة البسيطة:

طاقة الجهاز (W) × ساعات الاستخدام اليومي = الاستهلاك اليومي للطاقة (Wh)

1.5 حساب إجمالي استهلاك الطاقة

اجمع استهلاك جميع الأجهزة اليومي من الطاقة لتحصل على إجمالي احتياجات منزلك اليومية من الكهرباء.

مثال على ذلك:

• الإضاءة (20 وات × 5 ساعات) = 100 وات/ساعة
• ثلاجة (150 واط × 8 ساعات) = 1,200 واط/ساعة  
• التلفاز (100 واط × 3 ساعات) = 300 واط/ساعة
• الإجمالي = 1,600 واط/ساعة/اليوم

الخطوة 2: فهم ظروف ضوء الشمس المحلية الخاصة بك

نحتاج هنا إلى تقديم مفهوم مهم: ساعات الذروة الشمسية (PSH).

2.1 ما هي ساعات ذروة الشمس؟

ببساطة، لا يشير هذا ببساطة إلى عدد ساعات النهار لديك، بل يشير إلى الساعات المكافئة التي يمكن للألواح الشمسية فيها توليد الكهرباء بكفاءة.

على سبيل المثال، قد يكون في منطقتك 10 ساعات من ضوء النهار، ولكن نظراً لضعف شمس الصباح والمساء، قد تكون ساعات الذروة الفعلية للشمس من 4 إلى 6 ساعات فقط.

2.2 لماذا هذا مهم

كلما قل عدد ساعات ذروة أشعة الشمس لديك، كلما احتجت إلى المزيد من الألواح الشمسية لتوليد نفس الكمية من الكهرباء.

2.3 كيفية العثور على بياناتك المحلية

يمكنك الحصول على هذه المعلومات من خلال:

• استشارة دوائر الأرصاد الجوية المحلية
• استخدام خرائط الموارد الشمسية عبر الإنترنت
• سؤال مُركِّبي الطاقة الشمسية المحليين

2.4 اختيار القيم المحافظة

نوصي باستخدام أقل ساعات ذروة الشمس السنوية للحسابات، مما يضمن عمل نظامك بشكل صحيح حتى خلال فصل الشتاء أو الأشهر التي يتكرر فيها الطقس الغائم.

الخطوة 3: حدد عدد الألواح الشمسية التي تحتاجها

يمكننا الآن حساب القوة الكهربائية المطلوبة لمصفوفة الألواح الشمسية الخاصة بك.

3.1 الحساب الأساسي 3.1 الحساب الأساسي

استخدم هذه الصيغة:

إجمالي الاستهلاك اليومي للطاقة (Wh) ÷ ساعات الذروة الشمسية (PSH) = القوة الكهربائية النظرية اللازمة للألواح الشمسية (W)

استكمالاً لمثالنا:

1,600 واط/ساعة ÷ 4 PSH = 400 واط (نظرياً)

3.2 حساب الخسائر في العالم الحقيقي

في الواقع، تتعرض أنظمة الطاقة الشمسية لـ 15%-25% لفقدان الطاقة بسبب:

• مقاومة الأسلاك
• الغبار على أسطح الألواح الشمسية
• تأثيرات درجة الحرارة
• تقادم المعدات، إلخ.

لذا أضف 25% إلى القيمة النظرية:

400 W × 1.25 = 500 واط (الاحتياجات الفعلية)

3.3 اختيار عدد الألواح الشمسية

بافتراض أنك اخترت ألواح شمسية بقدرة 100 واط:

500 واط ÷ 100 واط/لوحة = تحتاج إلى 5 ألواح شمسية

الخطوة 4: حساب سعة البطارية (لأنظمة تخزين الطاقة)

إذا كنت تريد طاقة احتياطية أو استقلالاً كاملاً للشبكة، فستحتاج إلى بطاريات لتخزين الطاقة الكهربائية.

4.1 لماذا تحتاج إلى بطاريات؟

تقوم البطاريات بتخزين الطاقة الزائدة التي تولدها الألواح الشمسية أثناء النهار لاستخدامها في الليل أو في الأيام الغائمة.

4.2 حساب متطلبات البطارية الأساسية

استخدم هذه الصيغة:

إجمالي الاستهلاك اليومي للطاقة (Wh) ÷ جهد بنك البطارية (V) = الأمبير-ساعة اليومية المطلوبة (Ah)

الفولتية الشائعة لبنك البطاريات هي 12 فولت أو 24 فولت أو 48 فولت.

مثال على ذلك: 1,600 واط ساعة ÷ 12 فولت = 133 أمبير (لنظام 12 فولت)

4.3 النظر في أيام النسخ الاحتياطي

كم عدد الأيام التي تريدها للبطاريات للحفاظ على منزلك بدون ضوء الشمس؟ بشكل عام، يوصى بـ 1-3 أيام.

لمدة يومين احتياطياً 133 آه × 2 يوم = 267 آه

4.4 مراعاة عمق تفريغ البطارية

لإطالة عمر البطارية، يجب ألا تستنزف البطاريات بالكامل:

• بطاريات الرصاص الحمضية: يوصى باستخدام سعة 50% فقط
• بطاريات الليثيوم: يمكن استخدام سعة 80%-90% من السعة
• مثال حمض الرصاص الحمضي: 267 آه ÷ 0.5 = 534 آه السعة الإجمالية
• مثال الليثيوم: 267 آه ÷ 0.8 = السعة الإجمالية 334 آه

4.5 تحديد كمية البطارية وتكوينها

بناءً على سعة البطارية الفردية والجهد، احسب عدد البطاريات التي تحتاجها وكيفية توصيلها.

الخطوة 5: اختر وحدة تحكم بالشحن

وحدة التحكم في الشحن هي "المدير" بين الألواح الشمسية والبطاريات، مما يمنع الشحن الزائد أو التفريغ الزائد.

5.1 دور المراقب المالي

يضمن الشحن الآمن للبطارية ويطيل عمر البطارية ويحسن كفاءة الشحن.

5.2 المعلمات الرئيسية

السعة الحالية: يجب أن تتجاوز السعة الحالية لوحدة التحكم الحد الأقصى لتيار مصفوفة الألواح الشمسية.

المعادلة: تيار وحدة التحكم (أمبير) ≥ إجمالي تيار الدائرة القصيرة للوحة الشمسية (أمبير) × 1.25

مطابقة الجهد: يجب أن يتطابق الجهد المقنن لوحدة التحكم مع جهد البطارية (12 فولت أو 24 فولت أو 48 فولت).

5.3 وحدات التحكم PWM مقابل وحدات التحكم MPPT

• وحدات تحكم PWM: أقل تكلفة، ومناسبة للأنظمة الصغيرة والبسيطة
• وحدات التحكم MPPT: كفاءة أعلى (خاصة في الطقس البارد)، يمكن أن تحصد المزيد من الطاقة من الألواح، ولكنها أكثر تكلفة

بالنسبة للأنظمة الأكبر، عادةً ما تكون MPPT هي الخيار الأفضل.

الخطوة 6: اختر عاكساً

يقوم العاكس بتحويل كهرباء التيار المستمر المخزنة في البطاريات إلى كهرباء تيار متردد تحتاجها الأجهزة المنزلية.

6.1 دور العاكس

لتوفير الطاقة لأجهزة التكييف الخاصة بك.

6.2 المعلمات الرئيسية

طاقة الإخراج المستمر: يجب أن تتجاوز الطاقة الإجمالية لجميع الأجهزة التي قد تقوم بتشغيلها في وقت واحد، مع التوصية بـ 20-25% مخزن مؤقت 20-25%.

طاقة بدء التشغيل (طاقة بدء التشغيل (Surge Power): تتطلب بعض الأجهزة (مثل الثلاجات والمضخات) طاقة أعلى بكثير لبدء التشغيل مقارنة بالتشغيل العادي. يجب أن يوفر العاكس هذه الطاقة العالية اللحظية.

6.3 تحديد مواصفات العاكس

1. قائمة بجميع أجهزة التيار المتردد وتصنيفات طاقتها

2. تحديد الطاقة الإجمالية القصوى للأجهزة التي قد تعمل في نفس الوقت

3. حدد الجهاز الذي يتمتع بأعلى طاقة لبدء التشغيل

4. اختر العاكس الذي يلبي كلا الشرطين

6.4 مطابقة الجهد 6.4

يجب أن يتطابق جهد مدخلات التيار المستمر للعاكس مع جهد البطارية تماماً.

الخاتمة

يعد الحساب الصحيح لحجم النظام الشمسي أمرًا أساسيًا لبناء نظام طاقة شمسية فعال وموثوق واقتصادي. في حين أن عملية الحساب قد تبدو معقدة، فإن اتباع هذه الخطوات واحدة تلو الأخرى سيساعدك على تصميم النظام الشمسي الأنسب لمنزلك.

تذكّر أن الحسابات الدقيقة المسبقة ستحقق لك عوائد مستقرة طويلة الأجل واستقلالاً حقيقياً في مجال الطاقة.

إذا واجهتك صعوبات أثناء العمليات الحسابية أو كانت لديك أسئلة حول تطبيقات معينة، يمكنك اتصل بنا عبر البريد الإلكتروني للاستفسار عن حلول التركيب، وسنوفر لك حلولاً احترافية.

الأسئلة الشائعة