ما حجم البطارية الشمسية التي أحتاجها？

اليوم نحن الخوض في عملية اختيار الحجم المثالي للبطاريات ، ونوع من البطاريات لتسوية وأكثر من ذلك بكثير. ستكون النقطة المحورية في مناقشتنا هي تحديد حجم حزمة البطارية المناسب الذي تحتاجه.

بدءا من الأساسيات ، نحن نبحث في دمج البطاريات في أنظمة الطاقة الشمسية. في الأساس ، حزمة البطارية عبارة عن مجموعة من البطاريات التي تعمل جنبا إلى جنب ، وتوفر الطاقة في حالة عدم وجود ضوء الشمس. يمكن أن توفر تقنية البطارية المناسبة والحجم المناسب لحزمة البطارية طاقة كافية لاحتياجاتك الكهربائية خلال الفترات غير المشمسة. من بين مجموعة واسعة من تقنيات البطاريات المتاحة ، تستخدم بطاريات الرصاص الحمضية ، بما في ذلك أنواع حمض الرصاص السائل ، بشكل شائع.الغوص مباشرة في الاختلافات - في تخزين الطاقة ، يمكن لبطاريات الليثيوم أيون تخزين أربعة أضعاف طاقة بطاريات الرصاص الحمضية. من حيث كثافة الطاقة ، لا يزال الفوز لبطاريات الليثيوم أيون ، حيث تحمل 150 واط / ساعة لكل كيلوغرام مقارنة بـ 40 واط / ساعة لبطاريات الرصاص الحمضية. لديهم أيضا عمر أطول ، مع دورة حياة ثلاثة أضعاف. ولكن عندما يتعلق الأمر بالطاقة القابلة للاستخدام ، يوصى باستخدام بطاريات الليثيوم أيون لحوالي 85 ٪ بينما تستخدم بطاريات الرصاص الحمضية بنسبة 50٪.

عند مناقشة حزمة البطارية فيما يتعلق بنظام الألواح الشمسية خارج الشبكة ، فإننا نشير بشكل أساسي إلى نظام خارج الشبكة يعتمد على تخزين البطارية لتزويد الكهرباء خلال فترات خالية من ضوء الشمس. على هذا النحو ، من الضروري أن تكون حساباتنا دقيقة لتجنب نقص الطاقة المحتمل. الخطوة الأولى هي تحديد متطلبات استهلاك الطاقة اليومية بدقة. لهذا الحساب ، من الضروري أن تكون مفصلة قدر الإمكان. بينما يمكنك استخدام البيانات التاريخية الموجودة ، من المهم أيضا مراعاة المدة التي تستخدم فيها كل حمل فردي على أساس يومي.

لنأخذ موقفا فريدا كمثال ، لنفترض أنك قررت الانتقال إلى مكان منعزل والعيش في مقصورة خشبية جذابة ، بعيدة بشكل متعامد عن محاور الحضارة الصاخبة. في ظل هذه الظروف ، تصبح بعض المرافق مثل الفريزر ضرورة. إذا كنت سأستخدم مجمدا تقليديا بقدرة 30 وات لهذا الغرض ، فسيؤدي ذلك إلى استهلاك يومي للطاقة يبلغ 720 واط. الجزء التالي من اللغز هو الحمل الثاني-ثلاجة صغيرة. بالاعتماد على سيناريوهات الحياة الواقعية ، قمت بحساب الكيلوواط / ساعة الذي يميل إلى استهلاكه في غضون عام ، وتحويله إلى معدل استهلاك الكهرباء بالساعة ، وأخيرا ضربه في 24 ساعة في اليوم. والنتيجة التي تم الحصول عليها هي الاستهلاك اليومي من 856 واط ساعة. علاوة على ذلك ، من المحتمل أن نرغب في استخدام أشكال مختلفة من الترفيه والأجهزة الإلكترونية. هنا ، لدينا جهاز كمبيوتر محمول نموذجي ، يستهلك حوالي 80 واط عند التشغيل ، وبالنظر إلى أننا نستخدمه لمدة ثلاث ساعات في اليوم ، فإن الطاقة المستهلكة تصل إلى 240 واط / ساعة.

قد تبدو هذه الأرقام ضئيلة ، ولكن عندما تفكر في الضروريات مثل الهاتف المحمول ، الذي يجب شحنه كل ليلة ، فهذا يعني 12 واط / ساعة أخرى في اليوم. على افتراض أن كنت ترغب أيضا في مشاهدة التلفزيون في المساء ، وكنت بحاجة إلى شاشات الكريستال السائل أو تلفزيون ليد ، أو أي متغير آخر. عادة ما تحوم أجهزة التلفزيون الأصغر حول نطاق يتراوح بين 100 و 120 واط. لنفترض أننا نعتبر تلفزيونا بقوة 120 واط يعمل لمدة ساعتين في اليوم ، فنحن ننظر إلى استهلاك 240 واط ساعة. لذلك ، عند تلخيص كل أرقام استخدام الطاقة الفردية هذه ، سيكون لدينا إجمالي استهلاك يومي يبلغ 2068 واط / ساعة.

نصيحتي الشخصية لتحديد عدد أيام الاحتياطي هي استهداف طاقة احتياطية لا تقل عن يومين ، على الرغم من أنه قد تكون هناك ظروف تستدعي وجود مخزن مؤقت أكبر. على سبيل المثال, إذا كنت تقيم في الأماكن التي تحمل غطاء غائم واسعة مثل سياتل, قد ترغب في النظر في وجود فائض من يومين إلى ثلاثة أيام. الآن بعد أن تأكدنا من مقدار الطاقة التي نحتاج إلى حجزها ، نضرب هذا الرقم في استهلاك الطاقة اليومي الذي قمنا بحسابه مسبقا. إذن ، ثلاثة أيام مضروبة في 2068 واط ساعة تعطينا 6204 واط ساعة.

سنطبق الآن قانون أوم لتحويل ساعات الواط التي حسبناها للتو إلى ساعات أمبير. لتحقيق ذلك ، نقسم 6204 واط ساعة على جهد البطارية ؛ في هذه الحالة ، سوف نستخدم 48 فولت مما ينتج عنه إجمالي 129.25 أمبير ساعة - السعة التراكمية لحزمة البطارية لدينا. ولكن هذا هو التحذير ، ربما أكون قد أفرطت في تبسيط التفسير حتى الآن. في الواقع ، الرقم الذي قمنا بحسابه هو الطاقة التي نحتاجها يوميا ، وعلى الرغم من أن الحسابات هي بالتأكيد موضعية ، نظرا لآليات العمل الداخلية للبطاريات ، وخاصة بطاريات الرصاص الحمضية ، إذا حددت هذا المسار ، فلا يمكن تصريفها أكثر من 50 ٪ دون التسبب في تأثير على عمر البطارية.

على هذا النحو ، نحتاج إلى مراعاة مستوى التفريغ بنسبة 50 ٪ ، وهو جانب يميل بشدة إلى طول عمر نظام تخزين البطارية. إذا قررت استنفاد بطارياتك بشكل روتيني إلى 50 ٪ ، فمن غير المرجح أن يكون طول عمرها مثيرا للإعجاب. ومع ذلك ، مع أبعاد حزمة البطارية المناسبة ، فإن تحويل البطاريات إلى تفريغ بنسبة 25 ٪ يجب أن يعزز عمرها الافتراضي لاحقا.