النصر للطاقة الشمسية

معادلات الكهرباء

معادلات الكهرباء الأساسية المستحدمة في الأنظمة الشمسية بسيطة و سهلة الفهم و تستخدم في الحالات الأتية:

  1. حساب الوات (P) – التيار بالأمبير (I) – الجهد بالفولت (V) – المقاومة بالأوم (R).
  2. التحويل بين وحدات قياس الطاقة المختلفة مثل الوات و الحصان
  3. حساب الطاقة بالوات لأنواع الوقود المختلفة مثل الديزل و البنزين و الغاز
  1. قانون أوم

    يستخدم في دوائر التيار المستمر DC فقط لحساب قيم التيار و الجهد و القدرة في نظام الخلايا الشمسية:
    في دوائر التيار المتردد يجب تصحيح معامل القدرة الكهربائية power factor

    • من الألواح الشمسية الي منظم الشحن
    • من منظم الشحن الي البطاريات
    • من البطاريات الي الانفرتر

    

    ادخل قيمتين فقط لحساب باقي القيم
    فولـت V
    امبير A
    وات W
    اوم Ω
    ارسال لحساب
     معادلات الكهرباء

    معادلات الكهرباء

    أطلق عليه هذا الاسم نسبة إلى واضعه الفيزيائي الألماني “جورج سيمون أوم”.
    فقد أجرى أوم تجارب لقياس فرق الجهد الكهربائي المطبق على دوائر كهربائية بسيطة وشدة التيار الكهربائي المار فيها، مع تغيير طول السلك المستخدم فيها.
    واستنتج بعض المعادلات المعقدة والتي جرى تعديلها حتى وصلت لصورتها البسيطة المبينة لاحقا.
    وينص هذا القانون على أن فرق الجهد الكهربائي بين طرفي ناقل معدني يتناسب طرديا مع شدة التيار الكهربائي المار فيه.
    P = VI حيث
    P هي القدرة وات
    V هي فرق الجهد على طرفي المقاومة فولت
    I هي التيار المار بالمقاومة أمبيريتم تعريف النسبة الثابتة بين فرق الجهد وشدة التيار بالمقاومة الكهربائية ويرمز إليها بالحرف R
    ويلاحظ أن المقاومة R ثابتة ولا تتغير بتغير فرق الجهد،
    ويعبر عن هذا المبدأ من خلال المعادلة التالية:
    R= V/I كما يمكن التعبير عن نفس المعادلة بصيغة أخرى: : V = IR
    حيث:
    V هي فرق الجهد الكهربائي بين طرفي الناقل المعدني (المقاومة) ويقاس بوحدة تسمى بالفولت، ويرمز له بالرمز(V).
    I هي شدة التيار الكهرباني المار في الناقل ويقاس بوحدة تسمى بالأمبير، ويرمز له بالرمز (A).
    R هي مقاومة الناقل للتيار وتقاس بوحدة تسمى بالأوم، ويرمز لها بالرمز (Ω).

  2. تحويل حصان إلى وات

    العديد من المواتير الكهريائية مثل التكييف و موتور المياه تأتي مكتوب عليها القدرة بالحصان.
    من اهم معادلات الكهرباء المستخدمة عند وجود مواتير هو تحويل الحصان لوحدة الوات لحساب الأحمال علي النظام الشمسي
    الحصان = 745.7 وات

    

    ادخل قيمة واحدة فقط لحساب القيمة الأخري
    KWatt
    Hp
    ارسال لحساب
  3. حساب الأمبير للتيار المتردد

    عند حساب احمال التيار المتردد علي الأنفرتر يجب ادخال معامل القدرة الكهربائية Power Factor للمواتير.
    في حالة فازة واحدة المعادلة:- I = P / PF × V
    في حالة 3 فازات المعادلة:- I = P / √3 x PF × V
    I هي شدة التيار الكهرباني – P هي القدرة وات – V هي فرق الجهد ( 220 فولت للتيار الأحادي و 380 فولت لل3 فاز) – PF هو معامل القدرة
    و للأسف الشديد الكثير من الناس يغفل معادلات الكهرباء الخاصة بالتيار المتردد و يستخدم معادلة وام للتيار المستمر دون ادخال معامل القدرة الكهربائية.
    هذا يسبب اخطاء جسيمة عند حساب قدرة الأنفرتر المطلوب خاصة في حالة وجود محركات مثل التكييفات او الطلمبات في الأحمال
    

    ادخل القيم لحساب التيار بالأمبير
    ارسال لحساب التيار
    نتائج المخلات : التيار 15.58 امبير
جدول معامل القدرة الكهربائية PF :
نوع الحمل الأجهزة الكهربائية PF عند بداية التشغيل – الأقلاع PF اثناء التشغيل
المحركات الحثية Inductive Load تكييف, ثلاجة, موتور مياه, غسالة 0.3

و هذا يفسر سبب شدة التيار عند بداية تشغيل التكييفات الذي يصل الي حوالي 3 اضعاف التيار عند التشغيل.
0.8
الأجهزة الألكترونية التي تحتوي علي مكثفات Electronics تلفزيون, رسيفر, كمبيوتر, استريو, لمبات فلورسنت 0.4 0.85
دوائر التسخين – Resistive Load لمبات عادية, سخان, فرن كهرائي, مكوة 1

هذا النوع لأ يسبب احمال تيار اضافية عند بدء التشغيل
1

مثال لأستخدام معامل القدرة الكهربائية في حساب التيار

الطاقة التي يستهلكها تكييف 2 حصان= 746*2 = 1492 وات
التكييف يعمل على جهد المنازل ( الخارج من الانفرتر ) و قيمتة 220 فولت
معامل القدرة الكهربائية للكمبرسور عند بدء التشغيل = 0.35
معامل القدرة الكهربائية للكمبرسور اثناء التشغيل = 0.80
التيار عند بدء التشغيل = 1492/(0.35*220) = 19.38 امبير
التيار اثناء التشغيل = 1492/(0.80*220) = 8.48 امبير

تحويل القدرة الحقيقة (KW) الي القدرة الظاهرة

القدرة الظاهرة (KVA) = القدرة الحقيقة (KW) مقسومة علي معامل القدرة PF
تستخدم هذه المعادلة في انظمة الطاقة الشمسية عند الحاجة الي حساب قدرة النفرتر المطلوبة لتشغيل المحركات الحثية مثل التكييفات او مضخات المياه.
تتم الحسابات علي اساس معامل القدرة عند بداية تشغيل المحرك.


ادخل القدرة الحقيقية و معامل القوي
ارسال لحساب القدرة الظاهرة
القدرة الظاهرة: 6000 VA فولت امبير

مثال لحساب القدرة الظاهرة

طلبمة مياه بقدرة 2 حصان تعمل علي جهد 220 فولت
معامل القدرة الكهربائية للطلمبة عند بدء التشغيل = 0.3
ما هي قدرة الانفرتر المطلوب لههذه الطلمبة؟
اولآ يتم تحول الحصان الي وات كما سبق توضبحة
القدرة بالوات = 2 * 0.747 = 1494 وات
القدرة الظاهرة=1494/ 0.3 = 4980 فولت امبير
يجب توصيل انفرتر قدرته 5000VA لتشغيل هذه الطلمبة
و عدم حساب القدرة الظاهرة و الأكتفاء بتوصيل انفرتر قدرته 1500 وات مثلأ هو خطاء فادح يقع فيه الكثير من الغير مختصين
فيجب التأكيد ان الأنفرتر المستخدم يدعم قدرة ظاهرة قصوي Surge Power لا تقل عن 5000VA.

تحويل طاقة الوقود الي الوات

في الكثير من الأحيان يكون المستخدم علي علم بكميات الوقود الذي يستهلكها في اليوم, دون معرفة المكافيء لها بالوات
في هذه الحالة يجب تحويل كميات الوقود المستهلكة الي الوات لمعرفة الأحمال الواقعة علي النظام الشمسي
يتم هذا التحويل طبقا للمعادلات الأتية:

الطاقة الكامنة في انواع الوقود المختلفة
نوع الوقودالكميةالطاقة بالكيلو وات
بنزين1 لتر11.4
ديزل1 لتر11.1
غاز طبيعي1 متر مكعب10.8
فحم1 كيلو جرام10.3

مثال: مزارع لديه سخان غاز طبيعي لزوم تدفئة مزرعة دواجن
اقصي استهلاك شهري في ديسمبر = 120 متر مكعب من الغاز
استهلاكة بالكيلو وات في شهر ديسمبر = 120 * 10.8 = 1296 كيلو وات
الأستهلاك اليومي للكهرباء = 1296 /31 = 41.8 كيلو وات في اليوم
لتحويل هذه المزرعة للعمل بالطاقة الشمسية يجب توفير نظام شمسي يقوم بتوليد 42 كيلو وات في اليوم خلال شهر ديسمبر.
طبعا يمكن عمل الحسابات علي اساس ضرب قدرة السخان * عدد ساعات الأستخدام
و لكن في كثير من الأحيان المستخدم لأ يعرف بالظبط عدد ساعات الأستخدام الفعلي و قد تكون البيانات غير دقيقة.
في هذه الحالات اللجوء الي بيانات فاتورة الغاز الطبيعي مثلآ تكون اكثر دقة من تخمين عدد ساعات الأستخدام.

stamp©جميع الحقوق محفوظة
- النصر للطاقة الشمسية
- 126 حي 3/4 التجمع الخامس , مصر
- تليفون: 01117777488