محددات تصميم بطاريات الطاقة الشمسية

نستكمل اليوم ال checklist الخاص بتصميم البطاريات للنظم المنفصلة عن الشبكة بالمحدد رقم 3 من محددات التصميم التي نتحدث عنها في 4 منشورات, حيث اوضحنا
و عند تحديد حجم البطاريات النهائي للنظام يتم اختيار اكبر قيمة من الأربع محددات لتتحقق بذلك جميع شروط التصميم السليم.

1. الحد الأدني لعدد البطاريات طبقا لعدد الألواح (اقصي معدل شحن)
2. الحد الأدني لعدد للبطاريات طبقا لقدرة الأنفرتر (اقصي معدل تفريغ) .
3. تحديد الحد الأدني للبطاريات طبقا للأحمال الليلية.

تحديد الحد الأدني للبطاريات طبفا للأحمال الليلية يتم اتباع اخوات الأتية:

الخطوة الأولي/ تحديد السعة التخزينية المطلوبة:

هذه الخطوة السهلة يعلمها الجميع و هي عبارة عن تجميع مجموع الأحمال في عدد ساعات الشغيل لكل حمل. مثال:
تلفويون 150 وات 5 ساعات = 750 وات
10 لمبات 12 وات 5 ساعات = 600 وات
ثلاجة 150 وات 12 ساعة = 1800 وات
2 مروحة 100 وات 6 ساعات = 1200 وات
اجمالي الأحمال = 4350 وات

الخطوة الثانية/ تحديد السعة التخزينية للبطاريات بناء معدل التفريغ

1- كما في الصورة يتضح ان السعة التخزينة للبطاريات ليست قيمة ثابتة كما يعتقد البعض, هي قيمة متغيرة علي حسب معدل التفريغ!

2- مثلا عندما نقول علي بطارية 200 امبير ان قدرتها التخزينية = 200 * 12 = 2400 وات ……. هذا صحيح فقط عند تفريغ البطارية في 20 ساعة بمعدل 120 وات فقط في الساعة.
3- اما عند التفريغ في 10 ساعات تكون السعة التخزينية 95% فقط من السعة الأسمية للبطارية
4- و عند تفريغها في 5 ساعات تنخفض هذه القيمة الي 87% فقط
5- تقل هذه السعة الي 50% فقط عند تفريغ البطاريات في ساعة واحدة فقط و لكننا اساسا لن نسمح بالوصول الي هذه القيمة المدمرة لعمر البطارية في التصميم باستخدام المحدد رقم 2 و هو اقصي معدل تغريغ = 5 ساعات اعتمادا علي قدرة الأنفرتر و ليس
الأحمال الأفتراضية علي الورق ….. كما تم شرحة في البوست السابق
و يجب برمجة الأنفرتر ليفصل عند وصول عمق التفريغ الي 50% بخاصية cut off low voltage الموجودة في اي انفرتر حديث. , و ليس مهم ان تنقطع الكهرباء عن المستهلك حال تجاوز الأحمال التصميمية, فيمكنه ان يزيد عدد البطاريات ان اراد توصيل احمال اضافية عن المتفق عليه… المهم هو الحفاظ علي عمر البطاريات حتي تتفادي اي مشاكل في الضمان و تحافظ علي سمعتك في السوق

في مثالنا الأحمال مدتها المتوسطة حوالي 6 ساعات اي البطاريات سعتها الفعلية 90% من السعة الأسمية ….. و بالتالي البطارية ال200 امبير سعتها 2160 وات فقط!
……………….
الخطوة الثالثة / تحديد عمق التغريغ:
في جميع الحالات يجب ان لأ يزيد عمق تفريغ البطارية DOD عن 50% من سعتها التخزينية للحفاظ علي عمر البطارية كما في الصورة رقم 2.
و بذلك في مثالنا تصبح كمية الطاقة المسموح باستخراجها من البطارية الواحدة ال200 امبير = 2160 * 0.5 = 1080 وات
………………..
الخطوة الرابعة / تحديد الحد الأدني لعدد البطاريات طبقا للأحمال الليلية
بسهولة و يسر يكون عدد البطاريات المطلوب = 4350 /1080 = 4 بطاريات قدرة 200 امبير.