كيفية بناء نظام شمسي خارج الشبكة في 6 خطوات فقط

هناك العديد من الأنواع المختلفة لأنظمة الطاقة الشمسية بما في ذلك الطاقة الشمسية المربوطة بالشبكة والهجينة وغير المتصلة بالشبكة.من بين الخيارات الثلاثة الرئيسية للطاقة الشمسية ، فإن الطاقة الشمسية خارج الشبكة هي إلى حد بعيد أكثر الأنظمة استقلالية.

كان تركيب نظام شمسي خارج الشبكة مفهومًا هامشيًا في يوم من الأيام نظرًا لمتطلبات المساحة الكبيرة والتكاليف الباهظة.لكن التقدم في تكنولوجيا الطاقة الشمسية على مدى العقد الماضي جعل المعدات الشمسية أكثر كفاءة وأقل تكلفة ، مما ساعد على دفعها إلى التيار الرئيسي.أصبح من الشائع الآن رؤية عربات سكن متنقلة وكابينة ريفية تعمل بالكامل بواسطة أنظمة شمسية خارج الشبكة.لحسن الحظ ، قمنا بتغطيتك عندما يتعلق الأمر بتصميم نظام الطاقة خارج الشبكة من البداية ، بما في ذلك تحديد احتياجاتك من الطاقة ، وحجم نظام الطاقة الشمسية والبطارية والمكونات الإضافية التي ستحتاجها.ألقِ نظرة أدناه لمعرفة الخطوات الست التي يمكنك اتخاذها لتعزيز نمط حياتك المكتفي ذاتيًا اليوم.

ما هو النظام الشمسي خارج الشبكة؟

النظام الشمسي خارج الشبكة هو نظام طاقة كهربائية قائم بذاته يستخدم الطاقة الشمسية كمورد له.

● النظام الشمسي خارج الشبكة غير متصل بالمرافق العامة الرئيسية (خاصة شبكة الكهرباء).

● تقوم بتوليد الكهرباء بالتيار المستمر من الألواح الشمسية وتخزينها باستخدام البطاريات.

● يقوم بتشغيل الأجهزة المنزلية عن طريق تحويل كهرباء التيار المستمر المخزنة إلى تيار متردد باستخدام محول خارج الشبكة.

علاوة على ذلك ، سنقدم لك شرحًا بسيطًا لماهية نظام الطاقة الشمسية خارج الشبكة.تتحدث بعض المقالات والكتب عن هذا الموضوع ولكنها قد تكون مربكة في بعض الأحيان.الهدف الرئيسي هو منحك بداية قوية لمشروع النظام الشمسي خارج الشبكة.

مخططات نموذجية للنظام الشمسي خارج الشبكة

هنا ، سترى رسمين تخطيطيين للأسلاك لنظام شمسي نموذجي خارج الشبكة.بالمناسبة ، مخطط الأسلاك هو تصوير بسيط لكيفية توصيل كل مكون من مكونات النظام.عادةً ما يشتمل نظام الطاقة الشمسية خارج الشبكة على وحدات شمسية وكابلات تيار مستمر وبطارية وجهاز تحكم في الشحن وعاكس بطارية.

مفصلة أدناه 6 خطوات لجعلك تتحرك نحو الحياة الشمسية خارج الشبكة.

الخطوة رقم 1: حدد مقدار الطاقة والقوة القصوى التي ستحتاجها

على الرغم من أن العديد من الأشخاص غالبًا ما يتخطون هذه الخطوة وينتقلون مباشرة إلى شراء نظام التخزين الشمسي الإضافي خارج الشبكة ، إلا أن هذه إحدى أهم الخطوات التي يمكنك اتخاذها لضمان عدم إهدار أموالك على نظام كبير الحجم أو إنهاء مع نظام غير قادر على تلبية احتياجاتك من الطاقة بشكل كافٍ.من أجل تحديد احتياجاتك من الطاقة بشكل صحيح ، ستحتاج إلى استخدام آلة حاسبة للقرض أو العمل مباشرة مع ممثل من BSLBATT.أدخل كل جهاز أو عنصر ستشغله بنظام الطاقة الخاص بك ، وعدد مرات استخدامه في اليوم ، بالإضافة إلى المواصفات ذات الصلة للعنصر.ابذل قصارى جهدك لتذكر كل عنصر ستستخدمه مع نظام الطاقة الخاص بك ، حيث إن التعديلات الصغيرة على ما يبدو لحساب الحمل الخاص بك يمكن أن ينتهي بها الأمر إلى إحداث تأثير كبير.

إذا كنت تفضل إجراء هذا الحساب يدويًا بنفسك ، فلاحظ أن كل جهاز إلكتروني سيشير إلى الحمل الكهربائي الذي يرسمه على ملصقه أو عبوته.إن معرفة متطلبات الطاقة الفردية لأجهزتك أو أجهزتك أمر ضروري في هذه المرحلة.من المفيد أن تقوم بإدراج جميع أجهزتك مع متطلبات الطاقة المقابلة لها في واتس.قد ترى هذا عادة على لوحات أسماء المعلومات الخاصة بهم.هذه خطوة حاسمة للقيام بها حتى لا تقصر أو تزيد من سعة نظامك الشمسي خارج الشبكة.

قبل اختيار المكونات ، عليك حساب استهلاكك للطاقة.كم من الوقت تخطط لتشغيل أجهزتك في ساعات؟ما هي متطلبات التحميل الفردي لأجهزتك بالواط؟لحساب استهلاك الطاقة بالواط / ساعة ، ما عليك سوى الإجابة على الأسئلة وضرب كل حمل (واتس) في الوقت (بالساعات) الذي يحتاجون إليه للتشغيل.

بمجرد استهداف الأحمال ، احسب تصنيف الطاقة لكل حمل على النحو التالي:

لاحظ تصنيف الطاقة المحدد على الأحمال (الأجهزة المتصلة مثل التلفزيون والمراوح وما إلى ذلك) بالواط

لاحظ وقت تشغيل كل حمل بالساعات

احسب استهلاك الطاقة وفقًا للصيغة أدناه (ضع في الاعتبار حوالي 25٪ كعامل فقد للطاقة)

الطاقة (وات-ساعة) = الطاقة (وات) × المدة (ساعات)

حصر الطاقة المستهلكة اليومية بكل الأحمال

قم بتدوين جميع تقييمات الأجهزة المستهدفة واستهلاك الطاقة كما هو موضح أدناه:

يمكن للمرء أيضًا التحقق من فواتير الكهرباء السابقة ويمكن اعتبار أن الأعلى على الإطلاق هو استهلاك الطاقة المطلوب لتصميم نظام الطاقة الشمسية.

باتباع الخطوات المذكورة أعلاه لجميع أحمال التيار المتردد التي حسبناها:

الطاقة = 380 واط

الطاقة المحسوبة = 2170 وات / ساعة

إجمالي الطاقة (أضف 25٪ كعامل فقد طاقة) = 2170 * 1.25

= 2712.5 واط

سيتم تصميم نظام الطاقة الشمسية من خلال مراعاة التصنيفات المذكورة أعلاه.

الخطوة رقم 2: حدد عدد البطاريات التي ستحتاجها

بعد تحديد مقدار الطاقة والحد الأقصى من التيار أو الطاقة التي تحتاجها ، ستحتاج إلى معرفة عدد البطاريات التي تحتاجها لتخزين كل هذه الطاقة بشكل صحيح بالإضافة إلى تلبية احتياجات الطاقة والاحتياجات الحالية.أثناء هذه العملية ، تأكد من طرح أسئلة على نفسك مثل ما إذا كنت تحتاج فقط إلى مساحة تخزين كافية ليوم أو يومين ، أو إذا كنت بحاجة إلى مساحة تخزين كافية لمدة ثلاثة أيام أو أكثر ؛ما إذا كنت ستقوم بدمج مصدر طاقة آخر ، مثل توربينات الرياح أو المولد ، لاستخدامه خلال الأيام الملبدة بالغيوم المتتالية ؛وما إذا كنت ستقوم بتخزين البطاريات في غرفة دافئة أو في مكان بارد.غالبًا ما يتم تصنيف البطاريات للتخزين في درجات حرارة أعلى لأنه في درجات الحرارة الباردة ، تتضاءل قدرة البطارية على توفير طاقة كافية.لذلك ، كلما كانت الغرفة أكثر برودة ، زاد حجم بنك البطارية الذي تحتاجه.على سبيل المثال ، في درجات الحرارة الأقل من درجة التجمد ، قد تحتاج إلى سعة بطارية أكبر بنسبة تزيد عن 50 بالمائة.لاحظ أن هناك القليل شركات البطاريات التي تقدم بطارية مصممة خصيصًا لدرجات حرارة أقل من درجة التجمد .تؤثر العوامل مثل تلك المذكورة أعلاه على حجم بنك البطارية وتكلفته.

هناك عامل إضافي يجب مراعاته وهو أن بطاريات الرصاص الحمضية لا يمكن تفريغها إلا بنسبة تصل إلى 50 في المائة دون أن تتعرض للتلف ، على عكس بطاريات الليثيوم - خاصةً بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم ، والتي يمكن تفريغها بأمان حتى 100 بالمائة.لهذا السبب، تعد بطاريات الليثيوم خيارًا مثاليًا لأنظمة الطاقة خارج الشبكة ، والتي تتطلب غالبًا القدرة على التفريغ بعمق أكبر. سيتعين عليك أيضًا شراء ضعف عدد بطاريات الرصاص الحمضية مقارنة ببطاريات الليثيوم فقط للوصول إلى نفس السعة القابلة للاستخدام ، بعد أخذ عمق التفريغ ومعدلات الشحن ومعدلات الكفاءة في الاعتبار.

بعد مراعاة هذه الاعتبارات ، ستحتاج بعد ذلك إلى تحديد بنك بطارية الجهد الذي تحتاجه ، بدءًا من 12 فولت إلى 24 فولت إلى 48 فولت.بشكل عام ، كلما زاد حجم نظام الطاقة ، زادت احتمالية احتياجك لبنك بطارية عالي الجهد من أجل الحفاظ على عدد السلاسل المتوازية عند الحد الأدنى وتقليل كمية التيار بين العاكس وبنك البطارية.إذا كان لديك فقط نظام صغير وتريد أن تكون قادرًا على شحن العناصر الصغيرة مثل الكمبيوتر اللوحي وأجهزة الطاقة بجهد 12 فولت في عربة سكن متنقلة ، فإن بنك البطارية الأساسي بجهد 12 فولت مناسب.ومع ذلك ، إذا كنت بحاجة إلى طاقة تزيد عن 2000 واط في المرة الواحدة ، فستحتاج إلى التفكير في أنظمة 24V و 48V بدلاً من ذلك.بالإضافة إلى تقليل عدد سلاسل البطاريات المتوازية التي ستحصل عليها ، سيسمح لك ذلك باستخدام كابلات نحاسية أرق وأقل تكلفة بين العاكس والبطاريات.

لنفترض أنك قررت أن بنك بطارية 12 فولت هو الأفضل لاحتياجاتك وأنك توصلت إلى استخدام يومي قدره 500 أمبير في الخطوة رقم 1.بالنظر إلى بطاريات BSLBATT 12 فولت ، سيكون لديك العديد من الخيارات.على سبيل المثال ، يمكنك استخدام خمسة من بطاريات BSLBATT 12V 100Ah B-LFP12-100 ، أو اثنين من بطاريات BSLBATT 12V 300Ah B-LFP12-300 .بالطبع ، إذا لم تكن متأكدًا من بطارية BSLBATT الأفضل لاحتياجاتك ، فيرجى الاتصال بنا وسنعمل معك للعثور على بنك الحجم المناسب للبطاريات المناسبة لإبقائك قيد التشغيل.

الخطوة رقم 3: تحجيم العاكس

بمجرد تقديرنا لمتطلبات الطاقة ، فإن المهمة التالية هي حساب تصنيف العاكس لنفسه.

يلعب اختيار العاكس دورًا مهمًا في تصميم الطاقة الشمسية لدينا ، حيث إنه مسؤول عن تحويل التيار المباشر المتولد من الألواح الشمسية إلى تيار متناوب (حيث تعمل الأحمال المتصلة في منزلنا في الغالب على مصدر التيار المتردد) بالإضافة إلى أداء تدابير الحماية الأخرى.

النظر في العاكس بكفاءة عادلة ، لقد اعتبرنا العاكس بكفاءة 85٪

يعتبر إجمالي القوة الكهربائية التي تستهلكها الأحمال ناتجًا للعاكس (أي 380 واط)

سيضيف 25٪ كعامل أمان في القوة الكهربائية المطلوبة.

380 * 0.25 = 95

إجمالي القوة الكهربائية المطلوبة = 380 + 95 = 475 واط

حساب تصنيف قدرة إدخال العاكس

الإدخال (VA) = الإخراج (واط) / الكفاءة × 100

= 475 (واط) / 85 × 100

= 559 VA = 560VA

تقدر طاقة الإدخال المطلوبة للعاكس بـ 559 VA ، والآن نحتاج إلى تقدير مدخلات الطاقة المطلوبة بواسطة العاكس.

طاقة الإدخال (وات-ساعة) = الإخراج (واط-ساعة) / الكفاءة × 100

= 2712.585 × 100

= 3191.1 وات / ساعة

الآن ، بمجرد تحديد سعة العاكس ، فإن المهمة التالية هي التحقق من العاكس المتاح في السوق.يأتي العاكس النموذجي المتوفر بجهد نظام 12V ، 24V ، 48V.

وفقًا لتصنيف الطاقة المقدر لدينا بـ 560VA ، يمكننا اختيار محول نظام 1 كيلو وات.بشكل عام ، يحتوي عاكس 1 كيلو وات على جهد نظام 24 فولت.(بشكل عام 1kW و 2kW - 24V ، 3kW إلى 5kW - 48V ، 6kW إلى 10 kW - 120V) من الضروري دائمًا رؤية ورقة بيانات مواصفات العاكس لتحديد جهد النظام.

تتوافق بطارية BSLBATT الخاصة بنا مع العديد من العلامات التجارية للعاكس.لدينا كل ما تريد!الآن من فضلك

الخطوة رقم 4: حدد عدد الألواح الشمسية التي ستحتاجها

الجزء الأربعة من ملف نظام الطاقة خارج الشبكة يتضمن الحساب تحديد عدد الألواح الشمسية التي ستحتاجها.بعد أن تعرف مقدار الطاقة التي تحتاج إلى إنتاجها يوميًا من حسابات الحمل الخاصة بك ، فإنك تحتاج إلى حساب مقدار ضوء الشمس الذي سيكون متاحًا لك للحصاد منه ، والمعروف أيضًا باسم "ساعات الشمس".يتم تحديد عدد "ساعات الشمس" من خلال عدد ساعات شروق الشمس المتاحة في موقع معين على اللوحات الخاصة بك بزاوية محددة طوال اليوم.بالطبع ، لا تكون الشمس ساطعة في الساعة 8 صباحًا كما هي في الساعة 1 ظهرًا ، لذلك يمكن حساب ساعة شمس الصباح على أنها نصف ساعة ، في حين يتم احتساب الساعة من الظهر إلى الساعة 1 مساءً على أنها ساعة كاملة.أيضًا ، ما لم تكن تعيش بالقرب من خط الاستواء ، فلن يكون لديك نفس عدد ساعات ضوء الشمس في الشتاء كما هو الحال في الصيف.

من المستحسن أيضًا أن تبني حجم نظام الطاقة الشمسية الخاص بك على أسوأ سيناريو لموقعك المحدد ، والذي يتضمن استنادًا إلى حساباتك للموسم بأقل قدر من أشعة الشمس التي ستستخدم فيها النظام.بهذه الطريقة ، ستضمن ألا ينتهي بك الأمر إلى نقص في الطاقة الشمسية لجزء من العام.

الخطوة رقم 5: حدد جهاز التحكم بالشحن بالطاقة الشمسية

بمجرد تحديد عدد البطاريات والطاقة الشمسية التي تحتاجها ، ستحتاج إلى طريقة لإدارة نقل الطاقة الشمسية إلى البطاريات.من الحسابات التقريبية التي يمكنك استخدامها لتحديد حجم وحدة التحكم بالشحن بالطاقة الشمسية التي تحتاجها هي أخذ الواط من الطاقة الشمسية ، ثم قسمة ذلك على جهد بنك البطارية ، ثم إضافة 25 بالمائة أخرى لتكون آمنًا.

من المهم أيضًا ملاحظة أن أجهزة التحكم في الشحن متوفرة مع نوعين رئيسيين من التقنيات: أقصى تتبع لنقطة الطاقة (MPPT) وتعديل عرض النبض (PWM).باختصار ، إذا كان جهد بنك البطارية يطابق جهد المصفوفة الشمسية ، فيمكنك استخدام وحدة تحكم الشحن بالطاقة الشمسية PWM.بمعنى آخر ، إذا كان لديك بنك بطارية 24 فولت ومجموعة شمسية 24 فولت ، فيمكنك استخدام PWM.إذا كان جهد بنك البطارية الخاص بك مختلفًا عن المصفوفة الشمسية ، ولا يمكن توصيله سلكيًا في سلسلة لجعله متطابقًا ، فستحتاج إلى استخدام وحدة تحكم الشحن MPPT.على سبيل المثال ، إذا كان لديك بنك بطارية 12 فولت ومجموعة شمسية 12 فولت ، فستحتاج إلى استخدام وحدة تحكم الشحن MPPT.

الخطوة رقم 6: أجهزة الحماية والتركيب وتوازن الأنظمة

من المهم دائمًا تثبيت الصمامات اللازمة وأجهزة حماية التيار الزائد وفصل الاتصال وما إلى ذلك لحماية مكوناتك وإنشاء نظام آمن وموثوق.سيكون تخطي هذه المكونات بالتأكيد أكثر تكلفة في المستقبل.

ستحتاج أيضًا إلى التفكير في كيفية التخطيط لتركيب الألواح الشمسية الخاصة بك ، وبأي زاوية وأين.هناك العديد من الخيارات المتاحة للأنظمة المثبتة على الأسطح والأرض - فقط تأكد من استشارة المورد الخاص بك للتأكد من أن نظام التثبيت متوافق مع اللوحات الخاصة بك.

نصائح: قبل تركيب الألواح الشمسية

● تحقق من الدعم الحكومي للاستفادة القصوى من تركيب الطاقة الشمسية.

● اعتمادًا على توفر الشبكة والموقع ، حدد نوع نظام الطاقة الشمسية المناسب لاحتياجاتك من الطاقة

● في حالة الذهاب لتركيب الطاقة الشمسية على الأسطح ، تحقق من سعة السطح لتركيب العدد المطلوب من الألواح الشمسية.

● للحصول على أفضل النتائج ، يجب إجراء تحليل التظليل لضمان عدم تغطية الألواح الشمسية المثبتة بظل من الأشجار / المباني المجاورة أو عوامل أخرى.

الجودة والجودة والجودة!

هناك المئات من المواقع التي تقدم مواد شمسية اقتصادية جيدة وبأسعار لا تصدق.كمحترف شركة بطاريات الليثيوم الشمسية لا أستطيع التأكيد بما فيه الكفاية على أهمية المواد عالية الجودة.تأكد من مراعاة عدد السنوات التي قضاها المصنع في الصناعة وضمانات المنتج والمراجعات.بصفتك مُثبِّتًا للطاقة الشمسية خارج الشبكة ، ستحتاج بالتأكيد إلى الدعم الفني عبر الإنترنت والهاتف الذي توفره شركات الطاقة الشمسية من الدرجة الأولى!

آمل أن يكون هذا المقال قد قدم لك بعض الأفكار حول تصميم نظام الطاقة الشمسية.

بعد الانتهاء من جميع هذه الخطوات الست ، ستكون في طريقك إلى التصميم ، والأهم من ذلك ، استخدام نظام الطاقة الشمسية بالإضافة إلى التخزين الجديد خارج الشبكة!إذا كنت تخطط لتثبيت نظام الألواح الشمسية في موقعك ولا يزال لديك بعض الشكوك ، فلا تقلق الفريق التقني سيرشدك إلى أفضل حل ممكن لنظام الطاقة خارج الشبكة.