كيفية تحديد حجم بنك البطاريات لنظام الطاقة الشمسية خارج الشبكة

مقدمة: لماذا تُعد سعة البطارية أمرًا بالغ الأهمية

في أنظمة الطاقة الشمسية خارج الشبكة، تُشكّل بطاريات التخزين أساس موثوقية النظام. على عكس الأنظمة المتصلة بالشبكة، تتميز أنظمة الطاقة الشمسية خارج الشبكة بقدرتها على توفير إمداد طاقة مستقل في المناطق التي لا تتوفر فيها شبكة كهربائية أو حيث يكون إنتاج الشبكة منخفضًا. لذا، يُعدّ اختيار سعة البطارية أمرًا بالغ الأهمية. فقد يؤدي الاختيار غير المناسب إلى نقص في إمداد الطاقة ليلًا أو في الأيام الغائمة، أو إلى تفريغ مفرط للبطارية مما يُقصر عمرها الافتراضي، أو إلى عدم استقرار تشغيل النظام، أو حتى توقفه عن العمل، فضلًا عن زيادة الاستثمار الأولي أو تكاليف التوسع المستقبلية. بالنسبة لمقاولي الهندسة والمشتريات والإنشاء، ومُكاملِي الأنظمة، ومطوري مشاريع الطاقة، يُعدّ تحديد سعة بطاريات التخزين لأنظمة الطاقة الشمسية خارج الشبكة بدقة أمرًا بالغ الأهمية لأداء النظام على المدى الطويل. فكيف يُمكن اختيار السعة المناسبة؟ في هذه المقالة، ستتناول شركة GS1 ENERGY، المُصنّعة لأنظمة التخزين، هذا الموضوع بالتفصيل.

الخطوة 1: حساب استهلاك الكهرباء اليومي (كيلوواط ساعة)

لاختيار سعة البطارية المناسبة، يجب أولاً تحديد إجمالي الحمل اليومي. على سبيل المثال، بالنسبة لمنزل أو مشروع، قم بإدراج جميع الأحمال بشكل فردي واحسب السعة الإجمالية.

يمكنك الرجوع إلى الصيغة التالية:

إجمالي استهلاك الكهرباء (كيلوواط ساعة) = إجمالي الطاقة لجميع الأجهزة × مدة الاستخدام

مثال:

الإضاءة: 5 كيلوواط ساعة

الأجهزة: 25 كيلوواط ساعة

نظام التبريد: 20 كيلوواط ساعة

الإجمالي: 50 كيلوواط ساعة في اليوم

هذا بمثابة الأساس لحساب سعة البطارية.

الخطوة الثانية: تحديد مدة النسخ الاحتياطي (أيام الاستقلالية)

يحدد عدد أيام النسخ الاحتياطي قدرة النظام على البقاء في غياب ضوء الشمس:

يوم واحد: الحد الأدنى من التكوين (تكلفة منخفضة، مخاطرة عالية)

• ٢-٣ أيام: نظام قياسي خارج الشبكة (موصى به)

• ≥ 3 أيام: سيناريوهات ذات موثوقية عالية (طبية، اتصالات، تعدين، إلخ).

الخطوة 3: ضع في اعتبارك عمق التفريغ (DoD)

لأنظمة بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم الحديثة:

نطاق عمق التصريف النموذجي: 80%–90%

يشير عمق التفريغ الأعلى إلى سعة متاحة أكبر، ولكن يجب أن يبقى ضمن الحدود الآمنة.

الخطوة الرابعة: حساب خسائر النظام

أسباب انخفاض الكفاءة:

خسائر العاكس

خسائر الكابلات

تأثيرات الحرارة

عامل الخسارة النموذجي: 10%–15%

الخطوة 5: تطبيق معادلة تحديد حجم البطارية

استخدم هذه الصيغة الهندسية:

$Battery\ Capacity\ (kWh)=\frac{Daily\ Load\ (kWh)\times Autonomy\ Days}{Depth\ of\ Discharge}$

الشروط المعطاة:

الاستهلاك اليومي للكهرباء: 40 كيلوواط ساعة

مدة النسخ الاحتياطي: يومان

وزارة الدفاع: 85%

حساب:

السعة الأساسية:

40 × 2 ÷ 0.85 ≈ 94 كيلوواط ساعة

أضف 10% من التكرار للنظام:

السعة النهائية الموصى بها ≈ 100 كيلوواط ساعة

في مشاريع الأعمال بين الشركات الفعلية، يُعد التصميم المعياري هو الحل السائد.

مثال على التكوين:

وحدة بطارية واحدة: 14.34 كيلوواط ساعة

سعة النظام المستهدفة: بطارية 100 كيلو واط ساعة

التكوين: 7-8 وحدات بالتوازي

مزايا الحل المعياري

قابلية التوسع المرنة (تدعم التوسع المستقبلي)

سهولة التركيب والصيانة

انخفاض تكاليف النقل والنشر

تحسين موثوقية النظام وتكراره

دعوة للعمل

هل تحتاج إلى مساعدة في تصميمك؟ أنظمة بطاريات الطاقة الشمسية خارج الشبكة ؟

توفر شركة GSL Energy ما يلي:

تحديد حجم البطارية وتصميم النظام حسب الطلب
تصنيع بطاريات LiFePO4
حلول OEM / ODM / OBM
خبرة عالمية في مشاريع الطاقة خارج الشبكة

اتصل بنا اليوم للحصول على حل مصمم خصيصًا لمشروعك.