كم عدد الألواح الشمسية التي تحتاجها لنظام خارج الشبكة؟
ورقة عمل عملية لتحديد حجم المصفوفة الكهروضوئية لنظام عاكس خارج الشبكة — الحمل اليومي، ساعات الشمس، معامل التخفيض، ومثال عملي بالأرقام التي يستخدمها مهندسونا.
أكثر خطأ شائع في تحديد الأحجام نراه في المشاريع خارج الشبكة هو المصفوفة الشمسية صغيرة الحجم. الألواح أرخص من البطاريات والعاكسات لاستبدالها لاحقاً، لذا فإن الحصول على هذا الرقم بشكل صحيح يهم أكثر من أي جزء آخر من التصميم.
الخطوة 1: تحديد احتياجك اليومي من الطاقة (Wh/day)
اسرد كل حمل، وقدرته بالواط، وعدد الساعات التي يعمل فيها يومياً. اضرب واجمع: واط × ساعات = واط-ساعة في اليوم.
مثال عملي:
| الحمل | واط | ساعات/يوم | Wh/day |
|---|---|---|---|
| الإضاءة | 40 | 5 | 200 |
| الثلاجة | 150 | 8 | 1,200 |
| التلفاز | 100 | 4 | 400 |
| شواحن الهواتف | 15 | 4 | 60 |
| مضخة المياه | 300 | 1 | 300 |
| الإجمالي | 2,160 Wh/day |
الخطوة 2: ضبط خسائر النظام
تفقد الأنظمة خارج الشبكة الطاقة بسبب التحويل والتوصيلات وشحن البطاريات. التصميم المتحفظ يضرب الحمل في 1.3 (خفض بنسبة 30%) للحصول على الطاقة التي يجب أن توفرها المصفوفة فعلياً:
2,160 Wh × 1.3 = 2,808 Wh/day مطلوبة من PV
الخطوة 3: تقدير ساعات سطوع الشمس
"ساعات الذروة الشمسية" هي المكافئ اليومي لأشعة الشمس بكامل قوتها لموقعك. هذا ليس نفس ساعات النهار. القيم النموذجية:
- شمال أوروبا: 2.5–3.5
- وسط أوروبا: 3.5–4.5
- البحر الأبيض المتوسط: 4.5–5.5
- الشرق الأوسط / شمال إفريقيا: 5.5–6.5
- جنوب شرق آسيا / خط الاستواء: 4.5–5.5
- جنوب غرب الولايات المتحدة: 5.5–6.5
استخدم رقماً متحفظاً — أسوأ شهر، وليس المتوسط السنوي، إلا إذا كان لديك مولد احتياطي.
الخطوة 4: حساب حجم المصفوفة
واط المصفوفة = طاقة PV اليومية ÷ ساعات الشمس ÷ معامل التخفيض
مع الحاجة إلى 2,808 Wh، ولنفترض 4.5 ساعة شمس:
2,808 ÷ 4.5 = 624 W الحد الأدنى للمصفوفة
نوصي بإضافة هامش 10–20% إضافي لفترات الغيوم المتواصلة وتدهور الألواح، مما يرفع المثال إلى حوالي 700–750 W من الألواح.
الخطوة 5: مطابقة المصفوفة مع العاكس / وحدة التحكم
- تحقق من نطاق جهد تشغيل MPPT للعاكس الشمسي خارج الشبكة لديك، وحدد جهد السلسلة ليكون في منتصف هذا النطاق.
- حافظ على قدرة المصفوفة ضمن الحد الأقصى لتصنيف دخل PV لوحدة التحكم.
- اجعل تيار السلسلة أقل من تيار الدخل المقنن لوحدة التحكم.
تتضمن العاكسات الشمسية خارج الشبكة وحدة تحكم شحن MPPT مدمجة — يمكنك قراءة نطاق دخل PV مباشرة من جدول المواصفات في كل صفحة منتج، لذا فإن حسابات المصفوفة أعلاه تنطبق مباشرة على الطراز الفعلي الذي تقدم عرضاً له.
إذا كنت تفضل عدم إجراء الخطوات يدوياً، فإن حاسبة حجم النظام خارج الشبكة لدينا تجري نفس حسابات التخفيض والبطارية وتعيد حجم المصفوفة الموصى به، وتصنيف العاكس، وبنك البطاريات إلى جانب الطرازات المطابقة من الكتالوج.
مرجع سريع: الألواح لكل عاكس
تفترض هذه الأرقام ألواحاً بقدرة ~550 W و4.5 ساعة شمس، مع معامل التخفيض 1.3:
| حجم العاكس | المصفوفة النموذجية (W) | الألواح (~550 W) |
|---|---|---|
| 1.5–2 kW | 900–1,200 | 2 |
| 3 kW | 1,500–1,800 | 3 |
| 5 kW | 2,400–3,000 | 5 |
| 8 kW | 3,600–4,500 | 7–8 |
تحديد حجم المصفوفة الشمسية — الأسئلة الشائعة
ماذا يحدث إذا كانت المصفوفة صغيرة الحجم؟
قد لا تشحن البطاريات بالكامل في الأيام الغائمة، ويعتمد النظام على الشبكة أو المولد الاحتياطي في كثير من الأحيان. في الأنظمة خارج الشبكة، يظهر هذا على شكل قطع مبكر بسبب انخفاض الجهد.
هل يمكنني زيادة حجم المصفوفة بأمان؟
نعم، ضمن حدود دخل MPPT للعاكس. تساعد زيادة الحجم على الإنتاج في الشتاء وتحافظ على امتلاء البطاريات؛ تقوم وحدة التحكم بتثبيت الطاقة الزائدة. ابق ضمن جهد وتيار دخل PV المقننين.
هل تحتاج الألواح إلى مطابقة قدرة العاكس بشكل واحد لواحد؟
لا. يتم تحديد حجم المصفوفة للطاقة اليومية، بينما يتم تحديد حجم العاكس للحمل الأقصى. غالباً ما يعمل عاكس 3 kW مع مصفوفة 1.5–1.8 kW في أمثلة تحديد الأحجام لدينا.