كيفية تحديد حجم النظام خارج الشبكة؟

في مجتمع اليوم الواعي بيئيًا، يختار المزيد والمزيد من الناس الابتعاد عن الشبكة. سواء كنت تتطلع إلى تقليل البصمة الكربونية، أو الحصول على الاستقلال في مجال الطاقة، أو العيش في مكان بعيد، فإن تغيير حجم النظام خارج الشبكة يعد خطوة أولى حاسمة. هذه المقالة مخصصة لأصحاب المنازل وعشاق الاستدامة ومستشاري الطاقة الذين يتطلعون إلى فهم التفاصيل الجوهرية لتصميم نظام الطاقة الشمسية خارج الشبكة. بنهاية هذا الدليل، ستعرف كيفية تحديد حجم النظام خارج الشبكة وتلبية احتياجاتك من الطاقة بكفاءة وفعالية.

شرح المصطلحات

قبل الغوص في العملية خطوة بخطوة لتحديد حجم النظام خارج الشبكة، من المهم فهم بعض المصطلحات الأساسية التي ستظهر بشكل متكرر:

نظام خارج الشبكة: نظام طاقة مستقل يعمل بشكل مستقل عن شبكة الكهرباء الرئيسية. وعادةً ما تستخدم مصادر الطاقة المتجددة، مثل الألواح الشمسية أو توربينات الرياح أو أنظمة الطاقة الكهرومائية، وتتضمن تخزين البطاريات لإدارة إمدادات الطاقة.

واط (ث): وحدة من السلطة. فهو يحدد معدل نقل الطاقة أو استهلاكها.

كيلووات ساعة (كيلوواط ساعة): وحدة من الطاقة. وهو يمثل استهلاك الطاقة بمقدار كيلووات واحد خلال ساعة.

بنك البطارية: مجموعة من البطاريات تستخدم لتخزين الطاقة الكهربائية لاستخدامها لاحقا.

العاكس: جهاز يقوم بتحويل كهرباء التيار المستمر (التيار المباشر) المولدة بواسطة الألواح الشمسية أو المخزنة في البطاريات إلى كهرباء تيار متردد (التيار المتردد)، والتي تستخدم في المنازل.

دليل خطوات المهمة

الخطوة 1: احسب استهلاكك للطاقة

الخطوة الأولى في تحديد حجم النظام خارج الشبكة هي حساب إجمالي استهلاكك للطاقة. وإليك الطريقة:

1. قائمة الأجهزة الكهربائية الخاصة بك: قم بتدوين كل الأجهزة التي تخطط لاستخدامها، مثل الأضواء والثلاجة والتلفزيون وما إلى ذلك.

2. التحقق من القوة الكهربائية: تحديد القوة الكهربائية لكل جهاز. عادةً ما توجد هذه المعلومات على الملصق أو في دليل المستخدم.

3. تقدير ساعات الاستخدام: تحديد عدد الساعات التي سيتم استخدام كل جهاز فيها يوميًا.

   قم بإنشاء جدول لتنظيم هذه البيانات:

1. حساب الاستخدام اليومي بالكيلوواط ساعة: قم بإضافة استهلاك الطاقة اليومي لجميع الأجهزة وتحويله إلى كيلووات/ساعة (1 كيلووات في الساعة = 1000 وات في الساعة).

الخطوة 2: تحديد متطلبات الألواح الشمسية

1. تحديد ساعات الذروة لأشعة الشمس: وهذا يختلف حسب موقعك. على سبيل المثال، قد يتلقى الموقع 5 ساعات ذروة من ضوء الشمس يوميًا.

2. حساب مخرجات اللوحة الشمسية المطلوبة: قم بتقسيم استهلاكك اليومي للطاقة على عدد ساعات ذروة ضوء الشمس لتحديد مخرجات اللوحة الشمسية المطلوبة.

   صيغة: إجمالي كيلووات ساعة في اليوم / ساعات ذروة ضوء الشمس = ناتج اللوحة الشمسية بالكيلووات.

مثال: إذا كان إجمالي استهلاكك اليومي 5 كيلو وات في الساعة وتتلقى 5 ساعات ذروة من ضوء الشمس: 5 كيلووات ساعة / 5 ساعات = 1 كيلووات (أو 1000 وات).

1. تحديد عدد اللوحات: إذا قمت بتحديد لوحة شمسية تنتج 300 واط، فسوف تقوم بتقسيم الإخراج المطلوب حسب القوة الكهربائية للوحة.

   مثال: 1000 واط / 300 واط لكل لوحة ≈ 3.33 لوحة. قم بالتقريب إلى أقرب رقم صحيح، لذلك ستحتاج إلى 4 لوحات.

الخطوة 3: حجم بنك البطارية الخاص بك

1. حساب احتياجات التخزين اليومية: يجب أن يخزن بنك البطاريات لديك ما يكفي من الطاقة لتغطية يوم واحد على الأقل من الاستهلاك. لذا، إذا كنت بحاجة إلى 5 كيلووات في الساعة يوميًا، فيجب أن تكون سعة البطارية 5 كيلووات في الساعة.

2. تحويل إلى أمبير-ساعة (Ah): يتم تصنيف البطاريات في آه. استخدم الصيغة: سعة البطارية (كيلوواط ساعة) / جهد النظام (V) = سعة البطارية بوحدة Ah. تستخدم معظم الأنظمة 12 فولت أو 24 فولت.

   مثال: 5 كيلو واط ساعة / 12 فولت ≈ 417 أمبير.

3. النظر في عمق التفريغ (DoD): لا ينبغي أن يتم تفريغ معظم البطاريات بشكل كامل. في حالة استخدام بطارية بعمق تفريغ يصل إلى 80%: إجمالي آه / وزارة الدفاع = آه قابلة للاستخدام.

   مثال: بالنسبة للبطارية التي تحتوي على 80% من DoD: 417 آه / 0.8 ≈ 521 آه.

الخطوة 4: حدد العاكس الأيمن

1. إجمالي احتياجات الطاقة: لخص القوة الكهربائية لجميع الأجهزة التي يمكن استخدامها في وقت واحد. أنت بحاجة إلى عاكس يمكنه التعامل مع هذا الحمل.

   مثال: إذا كان الحد الأقصى للحمل المتزامن لديك هو 2000 وات، فاختر عاكسًا ذو تصنيف أعلى قليلاً، مثل 2500 وات.

2. التقييم المستمر والتصاعدي: العاكسون لديهم كليهما. المستمر هو القدرة التشغيلية الثابتة، في حين أن الارتفاع هو الحد الأقصى القصير. تأكد من قدرة العاكس على التعامل مع قوة الارتفاع الأولية عند بدء تشغيل الأجهزة.

الخطوة 5: المراقبة والضبط

1. تثبيت أنظمة المراقبة: تقوم أدوات مثل أجهزة مراقبة الطاقة بتتبع استهلاكك وأداء النظام.

2. ضبط الاستخدام: استنادًا إلى بيانات المراقبة، قم بضبط استخدام الطاقة أو مكونات النظام لتحسين الأداء.

نصائح وتذكيرات

• التحقق من الظروف المحلية: يختلف أداء الطاقة الشمسية باختلاف الموقع. تحقق من المواقع الحكومية أو مواقع الأرصاد الجوية للحصول على بيانات الإشعاع الشمسي.

• الجودة على الكمية: استثمر في المكونات عالية الجودة لضمان طول عمر النظام وكفاءته.

• خطة النمو: بالغ في تقدير احتياجاتك من الطاقة قليلًا لاستيعاب التغيرات المستقبلية.

خاتمة

إن تحديد حجم نظام الطاقة الشمسية خارج الشبكة هو عملية خطوة بخطوة تبدأ بفهم احتياجاتك من الطاقة وتنتهي باختيار المكونات المناسبة لتلبية تلك الاحتياجات. وتشمل الخطوات الرئيسية حساب استهلاك الطاقة، وتحديد متطلبات الألواح الشمسية، وحجم بنك البطارية، واختيار العاكس المناسب، ومراقبة النظام بشكل مستمر. باتباع هذه الخطوات، يمكنك تصميم نظام خارج الشبكة يلبي احتياجاتك، ويوفر استقلالية الطاقة، ويدعم الحياة المستدامة.