هل يمكن استخدام بطارية الطاقة الشمسية مع عاكس عادي؟ دليل بسيط

غالبًا ما يتساءل أصحاب المنازل الذين يتطلعون إلى تعظيم استثماراتهم في الطاقة الشمسية عن توافق المعدات. تعمل بطاريات الطاقة الشمسية ومحولاتها معًا في أنظمة الطاقة المتجددة، ولكن التوافق ليس دائمًا سهلًا.

يمكن للبطاريات الشمسية أن تعمل بالفعل مع العاكسات العادية، ولكن يجب استيفاء شروط معينة للعمل بشكل صحيح. يجب أن يكون العاكس متوافقًا مع جهد البطارية وأن يتمتع بإمكانية دمجه. قد تتطلب بعض العاكسات القياسية وحدات تحكم شحن إضافية لإدارة عملية شحن البطارية بفعالية. تعرّف على المزيد في دليلنا السريع.

 

ما هي البطارية الشمسية؟

البطارية الشمسية هي جهاز مصمم لتخزين الكهرباء المولدة من الألواح الشمسية لاستخدامها لاحقًا. على عكس البطاريات العادية، البطاريات الشمسية تم تصميمها خصيصًا للتعامل مع دورات الشحن المرتبطة بأنظمة الطاقة الشمسية.

تتوفر بطاريات الطاقة الشمسية بأنواع مختلفة، ويُعدّ ليثيوم أيون الأكثر شيوعًا نظرًا لكفاءته وطول عمره. وتشمل الخيارات الأخرى بطاريات الرصاص الحمضية وبطاريات المياه المالحة.

يتم قياس سعة البطاريات الشمسية بـ كيلوواط/ساعة (كيلوواط/ساعة)تتراوح عادةً من 1 كيلوواط/ساعة إلى 15 كيلوواط/ساعة للأنظمة السكنية. تحدد هذه السعة كمية الطاقة التي يمكن تخزينها ومدة تخزينها. قم بتزويد منزلك بالطاقة أثناء الانقطاعات أو في الليل.

المكونات الرئيسية لنظام البطارية الشمسية:

• خلايا البطارية (تخزين الطاقة الفعلية)
• نظام إدارة البطارية (يراقب ويحمي البطارية)
• نقاط توصيل العاكس (تسمح بالتكامل مع أنظمة الطاقة)
• غلاف معزول (يحمي المكونات ويحافظ على درجة الحرارة المثالية)

يمكن لمعظم البطاريات الشمسية الحديثة تحقيق 80-90% كفاءة عالية في النقل ذهابًا وإيابًا، ما يعني فقدان جزء صغير فقط من الطاقة أثناء عملية التخزين. تدوم عادةً ما بين 5 و15 عامًا، حسب أنماط الاستخدام وتركيبة البطارية.

توفر البطاريات الشمسية استقلالية الطاقة من خلال تقليل الاعتماد على الشبكة. كما يقدمون أيضًا الطاقة الاحتياطية أثناء انقطاع التيار الكهربائي، يمكن أن يساعد ذلك في تعظيم استهلاك الطاقة الشمسية، مما قد يؤدي إلى خفض فواتير الكهرباء.

 

ما هو العاكس؟

العاكس هو جهاز إلكتروني يقوم بتحويل التيار المستمر (DC) الكهرباء إلى التيار المتناوب كهرباء (تيار متردد). هذا التحويل ضروري لتشغيل الأجهزة المنزلية والإلكترونيات التي تعمل بالتيار المتردد.

تستقبل معظم المنازل طاقة التيار المتردد من الشبكة الكهربائية، لكن مصادر الطاقة، مثل الألواح الشمسية والبطاريات، تُنتج طاقة تيار مستمر. وهنا تبرز أهمية العاكسات في أنظمة الطاقة المتجددة.

أنواع العاكسات:

• محولات موجة جيبية نقية - إنتاج كهرباء نظيفة وعالية الجودة مناسبة للإلكترونيات الحساسة
• محولات الموجة الجيبية المعدلة - أقل تكلفة ولكن قد يسبب مشاكل مع بعض الأجهزة
• العاكسات المتصلة بالشبكة - الاتصال مباشرة بشبكة المرافق
• عاكسات خارج الشبكة - العمل بشكل مستقل عن الشبكة الكهربائية

تختلف العاكسات في السعة، والتي يتم قياسها عادةً بـ واط أو كيلوواطغالبًا ما تتضمن محولات الطاقة الحديثة ميزات إضافية، مثل الحماية من الحمل الزائد، وإيقاف تشغيل البطارية عند انخفاضها، وشاشات رقمية. كما توفر بعض الطرز المتقدمة إمكانية المراقبة عن بُعد عبر تطبيقات الهواتف الذكية.

تتراوح كفاءة العاكسات عادةً من من 90% إلى 95%مما يعني فقدان بعض الطاقة أثناء عملية التحويل. عادةً ما تُقدم العاكسات عالية الجودة تقييمات كفاءة أفضل.

يجب أن يكون اختيارك للعاكس لنظام البطارية الشمسية الخاص بك متوافقًا مع احتياجاتك المحددة نوع البطارية والجهد.

 

هل يمكنني استخدام البطاريات الشمسية في العاكسات العادية؟

إقران بطارية شمسية مع العاكس العادي هو ممكنلكن الأمر يعتمد على عدة عوامل. ليست كل العاكسات القياسية مصممة للعمل مع بطاريات الطاقة الشمسية، لذا التوافق هي العقبة الأولى التي يجب التغلب عليها.

يكمن التحدي الرئيسي في اختلاف خصائص التشغيل بين بطاريات الطاقة الشمسية ومصادر الطاقة التقليدية. تُوفر بطاريات الطاقة الشمسية طاقة التيار المستمر (DC)، بينما تعمل معظم المنازل بتيار متردد (AC).

عوامل التوافق الرئيسية التي يجب مراعاتها:

• توافق الجهد بين البطارية والعاكس
• محاذاة تصنيف الطاقة
• بروتوكولات الاتصال
• ميزات السلامة

معظم العاكسات القياسية يفتقر إلى التخصص وحدات التحكم في الشحن ضروري لإدارة شحن وتفريغ بطاريات الطاقة الشمسية بشكل صحيح. قد يؤدي ذلك إلى استهلاك غير فعال للطاقة أو إتلاف نظام البطارية مع مرور الوقت.

للحصول على أفضل النتائج، من الأفضل استخدام عاكس هجين أو أ عاكس خاص بالطاقة الشمسيةتم تصميمها خصيصًا للتعامل مع مدخلات الألواح الشمسية وإدارة تخزين البطارية.

إذا كنت مصممًا على استخدام العاكس الحالي لديك، فقد تحتاج إلى مكونات إضافية. وحدة تحكم شحن منفصلة يمكن أن يساعد في تنظيم تدفق الطاقة بين الألواح الشمسية والبطارية.

استشارة أحد المتخصصين في مجال الطاقة الشمسية قبل توصيل بطارية شمسية إلى عاكس عادي.

 

التوافق بين البطاريات الشمسية والعاكسات العادية

تتمتع الأنظمة المختلفة بمواصفات مختلفة تحدد ما إذا كانت قادرة على العمل معًا بشكل فعال.

اعتبارات الجهد والسعة

يجب أن تعمل البطاريات الشمسية والعاكسات العادية بتوافق مستويات الجهدتعمل معظم العاكسات السكنية مع 12 فولت، 24 فولت، أو 48 فولت أنظمة البطاريات، لذا فإن مطابقة هذه المواصفات أمر ضروري.

يجب أن تتوافق سعة البطارية، المُقاسة بالأمبير/ساعة (Ah) أو الكيلوواط/ساعة (kWh)، مع متطلبات طاقة العاكس. قد لا تُوفر البطارية صغيرة الحجم طاقة كافية خلال أوقات الذروة.

مخطط توافق الجهد:

جهد البطارية	أنواع العاكس المتوافقة
12 فولت	محولات الطاقة المنزلية الصغيرة (حتى 1500 واط)
24 فولت	أنظمة سكنية متوسطة (1500-4000 واط)
48 فولت	سكنية كبيرة/تجارية صغيرة (3000 واط+)

التركيب الكيميائي للبطارية مهم أيضًا. تحافظ بطاريات أيونات الليثيوم على مستويات جهد أكثر استقرارًا طوال دورات التفريغ مقارنةً ببطاريات الرصاص الحمضية.

توافق وحدات التحكم في الشحن والعاكس

وحدة تحكم الشحن تُعدّ حلقة وصل أساسية بين الألواح الشمسية والبطاريات والعاكسات. تُنظّم تيار الشحن لمنع تلف البطارية مع ضمان تدفق الطاقة بشكل سليم.

أنواع وحدات التحكم في الشحن:

• PWM (تعديل عرض النبضة):أكثر أساسية، يعمل مع إعدادات العاكس الأكثر بساطة
  
• MPPT (تتبع نقطة الطاقة القصوى):أكثر كفاءة، وأفضل للأنظمة المتقدمة
  

تتميز العديد من العاكسات الحديثة بوحدات تحكم شحن مدمجة، مما يُسهّل التركيب. مع ذلك، تتطلب العاكسات المستقلة وحدات تحكم شحن خارجية لإدارة شحن البطارية بشكل صحيح.

بروتوكولات الاتصال بين المكونات مهمة أيضًا. قد تحتاج العاكسات الذكية إلى أنظمة إدارة بطاريات (BMS) متوافقة يمكنها تبادل البيانات حول حالة الشحن وأداء النظام.

 

فوائد وقيود استخدام العاكس العادي مع بطارية الطاقة الشمسية

يقدم هذا المزيج العديد من المزايا في حين أنها تقدم أيضًا بعض التحديات التي يجب على أصحاب المنازل مراعاتها قبل التثبيت.

فوائد استخدام البطاريات الشمسية مع العاكسات العادية

الجمع يقلل فواتير الكهرباء بتخزين فائض الطاقة الشمسية لاستخدامها خلال ساعات الذروة. بدلًا من سحب الكهرباء من الشبكة الكهربائية باهظة الثمن مساءً، يمكنك استخدام الطاقة الشمسية المخزنة.

يسمح هذا الإعداد بـ الانتقال التدريجي الطاقة المتجددة. يمكن لأصحاب المنازل البدء بنظام بطاريات بسيط وتوسيعه مع مرور الوقت دون الحاجة إلى استبدال البنية التحتية الحالية للمحول.

يتطلب التكامل مع العاكسات العادية عادةً خبرة تقنية أقل من الأنظمة المتخصصة. وهذا يجعل التركيب والصيانة أكثر سهولة. يمكن الوصول إليها إلى مالك المنزل العادي.

ومع ذلك، هناك ملحوظات القيود يجب أخذها في الاعتبار عند إقران العاكسات العادية بالبطاريات الشمسية. 

العيوب والاعتبارات المحتملة

• كفاءة تحويل طاقة أقل (عادةً أقل كفاءة بمقدار 10-15%)
• قد يفتقر إلى الميزات الذكية لمراقبة الطاقة الشمسية
• لا يوجد تتبع نقطة الطاقة القصوى المضمنة (MPPT)
• عمر افتراضي أقصر عند استخدامه مع أنظمة الطاقة الشمسية
• توافق محدود مع بعض تقنيات البطاريات

العاكسات العادية عادة ما تكون نقص المتخصص قدرات المراقبة توجد هذه العيوب في عاكسات الطاقة الشمسية المصممة خصيصًا. هذا يعني أن أصحاب المنازل قد يفوتون بيانات الأداء التفصيلية وفرص التحسين.

قد لا يكون شحن البطارية بنفس الكفاءة مع العاكسات القياسية، مما قد يقلل من العمر الافتراضي الإجمالي لنظام البطارية. هذا عدم الكفاءة وقد يؤدي ذلك إلى ارتفاع التكاليف على المدى الطويل على الرغم من المدخرات الأولية.

 

ما هي الحد الأدنى لسعة البطارية المطلوبة للمحول؟

الحد الأدنى سعة البطارية يعتمد مُتطلبات العاكس على عدة عوامل رئيسية. متطلبات الطاقة، مدة النسخ الاحتياطيتلعب كل من الطاقة وسرعة العاكس دورًا في تحديد حجم البطارية المناسب.

للتطبيقات السكنيةالقاعدة العامة هي أن تكون سعة البطارية ١٠٠ أمبير/ساعة على الأقل لكل ١٠٠٠ واط من طاقة العاكس. هذا يضمن عمل العاكس بكفاءة دون إجهاد البطارية.

احسب احتياجاتك المحددة باستخدام صيغة بسيطة:

سعة البطارية (آه) = (حمل الطاقة × وقت النسخ الاحتياطي) ÷ (جهد البطارية × DoD)

حيث يمثل DoD عمق التفريغ، عادةً 50% لـ بطاريات الرصاص الحمضية و80% للبطاريات الليثيوم.

على سبيل المثال، لتشغيل عاكس 1000 وات لمدة 4 ساعات باستخدام نظام بطارية 12 فولت:

• بطارية الرصاص الحمضية: (1000 واط × 4 ساعات) ÷ (12 فولت × 0.5) = 666.7 أمبير/ساعة
• بطارية ليثيوم: (1000 واط × 4 ساعات) ÷ (12 فولت × 0.8) = 416.7 أمبير/ساعة

تؤثر تقنيات البطاريات بشكل كبير على متطلبات الحد الأدنى من السعة. يجب ألا تقل سعة بطاريات الرصاص الحمضية عن 50% للحفاظ على عمرها الافتراضي، بينما يمكن لبطاريات الليثيوم تفريغها بأمان حتى تصل إلى 20% من السعة المتبقية.

يُحدد معظم مُصنِّعي العاكسات الحد الأدنى لسعة البطارية في وثائق منتجاتهم. يُساعد التحقق من هذه المواصفات على تجنب أعطال النظام وتلف البطارية.

يؤدي استخدام البطاريات ذات الحجم الصغير إلى العديد من المشاكل:

• التفريغات العميقة المتكررة
• مختصر عمر البطارية
• إيقاف تشغيل العاكس خلال فترات الطلب المرتفع
• الضرر المحتمل للنظام

بالنسبة لتطبيقات الطاقة الشمسية مع العاكسات العادية، تأكد من أن مجموعة البطاريات يمكنها التعامل مع الاستخدام اليومي والعديد من الأيام من الطقس الغائم إذا كانت خارج الشبكة.

 

اختيار سعة البطارية المناسبة

لحساب احتياجاتك، حدد أولاً استهلاكك اليومي من الطاقة. تستهلك معظم المنازل ما بين ١٠ و٣٠ كيلوواط/ساعة يوميًا، ولكن هذا الاستهلاك يختلف اختلافًا كبيرًا باختلاف الأجهزة وأنماط الاستخدام.

العوامل الرئيسية التي يجب مراعاتها عند تحديد حجم البطارية:

• الاستهلاك اليومي للطاقة (كيلوواط ساعة)
• ساعات من الطاقة الاحتياطية المطلوبة
• الأحمال الحرجة التي يجب دعمها
• القيود الميزانية
• المساحة المتاحة للتثبيت

الصيغة البسيطة لتقدير القدرة هي: الاستخدام اليومي (كيلوواط ساعة) × أيام الاستقلالية ÷ عمق التفريغ

لا ينبغي تفريغ معظم البطاريات الشمسية إلى أقل من 20-30% للحفاظ على صحة البطارية وطول العمر.

على سبيل المثال، إذا كانت الأحمال الحرجة لديك تتطلب 5 كيلووات ساعة يوميًا وتريد يومين من النسخ الاحتياطي بعمق تفريغ 80%، فستحتاج إلى: 5 كيلووات ساعة × 2 ÷ 0.8 = 12.5 كيلووات ساعة من سعة البطارية.

يبدأ العديد من أصحاب المنازل بسعة تخزينية أصغر تغطي الاحتياجات الأساسية فقط. يُقلل هذا النهج من الاستثمار الأولي، مع توفير دعم أساسي لأجهزة التبريد والإضاءة والاتصالات.

تذكر أن سعة البطارية تتناقص بمرور الوقت. القاعدة العامة هي إضافة 10-20% قدرة إضافية لمعالجة هذا التدهور على مدار عمر البطارية.

فيما يلي استنتاج مصمم خصيصًا للتوصية ببطاريات Deye ESS:

 

اختر Deye ESS لتلبية احتياجاتك من تخزين الطاقة الشمسية

بعد فهم تعقيدات توافق البطاريات مع العاكس ومتطلبات السعة، تقدم شركة Deye ESS حلولاً مثالية للتطبيقات السكنية والتجارية. تشمل مجموعتنا الشاملة ما يلي:

سلسلة الجهد المنخفض	سلسلة الجهد العالي
مثالي للتركيبات السكنية (43 فولت - 57 فولت) قابلة للتطوير من 5 كيلووات ساعة إلى 327 كيلووات ساعة يتميز بكيمياء LFP الخالية من الكوبالت لتعزيز السلامة يتضمن نظام إدارة البطاريات الذكي للحصول على الأداء الأمثل مثالي لإعدادات العاكس المنزلي القياسية	مُصمم للتركيبات الأكبر (160 فولت - 700 فولت) قدرات من 8 كيلووات ساعة إلى 24 كيلووات ساعة كفاءة ذهابًا وإيابًا 97.6% الرائدة في الصناعة ميزات السلامة المتقدمة والشهادات مثالية للتطبيقات التجارية والصناعية

هل أنت مستعد للبدء؟ اتصل بخبرائنا للعثور على حل البطارية المثالي لاحتياجاتك:

دع فريقنا ذو الخبرة يساعدك في تصميم نظام تخزين الطاقة الذي يتوافق مع متطلباتك الدقيقة مع ضمان التوافق الكامل مع العاكس والأداء الأمثل.