كم عدد الألواح الشمسية التي تحتاجها لتشغيل الثلاجة؟

متسائل لو الألواح الشمسية هل يمكن تشغيل ثلاجتك بالطاقة الشمسية؟ يلجأ العديد من أصحاب المنازل إلى الطاقة الشمسية لخفض فواتير الكهرباء مع اتخاذ خيارات صديقة للبيئة في منازلهم.

تحتاج الثلاجة النموذجية إلى حوالي 1000-2000 واط في الساعة من الكهرباء يوميًا، ويمكن تشغيلها بواسطة نظام شمسي صغير يتكون من 3-5 ألواح شمسية اعتمادًا على كفاءة الثلاجة وظروف ضوء الشمس في موقعك.

يوفر التبريد بالطاقة الشمسية فوائد فورية من خلال توفير استهلاك الطاقة، بالإضافة إلى فوائد طويلة الأمد. تُعد هذه التقنية خيارًا عمليًا ومستدامًا للعديد من المنازل.

هل يمكنني تشغيل الثلاجة بالطاقة الشمسية؟

نعم، يُمكن تشغيل الثلاجات بالطاقة الشمسية بكل تأكيد. يزداد استخدام هذه الطاقة في المنازل غير المتصلة بشبكة الكهرباء، والمركبات الترفيهية، وكبديلٍ للطاقة في حالات انقطاع التيار الكهربائي.

المفتاح هو فهم متطلبات ثلاجتك من الطاقة. تستهلك معظم الثلاجات الحديثة ما بين ١٠٠ و٤٠٠ واط أثناء التشغيل، وتستهلك ما بين ١ و٣ كيلوواط/ساعة من الكهرباء يوميًا.

لتشغيل الثلاجة بالطاقة الشمسية، يحتاج أصحاب المنازل إلى عدة مكونات:

• الألواح الشمسية لتوليد الكهرباء
• وحدة تحكم الشحن لتنظيم تدفق الطاقة
• بنك البطاريات لتخزين الطاقة
• العاكس لتحويل التيار المستمر إلى طاقة مترددة

قد يتضمن الإعداد النموذجي لتشغيل ثلاجة قياسية ما يلي:

عنصر	توصية
الألواح الشمسية	600-1000 واط
بطارية	200+ أمبير-ساعة
العاكس	موجة جيبية نقية، 1500+ واط

الثلاجات الموفرة للطاقة تجعل الطاقة الشمسية أكثر جدوى. عادةً ما تستهلك الطُرز الحاصلة على تصنيف Energy Star طاقة أقل بمقدار 30-50% من الطُرز القياسية.

الظروف الجوية تؤثر كفاءة الألواح الشمسيةخلال الأيام الغائمة أو أشهر الشتاء، قد ينتج النظام طاقة أقل، وهذا هو السبب في ضرورة استخدام سعة تخزين بطارية مناسبة. مهم.

يبدأ العديد من أصحاب المنازل بنهج هجين. يربطون ثلاجاتهم بالطاقة الشمسية والشبكة الكهربائية، ثم ينتقلون تدريجيًا إلى اعتماد أكبر على الطاقة الشمسية مع توسيع نطاق نظامهم.

أنواع الثلاجات ومتطلباتها من الطاقة

تختلف الثلاجات اختلافًا كبيرًا في استهلاكها للطاقة حسب الحجم والتصميم والعمر. عادةً ما تستهلك الثلاجات المنزلية القياسية ما بين ١٠٠ و٤٠٠ واط عند التشغيل.

تستهلك الثلاجات الحديثة الموفرة للطاقة حوالي ١-٢ كيلوواط/ساعة يوميًا، بينما قد تستهلك الطرز القديمة أكثر من ٣ كيلوواط/ساعة يوميًا. ويمثل الضاغط، الذي يعمل ويتوقف طوال اليوم، الجزء الأكبر من هذا الاستهلاك.

أنواع الثلاجات والاستهلاك التقريبي:

يكتب	مقاس	الاستهلاك اليومي
نجمة الطاقة	16-20 قدم مكعب	1-1.5 كيلوواط ساعة
معيار	18-22 قدم مكعب	1.5-2 كيلوواط ساعة
جنبًا إلى جنب	22-26 قدم مكعب	2-3 كيلوواط ساعة
ثلاجة صغيرة	2-4 قدم مكعب	0.5-1 كيلوواط ساعة

ثلاجات التيار المستمر، المصممة خصيصًا لأنظمة الطاقة الشمسية غير المتصلة بالشبكة، توفر كفاءة أعلى من خلال الاستغناء عن تحويل التيار المستمر إلى تيار متردد. تستهلك هذه الوحدات المتخصصة عادةً طاقة أقل بمقدار 30-50% من طرز التيار المتردد التقليدية.

 

حساب متطلبات الطاقة لثلاجتك

تقوم معظم الثلاجات بإدراج استهلاكها للطاقة بالواط أو كيلوواط/ساعة على ملصق داخل الوحدة أو في دليل المستخدم.

يختلف استهلاك الطاقة في الثلاجات اختلافًا كبيرًا حسب الحجم والعمر وتقييم الكفاءة. عادةً ما تستهلك الثلاجات الحديثة الحاصلة على شهادة Energy Star ما بين ٢٠٠ و٤٠٠ كيلوواط/ساعة سنويًا، بينما قد تستهلك الطرز القديمة ضعف ذلك.

الاستهلاك اليومي للطاقة هو الرقم الأهم عند تخطيط نظام الطاقة الشمسية. لحسابه، اقسم استهلاك كيلوواط/ساعة السنوي على 365 يومًا.

يمكنك أيضًا قياس الاستهلاك الفعلي باستخدام عداد واط، مما يوفر نتائج أكثر دقة من الاعتماد على مواصفات الشركة المصنعة. ما عليك سوى توصيل الثلاجة بالعداد لمدة ٢٤ ساعة على الأقل للحصول على قراءات دقيقة.

تذكر أن الثلاجات تعمل وتتوقف عن العمل، لذا فإن استهلاكها اللحظي للطاقة لا يعني الاستخدام المتواصل. يعمل الضاغط عادةً لمدة 30-40% في الظروف العادية.

العوامل الرئيسية المؤثرة على استخدام طاقة الثلاجة:

• الحجم (قدم مكعب)
• تصنيف العمر والكفاءة
• درجة الحرارة المحيطة
• أنماط الاستخدام (تكرار الفتح)
• إعدادات درجة الحرارة

للدعمحقا تحديد حجم نظامك الشمسي، اضرب احتياجاتك اليومية من كيلووات الساعة في 1.3 لمعالجة عدم كفاءة النظام وتوفير هامش أمان.

 

كم عدد الألواح الشمسية التي أحتاجها لتشغيل الثلاجة؟

يعتمد عدد الألواح الشمسية اللازمة لتشغيل الثلاجة على: استهلاك الثلاجة للطاقة، وقوة الألواح الشمسية، وساعات ضوء الشمس المتاحة.

تستهلك معظم الثلاجات المنزلية ما بين ١٠٠ و٤٠٠ واط من الطاقة، وتستهلك ما يقارب ١-٢ كيلوواط/ساعة من الكهرباء يوميًا. وتميل الموديلات الموفرة للطاقة إلى أن تكون في أدنى مستويات هذا الطيف.

لحساب سعة الطاقة الشمسية المطلوبة، يُرجى أولاً مراجعة ملصق تصنيف طاقة الثلاجة أو دليل المستخدم. تُساعد هذه المعلومات في تحديد احتياجات الطاقة اليومية.

مثال على الحساب:

• متوسط الثلاجة: 200 واط
• التشغيل اليومي: 24 ساعة (مع دورة الضاغط)
• الاستهلاك اليومي للطاقة: ~1.5 كيلوواط ساعة
• متوسط ساعات ضوء الشمس: 5 ساعات

بالنسبة للثلاجة التي تستخدم 1.5 كيلو وات في الساعة يوميًا مع 5 ساعات من ذروة ضوء الشمس، يحتاج النظام إلى توليد 300 واط في الساعة من ضوء الشمس (1500 واط في الساعة ÷ 5 ساعات).

حجم اللوحة الشمسية	عدد الألواح المطلوبة
100 واط	3 لوحات
200 واط	1-2 لوحة
300 واط	لوحة واحدة

تفترض هذه الحسابات ظروفًا مثالية. لضمان تشغيل موثوق، ينبغي على مالكي المنازل التفكير في إضافة سعة إضافية قدرها 20-30% لمراعاة انخفاض الكفاءة والأيام الغائمة وخسائر النظام.

تخزين البطارية أمر ضروري أيضًاخاص ل عملية ليلية عندما لا تكون الشمس مشرقة. يضمن حجم البطاريات المناسب تشغيل الثلاجة باستمرار.

 

ما هو حجم الألواح الشمسية التي أحتاجها لتشغيل الثلاجة؟

تستهلك معظم الثلاجات القياسية ما بين 100 إلى 400 واط من الطاقة اعتمادًا على الحجم وتقييم كفاءة الطاقة.

الخطوة الأولى هي التحقق من متطلبات طاقة الثلاجة، والتي عادةً ما تكون مُدرجة على ملصق داخل الوحدة أو في دليل الاستخدام. ابحث عن تصنيف القوة الكهربائية (الواط) أو الأمبير لحساب احتياجات الطاقة اليومية.

حساب استهلاك الطاقة اليومي:

1. ابحث عن قوة الثلاجة (واط)
2. اضرب في ساعات التشغيل اليومية (عادةً 8-10 ساعات من وقت التشغيل الفعلي)
3. اقسم على 1000 لتحويله إلى كيلووات في الساعة (كيلووات ساعة)

على سبيل المثال، ثلاجة بقوة 200 واط تعمل لمدة 8 ساعات تستهلك 1.6 كيلووات ساعة يوميًا.

تنتج معظم الألواح الشمسية السكنية ما بين ٢٥٠ و٤٠٠ واط لكل منها. لضمان تشغيل موثوق للثلاجة، يجب مراعاة انخفاض الكفاءة والأيام الغائمة.

أحجام النظام الموصى بها:

نوع الثلاجة	الاستخدام اليومي	الإعداد الشمسي الموصى به
صغير (100-150 واط)	0.8-1.2 كيلوواط ساعة	مجموعة لوحات بقدرة 300-600 واط
متوسط (200-250 واط)	1.6-2.0 كيلوواط ساعة	مجموعة لوحات 600-800 واط
كبير (300-400 واط)	2.4-3.2 كيلوواط ساعة	مجموعة لوحات بقدرة 800-1200 واط

تذكر أن تدرج أ بطارية ذات حجم مناسب نظام لتخزين الطاقة للاستخدام الليلي. الحد الأدنى ١٠٠ أمبير/ساعة سعة البطارية يوصى به لمعظم إعدادات الثلاجة.

حالة الطقس في بلدكيؤثر موقع الوحدة أيضًا على الحجم. قد تحتاج المناطق ذات أشعة الشمس الأقل إلى سعة إضافية للألواح تصل إلى ٢٠-٣٠١TP3T للتعويض.

 

دليل اختيار الألواح الشمسية

يتطلب اختيار اللوح الشمسي المناسب لثلاجتك دراسة متأنية لجودة اللوح ونوعه وخصائصه. اللوح المثالي سيوازن بين الكفاءة والمتانة والتكلفة، مع توفير طاقة كافية لتلبية احتياجات التبريد لديك.

تقييم جودة الألواح الشمسية

تؤثر جودة الألواح الشمسية بشكل مباشر على كفاءة تشغيل ثلاجتك بالطاقة الشمسية. ابحث عن ألواح ذات تصنيفات كفاءة لا تقل عن 15-20% لزيادة إنتاج الطاقة في المساحات المحدودة. عادةً ما تكون الألواح ذات الكفاءة العالية أعلى تكلفة، لكنها تتطلب مساحة أقل على السطح أو الفناء.

تحقق من معايير الاعتماد مثل IEC 61215 وIEC 61730، التي تؤكد المتانة والسلامة. سمعة الشركة المصنعة مهمة أيضًا، فالعلامات التجارية العريقة عادةً ما تقدم ضمانات أفضل وأداءً أكثر موثوقية.

فترة الضمان مؤشر قوي على الجودة. غالبًا ما تأتي الألواح الفاخرة بضمان أداء لمدة 25 عامًا. هذا يضمن أن اللوحة ستظل تنتج 80% على الأقل من طاقتها المقدرة بعد 25 عامًا.

الألواح أحادية البلورة مقابل الألواح متعددة البلورات

تُعد الألواح أحادية البلورة الخيار الأمثل لتشغيل الثلاجات بفضل كفاءتها العالية (17-22%). فهي تعمل بشكل أفضل في الظروف الحارة والمنخفضة الإضاءة، مما يعني طاقة أكثر ثباتًا لثلاجتك.

مزايا أحادية البلورة:

• كفاءة أعلى في مساحة محدودة
  
• أداء أفضل في درجات الحرارة العالية
  
• أكثر إرضاءً من الناحية الجمالية (مظهر أسود موحد)
  
• عمر أطول (25 سنة فأكثر)
  

تُقدم الألواح متعددة البلورات خيارًا اقتصاديًا بكفاءة أقل قليلًا (15-17%). وهي مناسبة تمامًا للثلاجات ذات المساحة المحدودة والتكلفة العالية.

يُضفي المظهر الرخامي الأزرق للألواح متعددة البلورات عليها لمسةً مميزة. أما بالنسبة لتطبيقات الثلاجات التي تتطلب طاقةً ثابتة، فإن الألواح أحادية البلورة عادةً ما تُبرر تكلفتها العالية.

الميزات الرئيسية التي يجب البحث عنها في الألواح الشمسية

تصنيف الطاقة (واط): للثلاجات، عادةً ما تكون هناك حاجة لألواح بقدرة إجمالية تتراوح بين 300 و600 واط، وذلك حسب حجم الثلاجة وظروف ضوء الشمس المحلية. احرص دائمًا على زيادة الحجم بدلًا من تقليله لمراعاة الأيام الغائمة.

معامل درجة الحرارة: ابحث عن ألواح ذات معامل حرارة منخفض (يفضل أن يكون بين -0.3% و-0.4% لكل درجة مئوية). هذا يضمن أداءً أفضل خلال الأيام الحارة التي تعمل فيها الثلاجات بأقصى طاقتها.

عوامل المتانة: اختر ألواحًا بإطارات متينة (ألومنيوم)، وزجاج مقسّى، وتحمل أحمالًا عالية من الرياح والثلوج. لأنظمة التبريد، تضمن المتانة التشغيل المستمر على مدار العام.

اعتبارات الميزانية: تتراوح أسعار الألواح عالية الجودة بقدرة 100 واط عادةً بين $80 و150 دولارًا. ورغم وجود خيارات أرخص، إلا أنها قد تؤثر سلبًا على الموثوقية اللازمة للتبريد. فتعطل اللوحة يعني تلف الطعام.

غالبًا ما يتم تجاهل سمك الإطار والثنائيات الالتفافية ولكنها مهمة للغاية - فالإطارات الأكثر سمكًا (35-40 مم) تقاوم أضرار الطقس، بينما تمنع الثنائيات الالتفافية المتعددة فشل اللوحة بالكامل إذا تم تظليل قسم واحد.

 

حلول تخزين الطاقة

أنواع البطاريات وسعتها

بطاريات الرصاص الحمضية تظل شعبية هذه المنتجات كبيرة نظرًا لأسعارها المعقولة وموثوقيتها، على الرغم من أنها تتطلب صيانة منتظمة ولها عمر افتراضي أقصر من البدائل الأحدث.

بطاريات ليثيوم أيون تُقدّم أداءً فائقًا مع عمر افتراضي أطول، وقدرات تفريغ أعمق، ومتطلبات صيانة بسيطة. ورغم ارتفاع سعرها في البداية، إلا أن عمرها الافتراضي الأطول (8-10 سنوات مقابل 3-5 سنوات لبطاريات الرصاص الحمضية) غالبًا ما يُحسّن قيمتها على المدى الطويل.

AGM (حصيرة زجاجية ماصة) تُوفّر البطاريات حلاً وسطاً، بأسعار معقولة وأداء جيد. كما أنها لا تتطلب صيانة، ويمكن تركيبها في أوضاع مختلفة.

تُقاس سعة البطارية بالأمبير/ساعة (Ah) أو بالكيلوواط/ساعة (kWh). قد تتطلب الثلاجة النموذجية بطاريات بسعة تتراوح بين 100 و200 أمبير/ساعة لضمان تخزين طاقة كافٍ للتشغيل طوال الليل.

فهم بطاريات الدورة العميقة

صُممت بطاريات الدورة العميقة خصيصًا لأنظمة تخزين الطاقة، مثل أنظمة الطاقة الشمسية. بخلاف بطاريات السيارات المُصممة لدفعات قصيرة من التيار العالي، توفر بطاريات الدورة العميقة طاقة ثابتة لفترات أطول.

تستطيع هذه البطاريات تفريغ 50-80% من سعتها بشكل متكرر دون أي ضرر، مما يجعلها مثالية لتطبيقات الطاقة الشمسية. يشير تصنيف عمق التفريغ (DoD) إلى مقدار سعة البطارية التي يمكن استخدامها بأمان.

حمض الرصاص المغمور تعد البطاريات ذات الدورة العميقة الخيار الأكثر تكلفة ولكنها تتطلب إضافات منتظمة للمياه والتهوية بسبب انبعاثات الغاز. حمض الرصاص المختوم تؤدي الأصناف المختلفة إلى التخلص من مشاكل الصيانة ولكنها توفر سعة أقل قليلاً.

فوسفات الحديد الليثيوم (LiFePO4) تُعدّ بطاريات الدورة العميقة الخيار الأمثل، حيث توفر ما بين 3000 و5000 دورة شحن، مقارنةً بما بين 500 و1200 دورة شحن لبدائل الرصاص الحمضية. كما أنها تحافظ على ثبات الجهد الكهربائي حتى أثناء تفريغها، مما يضمن كفاءة تشغيل ثلاجتك.

حلول بطارية Deye ESS الموصى بها

تقدم شركة Deye العديد من حلول البطاريات الموثوقة والمصممة خصيصًا لأنظمة التبريد بالطاقة الشمسية.

الفوائد الرئيسية لـ بطاريات داي للتبريد:

• دورة حياة طويلة (>6000 دورة)
• أنظمة الحماية الشاملة
• نطاق واسع لدرجة حرارة التشغيل
• خيارات التوسع المرنة
• ضمان لمدة 10 سنوات على معظم الموديلات
• إمكانيات مراقبة احترافية

تحديد حجم بنك البطاريات المناسب لثلاجتك

لحساب احتياجاتك من البطارية، اضرب استهلاكك اليومي في عدد أيام التشغيل التلقائي المطلوبة (عادةً من يومين إلى ثلاثة أيام للأنظمة الموثوقة). ثم أضف أقصى عمق تفريغ مُوصى به لنوع بطاريتك.

تستخدم معظم الثلاجات ما بين 1 إلى 2 كيلووات ساعة يوميًا، ولكن النماذج الموفرة للطاقة قد تستخدم أقل من 1 كيلووات ساعة.

على سبيل المثال، الثلاجة التي تستخدم 1.5 كيلو وات في الساعة يوميًا مع يومين من الاستقلالية ستحتاج إلىسعة تخزين 3 كيلوواط/ساعة. مع بطاريات الرصاص الحمضية (50% DoD)، ستحتاج إلى 6 كيلووات ساعة من السعة الإجمالية لتجنب الإفراط في التفريغ.

درجة الحرارة تؤثر على أداء البطارية بشكل ملحوظ. في الظروف الباردة، تستهلك البطارياتقد تفقد البطاريات 20-50% من سعتها، مما يتطلب زيادة حجمها في المناخات الباردة. على العكس، تُقلل درجات الحرارة المرتفعة من عمر البطارية، لكنها تزيد من سعتها على المدى القصير.

يمكن تكوين مجموعات البطاريات على التوالي (لزيادة الجهد) أو على التوازي (لزيادة الأمبير/ساعة) حسب متطلبات نظامك. قد يستخدم الإعداد النموذجي ١٢ فولت أو ٢٤ فولت للأنظمة الصغيرة، و٤٨ فولت للأنظمة الأكبر.