إذا كنت تمتلك بطارية ١٢ فولت، فقد تتساءل عن مدى توافق وحجم الألواح الشمسية لشحنها. يتطلب توصيل الألواح الشمسية بالبطارية تخطيطًا دقيقًا لمنع الشحن الزائد وضمان الكفاءة. في هذه المدونة، سنتعلم كيفية توصيل الألواح الشمسية ١٨ فولت لشحن بطارية ١٢ فولت والحفاظ على كفاءتها.
ما هو حجم اللوحة الشمسية لشحن بطارية 12 فولت؟
عند اختيار ألواح الطاقة الشمسية الكهروضوئية لبطاريات ١٢ فولت، تأكد من توافقها مع نطاق واسع من مخرجات الطاقة. يجب أن تكون مواصفات الألواح مطابقة لما يلي: مطابقة لساعات أمبير البطارية، والقوة الكهربائية، تكوين البطارية ومتطلبات الجهد واستهلاك الطاقة.
للعثور على حجم اللوحة الشمسية المطلوب، قم أولاً بتحويل أمبير الساعة للبطارية لتحديد إجمالي القدرة الكهربائية: أمبير الساعة (Ah) × فولت (V) = واط (Wh)
100 أمبير × 12 فولت = 1200 واط
للشحن في 10 ساعات، احسب باستخدام الصيغة: إجمالي القدرة الكهربائية (واط/ساعة) / وقت إعادة الشحن في ساعات الذروة الشمسية (ساعة) = واط للوحة
1200 واط/10 ساعات = 120 واط
نتيجة لذلك ، أ الحد الأدنى المطلوب هو لوحة بقوة 120 واط لشحن بطارية ١٢ فولت في عشر ساعات. تتطلب بطاريات أيون الليثيوم طاقة أكبر من بطاريات الرصاص الحمضيةعلاوة على ذلك، يُعد اختيار وحدة تحكم الشحن أمرًا بالغ الأهمية لضمان الكفاءة، وتنظيم تدفق الكهرباء، ومنع الشحن الزائد. كما يلزم وجود عاكس طاقة لتحويل التيار المستمر إلى تيار متردد للأجهزة.
كيفية توصيل لوحة الطاقة الشمسية 18 فولت لشحن بطارية 12 فولت
يُعد فهم فرق الجهد أمرًا بالغ الأهمية عند توصيل لوحة شمسية بجهد ١٨ فولت لشحن بطارية ١٢ فولت. صُممت اللوحة الشمسية بجهد ١٨ فولت لتوفير ما يقارب ١٨ فولت، بينما صُممت بطارية ١٢ فولت لشحنها بجهد ١٢ فولت تقريبًا. ونظرًا لارتفاع جهد اللوحة الشمسية، يؤدي ربطهما بشكل مباشر إلى حدوث تلف لا يمكن إصلاحه للبطارية. علاوة على ذلك، إذا تجاوز جهد البطارية الحد الأقصى جهد الدائرة المفتوحة من الممكن أن لا تنتج اللوحة كهرباء كافية.
يُنصح باستخدام طرق بديلة لتجنب الكوارث المحتملة الناتجة عن عدم توافق الجهد. لزيادة الكفاءة، اختر المكونات والتوصيلات المناسبة.
1. استخدم وحدة التحكم في الشحن
في أنظمة الطاقة الشمسية خارج الشبكة مع البطاريات، يعد جهاز التحكم في الشحن أمرًا بالغ الأهمية لـ التحكم في التيار والجهد يُنصح باستخدام وحدة تحكم شحن شمسية تُخفّض جهد اللوحة الشمسية من ١٨ فولت إلى ١٢ فولت بشكل فعّال لإعادة شحن البطارية. يوجد نوعان من وحدات التحكم في الشحن: PWM وMPPT.
أ. وحدة تحكم شحن PWM
A وحدة تحكم الشحن PWM (تعديل عرض النبضة) يتصرف مثل مفتاح يربط البطارية والألواح الشمسية. أثناء الشحن بالجملة، يظل المفتاح قيد التشغيل، مما يضمن ثبات التيار الكهربائي مع خفض الجهد العالي من الخلايا الشمسية لمطابقة جهد البطارية.
على سبيل المثال، تُولّد لوحة شمسية 18 فولت 100 واط جهدًا قدره 25 فولت (جهد دائرة مفتوحة) وتُزوّد بـ 4.1 أمبير. يُخفّض مُتحكّم PWM الجهد إلى 12 فولت مع الحفاظ على ثبات الأمبير، مما يُنتج خرجًا قدره 50 واط. ومع ذلك، تُقلّل هذه العملية من الكفاءة وتُسبّب قوة خسارة.
ب. وحدة تحكم شحن MPPT
يضمن جهاز التحكم في الشحن MPPT (تتبع نقطة الطاقة القصوى) حصول البطارية على أقصى تيار للاستخدام. وينظم الجهد لزيادة توصيل الطاقة إلى الأحمال مع تقليل الخسائر. آلية داخلية لضبط جهد الخرج تعتمد كفاءة الألواح الشمسية على جهد البطارية مع زيادة الأمبير، مما يجعلها أكثر كفاءة بنسبة 30% من وحدات تحكم الشحن PWM. يُنصح باستخدام وحدة تحكم MPPT عند شحن بطارية 12 فولت باستخدام لوحة شمسية 18 فولت، أو 24 فولت، أو حتى 48 فولت.
انظر أيضا: أفضل 6 وحدات تحكم شحن الطاقة الشمسية MPPT بقوة 30 أمبير
2. استخدم المحول (DC-DC)
A محول DC-DC هو بديل فعال من حيث التكلفة لوحدة التحكم في الشحن التي يقلل الجهد العالي من الألواح الشمسية إلى 12 فولت لشحن بطارية ١٢ فولت. على الرغم من خسائر الطاقة، خاصةً مع الألواح الشمسية الأكبر حجمًا، إلا أن تأثيرها على الألواح الأصغر حجمًا، مثل ٢٠ واط أو ٥٠ واط، يبقى ضئيلًا.
لذلك، قبل توصيل لوحة شمسية ١٨ فولت لشحن بطارية ١٢ فولت، يُرجى مراعاة حدود جهد دخل بطارية ١٢ فولت، والتي تتراوح بين ١٢ فولت و١٤ فولت. استخدم وحدة تحكم شحن أو محول تيار مستمر-تيار مستمر للحد من المخاطر المرتبطة بمستويات الجهد غير المتوافقة. هذا أمر بالغ الأهمية، خاصةً عند وجود أكثر من ست خلايا مظللة، حيث يمكن أن تُولّد ما بين ١٦ و١٨ فولت. لهذا الغرض، يعتبر جهاز التحكم في الشحن MPPT أكثر كفاءة من جهاز PWM. يمكن استخدام أجهزة مختلفة لضمان ممارسات الشحن الآمنة والمتوافقة.
يمكنك أيضًا استخدام محرك DC لشحن بطارية 12 فولت باستخدام اللوحة الشمسية الخاصة بك.
أيضا، تحقق من كيفية توصيل لوحة الطاقة الشمسية بالبطارية دون الحاجة إلى وحدة تحكم الشحن
هل يمكنني استخدام لوحة الطاقة الشمسية 24 فولت لشحن بطارية 12 فولت؟
الآن بعد أن تعلمت ما إذا كان بإمكانك استخدام لوحة شمسية 18 فولت لشحن بطارية 12 فولت، دعنا نستكشف توافق لوحة 24 فولت مع بطارية 12 فولت. نعم، من الممكن من الناحية الفنية استخدام لوحة شمسية ٢٤ فولت لشحن بطارية ١٢ فولت، مع أنها ليست الطريقة الأكثر فعالية. مصدر القلق الرئيسي هو فرق الجهد بين جهد الدائرة المفتوحة النموذجي للوحة ١٢ فولت (حوالي ٢٢ فولت) وجهد لوحة ٢٤ فولت (يتراوح بين ٣٦ فولت و٤٤ فولت). نظرًا لاختلاف تكوينات الخلايا، قد يكون لبعض الألواح المصنفة بـ ٢٤ فولت خرج يتراوح بين ٣٠ و٤٠ فولت.
هذه الألواح تهدف إلى تنتج ما لا يقل عن 30% من الطاقة أكثر من البطاريات المصممة لشحنها. عند توصيل لوحة شمسية ٢٤ فولت ببطارية ١٢ فولت، ينخفض جهد اللوحة العالي ليُطابق جهد البطارية. ومع ذلك، نظرًا لانخفاض الجهد، تُعدّ هذه العملية غير فعّالة بطبيعتها، مما يؤدي إلى استخدام غير مثالي للطاقة.
ولمعالجة هذا الخلل، يوصى بما يلي: استخدم وحدة تحكم شحن MPPT يعمل هذا المتحكم كمحوّل تيار مستمر إلى تيار مستمر بضبط تلقائي. يُحسّن هذا المتحكم خرج اللوحة الشمسية عند ذروة طاقتها، ثم يُخفّض الجهد لشحن بطارية ١٢ فولت بكامل طاقتها.
يجب أن يقرأ: كيفية فصل الألواح الشمسية
في النهاية، يُعد استخدام لوحة شمسية ١٨ فولت مع بطارية ١٢ فولت خيارًا عمليًا، ولكنه قد يفتقر إلى الكفاءة. لإنشاء اتصال موثوق، من الضروري فهم اختلافات الجهد واختيار المكونات المناسبة لبطاريتك ولوحة الطاقة الشمسية. الالتزام بهذه الإرشادات يُحسّن الكفاءة والسلامة، ويضمن بطارية ١٢ فولت مشحونة باستمرار.
