في سياق تصميم مصابيح الشوارع بالطاقة الشمسية ،

مثل الكثيرين

غالبًا ما تواجه مشكلة تغيير حجم البطارية بدقة.

هذا بسبب،

عندما تكون البطارية صغيرة الحجم ، لن يتمكن ضوء الشارع من الصمود لمدة تصل إلى 3 أيام ممطرة أو غائمة.

أيضًا ، إذا كانت البطارية كبيرة الحجم ، فستواجه مشكلة الكبريت ، خاصة إذا كان بنك بطارية مغمور.

حسنًا ، لقد قررنا حل التحدي المتمثل في تحديد حجم البطارية بدقة.

لا داعي للقلق بعد الآن في هذه المهمة. بحلول الوقت الذي تنتهي فيه من قراءة هذا ، ستكون مهمة سهلة.

لقد قمنا بتجميع تحليل مفصل ودليل خطوة بخطوة لتحديد حجم البطارية لمصابيح الشارع التي تعمل بالطاقة الشمسية.

أفضل نوع بطارية للنظام الشمسي خارج الشبكة: بطارية دورة عميقة

لمعلوماتك،

عادةً ما يكون نوع البطارية المستخدم لأضواء الشوارع بالطاقة الشمسية خارج الشبكة عبارة عن بطاريات ذات دورة عميقة.

ماذا أقصد؟

لا يمكن أن يكون أي نوع من البطاريات مناسبًا لأضواء الشوارع بالطاقة الشمسية خارج الشبكة ؛

بطارية دورة عميقة

بطارية شمسية ، بطارية دورة عميقة

نظرًا لأن مصباح الشارع الشمسي خارج الشبكة هو نظام طاقة شمسية قائم بذاته ، فإن جميع إمدادات الطاقة الخاصة به تأتي من البطاريات (وليس من مرافق الكهرباء) ، وهذا يتطلب أن تكون البطاريات قادرة على الخضوع لعمليات تفريغ متكررة وعميقة ، وتشارك بطاريات الدورة العميقة في هذه الخصائص المطلوبة

الى جانب ذلك،

من المهم جدًا أن تفهم بوضوح بعض المصطلحات ذات الصلة بالبطاريات الشمسية. سيساعدك هذا على فهم عملية تغيير حجم البطارية.

يجب أن تعرف المصطلحات الأساسية:

1. قدرة البطارية والطاقة

تصنيف الطاقة هو مقدار الطاقة التي يمكن أن توفرها البطارية في وقت واحد ، ويتم قياسها بالواط. لنفترض أن بطارية 12 فولت توفر تيار 2 أمبير للنظام الشمسي ، يمكننا القول أن البطارية يمكن أن توفر 24 واط.

الطاقة (W) = الجهد (V) x الحالي (Amps) = 12V × 2A = 24W

سعة البطارية هي الكمية الإجمالية للطاقة التي يمكن تخزينها بواسطة البطارية ، وحدتها هي KWh ، إذا كانت البطارية تستطيع توفير 24W لمدة 100 ساعة بالكامل ، فسنقول ، تبلغ سعتها 2.4KWh

السعة (واط) = الجهد (V) × التيار (أمبير) × الوقت (ساعات) = 12V × 2A × 100h / 1000 = 2.4KWh

بطارية LiFePO4

بطارية LiFePO4

2. أمبير ساعة

Amp-hour هي تعبير آخر عن سعة البطارية.

إذا كان الجهد الاسمي للبطارية هو 12 فولت ، فيمكنه الاستمرار في إطلاق تيار 2 أمبير في الثانية لمدة 10 ساعات ،

يمكننا أن نرى أن سعتها هي 12 × 2 × 10 = 240 واط في الساعة ، أو 20 أمبير في الساعة.

مصابيح led تعمل بالطاقة الشمسية

مصابيح LED تعمل بالطاقة الشمسية

3. عمق التفريغ

يشير عمق التفريغ (DoD) إلى الكمية المتاحة من الطاقة التي يمكن استخدامها في البطارية عند معالجتها من حالة الشحن الكامل إلى حالة التفريغ الكامل.

إذا كانت سعة البطارية 100 كيلو واط في الساعة ، فيمكن إطلاق 60 كيلو واط في الساعة فقط لتشغيل النظام الشمسي ، وتكون وزارة الدفاع 60٪.

لذلك ، تعتبر DOD عاملاً مهمًا جدًا في حساب حجم بطارية مصابيح الشوارع الشمسية.

كما نعلم ، تبلغ نسبة DOD لنوع بطارية LiFePO4 80 بالمائة ، بينما تبلغ نسبة DOD لبطارية GEL 50 بالمائة.

30٪ عمق التفريغ DoD

4. درجة حرارة عمل البطارية

يشير هذا إلى درجة الحرارة البيئية المثالية للبطارية. درجة الحرارة المثالية هي 27 درجة مئوية (80 درجة فهرنهايت) لأن التفاعل الداخلي للبطارية يكون مثاليًا عند درجة الحرارة هذه.

إذا كانت درجة الحرارة أقل ، ستنخفض كفاءة البطارية.

تعمل درجة الحرارة المرتفعة على تحسين الكفاءة فقط إذا كانت أعلى بقليل من 27 درجة مئوية ولفترة أقصر.

البطارية لا تعمل في الطقس البارد

البطارية لا تعمل في الطقس البارد

حساب البطارية الشمسية: خطوة بخطوة

لنستعرض مثالاً لشرح عملية تغيير حجم البطارية خطوة بخطوة.

الخطوة 1: قم بإعداد البيانات المطلوبة.

  • تصنيف قوة الصمام ،
  • تصنيف الجهد العمل من LED
  • إعدادات سطوع LED أثناء الليل
  • أيام الحكم الذاتي
  • نوع البطارية و DoD

لنفرض

الطاقة المقدرة لمصباح LED في إنارة الشوارع الشمسية هي 30 وات عند 12 فولت.

سيتم ضبط سطوع LED ليلاً على النحو التالي: ساعة واحدة 1٪ + 60 ساعات 5٪ + 100 ساعات 6٪

3 أيام من الحكم الذاتي ، بطرق أخرى ، يمكن أن تتحمل 3 أيام ممطرة / غائمة

نوع البطارية بطاريات LiFePO4 ، وزارة الدفاع ستكون 80٪

الخطوة 2: احسب استهلاك الطاقة اليومي لمصباح LED

الاستهلاك الحالي لمصباح LED = 30/12 = 2.5Amps

إجمالي استهلاك الطاقة في اليوم = 8 ساعات في سطوع 100٪

وبالتالي فإن استهلاك الطاقة اليومي = 2.5 × 8 = 20 أمبير.

الخطوة 3: النظر في استقلالية 3 أيام

إذا قمنا بتصميم مصابيح الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية فيمكنها تحمل 3 أيام ممطرة / غائمة ، فيجب علينا مضاعفة استهلاك الطاقة اليومي في أيام التشغيل الذاتي

سيكون 20Ah × 3 = 60Ah.

الخطوة 4: النظر في عمق التفريغ.

في هذا المثال ، نوع بطاريتنا هو LiFePO4 ، و DoD هو 80٪

لذا يجب أن يكون حجم البطارية 60 أمبير / 80٪ = 75 أمبير