صارت بطاريات الليثيوم في المتناول، وأسعارها معقولة، فأصبحت الخيار الأنسب لمعظم منظومات الطاقة الشمسية. في هذا الدليل نحسب خطوة بخطوة ثلاثة أشياء لمنزل في مناخ الخليج: الاستهلاك اليومي من جدول الأحمال، ثم عدد بطاريات الليثيوم، ثم عدد الألواح الشمسية.
شرحنا الطريقة نفسها سابقًا على بطاريات الرصاص في دليل حساب عدد البطاريات لمنظومة مستقلة. وهنا نحدّثها لبطاريات الليثيوم، ونقارن النتيجة في آخر المقال.
الخطوة 1: قسّم اليوم إلى نهار وليل
الاستهلاك يختلف من يوم لآخر، لذلك نحسب أكثر يوم استهلاكًا، أي أسوأ سيناريو. والأهم أن نفرّق بين وقتين:
- النهار، 9 ساعات: الساعات التي تنتج فيها الألواح ما يكفي لتغذية الأحمال مباشرة. قد يكون هناك إنتاج قبلها وبعدها، لكنه ضعيف فلا نعتمد عليه.
- الليل، 15 ساعة: تشمل الليل وساعات الصباح الأولى ونهاية النهار. ما يُستهلك فيها يأتي من البطاريات.
الخطوة 2: احسب الاستهلاك من جدول الأحمال
لكل جهاز نعرف عدده وقدرته وساعات تشغيله نهارًا وليلًا، ثم نحسب الطاقة:
| الجهاز | العدد | القدرةواط | ساعات التشغيل ساعة | الطاقة كيلوواط ساعة | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| نهارًا | ليلًا | نهارًا | ليلًا | المجموع | |||
| الإنارة | 15 | 10 | 0 | 10 | 0 | 1.5 | 1.5 |
| مكيف1.5 طن · 18,000 وحدة | 2 | 1,875 | 9 | 6 | 33.75 | 22.5 | 56.25 |
| غسالة ملابس | 1 | 1,000 | 2 | 0 | 2.0 | 0 | 2.0 |
| مايكروويف | 1 | 1,333 | 0.25 | 0.25 | 0.333 | 0.333 | 0.666 |
| سخان ماء | 1 | 1,500 | 1 | 1.5 | 1.5 | 2.25 | 3.75 |
| كمبيوتر | 2 | 89 | 5 | 3 | 0.89 | 0.534 | 1.424 |
| ماكينة قهوة | 1 | 1,000 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 1.0 |
| مضخة ماء½ حصان | 1 | 466 | 1 | 0 | 0.466 | 0 | 0.466 |
| ثلاجة180 لترًا | 1 | 150 | 3 | 5 | 0.45 | 0.75 | 1.2 |
| الإجمالي | الطاقة = العدد × القدرة × ساعات التشغيل | 39.889 | 28.367 | 68.256 | |||
العمود المميز (طاقة الليل) هو أساس حساب البطاريات، والمجموع اليومي أساس حساب الألواح.
من الجدول نأخذ ثلاثة أرقام:
- طاقة الليل (28.367 كيلوواط ساعة): عليها نحسب عدد البطاريات.
- الطاقة اليومية (68.256 كيلوواط ساعة): عليها نحسب عدد الألواح.
- مجموع قدرات الأجهزة التي قد تعمل معًا: عليه نختار قدرة الإنفرتر. للمقارنة بين الأنواع راجع أنواع الإنفرتر، وللمقارنة بين الشركات راجع أفضل 8 إنفرترات في 2026.
الخطوة 3: احسب عدد بطاريات الليثيوم
بطارية الليثيوم تُحدد سعتها في نشرة المواصفات بالكيلوواط ساعة مباشرة، مثل 5 أو 10 كيلوواط ساعة. في مثالنا نستخدم بطارية ليثيوم سعتها 10.64 كيلوواط ساعة، يتجاوز عمرها 6,000 دورة شحن وتفريغ. ونحتاج معاملين آخرين:
- عمق التفريغ (DoD) 90%: لا نسحب 100% من سعة البطارية حتى لا نتلفها. الشركة في مثالنا توصي بـ90%، وبعض الشركات توصي بـ80%، فراجع نشرة بطاريتك.
- كفاءة الشحن والتفريغ 90%: جزء من الطاقة يضيع حرارةً وفي مقاومة الأسلاك. الكفاءة عادة بين 90 و95%، واعتمدنا 90% للشحن والتفريغ معًا.
النتيجة 3.29، فنحتاج 4 بطاريات. وإذا كانت الميزانية محدودة تكفي 3 بطاريات في أغلب الأيام، لكن سعة البطاريات تتراجع مع كل دورة شحن وتفريغ، فالبطارية الرابعة تضمن أن البنك يكفي حتى بعد سنوات من الاستخدام.
ولاختيار البطارية نفسها، قارن الشركات المتوفرة فعليًا في منطقتنا في ترتيبنا لـأفضل 10 بطاريات طاقة شمسية في الأسواق العربية.
الخطوة 4: احسب عدد الألواح الشمسية
قدرة اللوح المكتوبة في نشرته مقاسة في الظروف القياسية للاختبار: حرارة خلايا 25 درجة وإشعاع 1,000 واط لكل متر مربع. في الواقع الحرارة أعلى والإشعاع أقل، لذلك نضرب في معامل كفاءة 80%. ونحتاج أيضًا ساعات الذروة الشمسية، ومتوسطها نحو 6 ساعات في منطقتنا، وتختلف من موقع لآخر. واخترنا لوحًا بقدرة 600 واط.
نقرّبها إلى 24 لوحًا، أي منظومة بقدرة 14.4 كيلوواط ذروة. وللتحقق: 600 × 0.8 × 6 × 24 = 69,120 واط ساعة يوميًا، وهي أكبر قليلًا من الـ68,256 المطلوبة.
معامل الـ80% يتأثر كثيرًا بحرارة الألواح، وهو ما يجعل اختيار لوح بمعامل حرارة منخفض مهمًا في الخليج. شرحنا ذلك في دليل أنواع الألواح الشمسية وقراءة نشرة المواصفات.
الليثيوم مقابل الرصاص: كم بطارية لنفس الليلة؟
المثال هنا أكبر من مثال دليل بطاريات الرصاص: طاقة الليل 28.4 كيلوواط ساعة مقابل 20 هناك. لذلك لم ننقل أرقام ذلك الدليل، بل أعدنا الحساب بمعادلته على نفس الليلة، ببطاريات رصاص 12 فولت × 200 أمبير ساعة في نظام 48 فولت وكفاءة 90%:
عمق تفريغ 90%، ونحو 6,000 دورة أو أكثر، وبلا صيانة.
نحو 821 أمبير ساعة، أي 5 خطوط على التوازي في كل منها 4 بطاريات. عمرها أقصر مع التفريغ العميق.
نحو 1,313 أمبير ساعة، أي 7 خطوط. تعيش أطول، لكن البنك أكبر بكثير في الحجم والوزن.
الفرق في العدد كبير، ومعه فرق المساحة والصيانة والتهوية. وللمقارنة الكاملة بين الأنواع، راجع أنواع بطاريات الطاقة الشمسية.
قائمة التحقق
- جدول أحمال كامل على أسوأ يوم، بساعات النهار والليل لكل جهاز.
- طاقة الليل لحساب البطاريات، والطاقة اليومية لحساب الألواح.
- سعة البطارية وعمق تفريغها الموصى به من نشرة المصنّع.
- هامش لتراجع سعة البطاريات مع الزمن، فقرّب العدد للأعلى.
- ساعات الذروة الشمسية الصحيحة لموقعك، والطاقة بالواط ساعة في معادلة الألواح.
- إنفرتر يتحمل مجموع الأحمال التي قد تعمل معًا، ومتوافق مع البطارية.
وبعد الحساب، طريقة توصيل الألواح والبطاريات والحمايات شرحناها في دليل توصيل نظام طاقة شمسية هجين خطوة بخطوة.
شروحات هندسية عملية بالعربيةاشترك في القناة
