في المنظومة المستقلة عن الشبكة (Off-Grid) لا يوجد مصدر احتياطي: إذا نفدت البطاريات قبل الفجر انطفأ البيت. لذلك يجب أن يُحسب بنك البطاريات بدقة، وعلى أسوأ الظروف لا على المتوسط. في هذا الدليل نحسب عدد البطاريات خطوة بخطوة لمنزل في مناخ الخليج، من جدول الأحمال حتى طريقة توصيل البنك.
ما المنظومة المستقلة عن الشبكة؟
هي منظومة لا تعمل بالتوازي مع شركة الكهرباء. تغذي الألواح الشمسية الأحمال نهارًا عبر الإنفرتر وتشحن البطاريات، ثم تتولى البطاريات تغذية الأحمال طوال الليل. ولأن البطاريات هي المصدر الوحيد ليلًا، فأي خطأ في حسابها يعني انقطاع الكهرباء في أسوأ وقت. وللفرق بين هذا النوع والمنظومات المتصلة بالشبكة والهجينة، راجع دليل أنواع الإنفرتر في الطاقة الشمسية.
الخطوة 1: جدول الأحمال الكهربائية
أول خطوة هي حصر كل الأجهزة: نوعها وعددها، وقدرة كل منها بالواط، وساعات تشغيلها نهارًا وليلًا كلٌّ على حدة. ثم نحسب الطاقة لكل جهاز بالكيلوواط ساعة:
| الجهاز | العدد × القدرة | ساعات النهار | ساعات الليل | طاقة النهار | طاقة الليل | المجموع اليومي |
|---|---|---|---|---|---|---|
| لمبات الإنارة | 20 × 6 W | 0 | 12 | 0 | 1.44 | 1.44 |
| الثلاجة (255 لترًا) | 1 × 100 W | 5 | 5 | 0.5 | 0.5 | 1.0 |
| الغلاية (1.7 لتر) | 1 × 1,600 W | 0.25 | 0.25 | 0.4 | 0.4 | 0.8 |
| التلفاز 55 بوصة | 1 × 100 W | 3 | 3 | 0.3 | 0.3 | 0.6 |
| مكيف 18,000 وحدة (1.5 طن) | 1 × 1,450 W | 12 | 12 | 17.4 | 17.4 | 34.8 |
| الإجمالي | 3,370 W | 18.6 | 20.04 | 38.64 |
الطاقة بالكيلوواط ساعة (kWh). المكيف محسوب على 24 ساعة تشغيل، وهي أسوأ حالة صيف في السعودية والخليج.
لكل رقم في الصف الأخير استخدام مختلف:
- مجموع القدرات (3,370 واط): يحدد قدرة الإنفرتر، وتيار شحن البطاريات، وجهد النظام. ولاختيار الإنفرتر نفسه راجع ترتيبنا لـأفضل 8 إنفرترات في 2026.
- طاقة الليل (20.04 كيلوواط ساعة): عليها نحسب البطاريات.
- الطاقة اليومية (38.64 كيلوواط ساعة): عليها نحسب عدد الألواح الشمسية.
الخطوة 2: لماذا نحسب على طاقة الليل فقط؟
خلال النهار تأتي الطاقة من الألواح الشمسية مباشرة عبر الإنفرتر، وما يزيد عنها يشحن البطاريات. أما في الليل فالبطاريات هي المصدر الوحيد. لذلك يُحسب بنك البطاريات على طاقة الليل فقط، وهي 20.04 كيلوواط ساعة في مثالنا، لا على الاستهلاك اليومي كاملًا.
الخطوة 3: اختر جهد النظام
كلما زادت قدرة الأحمال، كان الجهد الأعلى أفضل، لأنه يخفض التيار، فتصغر مقاسات الكابلات وتقل الخسائر. القاعدة المتبعة عمليًا:
| مجموع قدرة الأحمال | جهد النظام المناسب |
|---|---|
| حتى 1 كيلوواط | 12 فولت |
| من 1 إلى 3 كيلوواط | 24 فولت |
| أكثر من 3 كيلوواط | 48 فولت |
مجموع الأحمال في مثالنا 3,370 واط، أي أكثر من 3 كيلوواط، فيكون جهد النظام 48 فولت.
الخطوة 4: احسب سعة البنك المطلوبة
نحتاج إلى ثلاثة معاملات إضافية:
- أيام الاحتياط: عدد الأيام التي يجب أن تكفي فيها البطاريات دون شمس. اعتمدنا يومًا واحدًا، لأن الأيام الغائمة المتتالية نادرة في المنطقة العربية مقارنة بأوروبا. وفي المنظومات الحرجة يُزاد هذا الرقم.
- عمق التفريغ (DoD): النسبة المسموح باستهلاكها من سعة البطارية. اعتمدنا في المثال 80% لبطاريات حمض الرصاص السائلة، وسنعود لهذه النقطة في التنبيه المهم أدناه. ويختلف عمق التفريغ حسب نوع البطارية، كما شرحنا في مقارنة أنواع بطاريات الطاقة الشمسية.
- كفاءة النظام: لتعويض خسائر الشحن والتفريغ والكابلات. يوصى بـ0.9، أو 0.8 إذا كانت الأحمال حرجة.
الخطوة 5: حوّل السعة إلى عدد بطاريات
إذا اخترنا بطارية 12 فولت بسعة 200 أمبير ساعة:
- للوصول إلى 48 فولت: نحتاج 4 بطاريات على التوالي (12 × 4 = 48 فولت). هذا «خط» واحد سعته 200 أمبير ساعة، لأن السعة لا تتغير في التوصيل على التوالي.
- للوصول إلى 580 أمبير ساعة: نحتاج 580 ÷ 200 = 2.9، أي 3 خطوط على التوازي، فتصبح السعة 3 × 200 = 600 أمبير ساعة.
- العدد الإجمالي: 4 × 3 = 12 بطارية، تكوّن بنكًا بجهد 48 فولت وسعة 600 أمبير ساعة.
طريقة توصيل البطاريات بالإنفرتر وحمايتها بالفيوز ومفتاح العزل شرحناها بالتفصيل في دليل توصيل نظام طاقة شمسية هجين خطوة بخطوة.
تنبيه مهم: عمق التفريغ يغيّر النتيجة كثيرًا
بطاريات حمض الرصاص تفقد من عمرها كلما زاد عمق تفريغها في كل دورة، والقيمة الشائعة الموصى بها لإطالة عمرها هي 50%. أما 80% فتعطي بنكًا أصغر وأرخص في البداية، لكنها تقصّر عمره. وهذه مقارنة بالأرقام نفسها:
أقل تكلفة في البداية، لكن عمر البطاريات أقصر بسبب التفريغ العميق كل ليلة.
السعة المطلوبة نحو 928 أمبير ساعة، أي 5 خطوط. بنك أكبر، لكنه يعيش سنوات أطول.
سعة أقل لنفس الحمل، وعمر دورات أطول بكثير، وصيانة أقل، لكن السعر أعلى.
وإذا اخترت الليثيوم، فقارن بين الشركات المتوفرة فعليًا في منطقتنا في ترتيبنا لـأفضل 10 بطاريات طاقة شمسية في الأسواق العربية.
قائمة التحقق قبل الشراء
- جدول أحمال كامل، بساعات النهار والليل لكل جهاز، على أسوأ حالة صيف.
- استهلاك الثلاجة من ملصق الطاقة، لا من قدرتها الاسمية × 24 ساعة.
- جهد النظام مناسب لمجموع الأحمال، ومتوافق مع الإنفرتر ومنظم الشحن.
- عمق تفريغ مناسب لنوع البطارية: نحو 50% للرصاص، و80 إلى 90% للّيثيوم حسب المصنّع.
- كل بطاريات البنك من النوع نفسه والسعة نفسها والعمر نفسه، فلا تخلط الجديدة بالقديمة.
- كابلات الخطوط المتوازية متساوية الطول، والتوصيل إلى الإنفرتر عبر فيوز ومفتاح عزل.
شروحات هندسية عملية بالعربيةاشترك في القناة
