يعد اختيار حجم العاكس المناسب أحد أهم القرارات عند تكوين تخزين الطاقة في المنزل النظام.
قد تخزن البطارية طاقة كافية لدعم منزل لساعات عديدة، ولكن النظام قد يواجه صعوبة إذا لم يتمكن العاكس من توفير طاقة كافية عند تشغيل عدة أجهزة في نفس الوقت. وعلى الطرف الآخر، فإن اختيار عاكس كبير بشكل غير ضروري يمكن أن يزيد من تكلفة النظام ويخلق متطلبات للبطارية والكابلات والحماية والتركيب التي لا يحتاجها المشروع فعليًا.
بالنسبة للتطبيقات السكنية، يجب أن يبدأ تحديد حجم العاكس بسؤال بسيط:
ما مقدار الطاقة التي يحتاجها المنزل في نفس الوقت؟
يعتمد الجواب على أكثر بكثير من إجمالي استهلاك الكهرباء اليومي. يمكن لمكيفات الهواء، ومضخات المياه، وأجهزة المطبخ، والتدفئة الكهربائية، وشحن السيارات الكهربائية، ومتطلبات النسخ الاحتياطي للمنزل بأكمله، أن تغير جميعها حجم العاكس المطلوب.
عملي تخزين الطاقة في المنزل يحتاج التصميم إلى مراعاة:
- حمل منزلي متزامن
- خرج العاكس المستمر
- القدرة الابتدائية وقدرة الاندفاع
- التحميل الأساسي أو النسخ الاحتياطي للمنزل بالكامل؛
- جهد البطارية وقدرة التفريغ
- تغذية كهربائية أحادية الطور أو ثلاثية الطور
- مدخلات الطاقة الشمسية الكهروضوئية
- تفاعل الشبكة
- أحمال الأسر المستقبلية.
لذلك، ينبغي التعامل مع العاكس والبطارية ومصفوفة الألواح الشمسية وأحمال المنزل كنظام طاقة سكني واحد منسق.
قدرة العاكس وسعة البطارية ليسا الشيء نفسه
أحد أكثر المفاهيم الخاطئة شيوعًا في تخزين الطاقة في المنزل الاختيار يعامل قدرة العاكس وسعة البطارية كأرقام قابلة للتبديل.
إنها تقيس أشياء مختلفة.
تقاس قدرة العاكس بالكيلوواط.
يخبرك هذا بمدى قوة التيار المتردد التي يمكن للنظام توفيرها للأحمال المنزلية في وقت واحد تقريبًا.
تقاس سعة البطارية بالكيلوواط ساعة.
يخبرك بكمية الطاقة الكهربائية التي يمكن تخزينها للاستخدام لاحقًا.
على سبيل المثال، قد يحتوي المنزل على:
- عاكس بقدرة 6 كيلوواط
- بطارية بسعة 16 كيلوواط ساعة.
قد توفر البطارية بسعة 16 كيلوواط ساعة مدة احتياطية مفيدة، لكن هذا لا يعني أن المنزل يمكنه تشغيل أجهزة بقدرة 16 كيلوواط بشكل مستمر.
يظل العاكس أحد القيود الأساسية على خرج التيار المتردد اللحظي.
وبالمثل، فإن تركيب بطارية بسعة 30 كيلوواط ساعة خلف عاكس بقدرة 6 كيلوواط قد يزيد بشكل كبير من مدة النسخ الاحتياطي دون زيادة خرج التيار المتردد المقدر بـ 6 كيلوواط للعواكس.
طريقة مفيدة لتذكر الفرق هي:
تحدد الكيلوواط مقدار الحمل الذي يمكن تشغيله.
تساعد الكيلوواط ساعة في تحديد المدة التي يمكن أن يعمل بها هذا الحمل.
يجب أن يكون كلاهما بالحجم الصحيح.
ابدأ بالأحمال التي ستعمل معًا فعليًا
الخطوة الأولى في اختيار العاكس السكني ليست النظر إلى نماذج العاكس. إنها تحديد الأحمال التي تخزين الطاقة في المنزل من المتوقع أن يوفره النظام.
إن مجرد جمع القدرة الكهربائية المقدرة لكل جهاز في المنزل ينتج عادةً رقمًا غير واقعي لأن العديد من الأجهزة لا تعمل في وقت واحد.
بدلاً من ذلك، فكر فيما يمكن تشغيله بشكل واقعي في نفس الوقت.
الأحمال المنزلية الأساسية
بالنسبة للعديد من مشاريع النسخ الاحتياطي، فإن الأولوية هي الحفاظ على تشغيل المنزل الأساسي أثناء انقطاع التيار الكهربائي.
قد تشمل الأحمال الأساسية النموذجية:
- ثلاجة
- مجمد
- إضاءة
- راوتر واي فاي
- معدات أمنية
- تلفزيونات
- حواسيب؛
- مقابس مختارة؛
- مضخات مياه صغيرة
- معدات الاتصالات
إذا تخزين الطاقة في المنزل تم تصميم النظام بشكل أساسي حول هذه الدوائر، ويمكن أن يظل الطلب على العاكس معتدلاً نسبياً.
أحمال الراحة
يتوقع أصحاب المنازل الآخرون أن توفر الطاقة الاحتياطية الراحة العادية بدلاً من الوظائف الكهربائية الأساسية فقط.
يمكن أن تشمل هذه الأحمال:
- مكيفات الهواء
- مضخات حرارية
- أفران الميكروويف
- غلايات
- غسالات
- غسالات الصحون؛
- آلات القهوة
- أجهزة المطبخ الصغيرة.
يمكن لعدة منها تعمل معًا أن تدفع الطلب السكني بسرعة فوق مستوى العاكس الأصغر.
أحمال سكنية عالية الطاقة
بعض الأجهزة تستحق اعتبارًا منفصلاً لأنها يمكن أن تهيمن على حساب الحمل بأكمله.
وتشمل الأمثلة على ذلك:
- أفران كهربائية؛
- مواقد الحث الحراري
- سخانات المياه الكهربائية
- مكيفات هواء كبيرة
- التدفئة الكهربائية
- مضخات حمامات السباحة
- مضخات الآبار أو الثقوب
- شواحن السيارات الكهربائية.
قد يتطلب المنزل الذي يتوقع تشغيل العديد من هذه الأحمال أثناء النسخ الاحتياطي عاكسًا أكبر بكثير من المنزل الذي يستخدم نفس الكمية من الكهرباء يوميًا ولكن مع ذروة طلب أقل.
حساب الحمل المتزامن بدلاً من جمع كل جهاز
لنفترض أن صاحب منزل يريد توفر المعدات التالية أثناء انقطاع التيار الكهربائي.
| تحميل | مثال على قوة الجري |
| ثلاجة | 200 واط |
| إضاءة | 300W |
| راوتر وإلكترونيات | 200 واط |
| تلفزيون | 150 واط |
| أجهزة صغيرة | 500W |
| مكيف هواء | 1600 واط |
| مضخة المياه | 800 واط |
| حمل التشغيل المجمع | 3750 واط |
هذه القيم هي مجرد أمثلة. يجب دائمًا التحقق من تصنيفات المعدات الفعلية للمشروع.
النقطة المهمة هي أن حمولة نظرية تبلغ 3.75 كيلوواط لا تعني تلقائيًا أن عاكسًا بقدرة 4 كيلوواط هو الخيار المثالي.
قد يكون هناك أيضًا:
- بدء تشغيل الضاغط
- تيار بدء المضخة
- فترات قصيرة عندما يعمل جهاز آخر؛
- خسائر تحويل العاكس
- أحمال الأسر المستقبلية
- التخفيض البيئي
- ظروف الحمل الزائد المؤقتة.
لهذا السبب، يجب أن يتمتع العاكس عادةً بهامش مناسب فوق الطلب التشغيلي المستمر المتوقع.
يجب تحديد الهامش الدقيق وفقًا لمواصفات العاكس وخصائص الأحمال المتصلة بدلاً من تطبيق نسبة مئوية ثابتة على كل مشروع.
الاستهلاك اليومي للكهرباء لا يخبرك بحجم العاكس المطلوب
يمكن أن يكون فاتورة الخدمات الشهرية مفيدة عند تقدير سعة البطارية وتوليد الطاقة الشمسية، لكنها لا تخبرك مباشرة بحجم العاكس الذي يحتاجه المنزل.
ضع في اعتبارك منزلين يستهلك كلاهما 15 كيلوواط ساعة من الكهرباء يوميًا.
الصفحة الرئيسية أ
يُستخدم معظم الكهرباء بواسطة:
- إضاءة
- ثلاجة
- إلكترونيات
- تلفزيون
- أجهزة المطبخ الصغيرة.
الطلب الكهربائي موزع نسبيًا على مدار اليوم.
الصفحة الرئيسية ب
تُستخدم الكهرباء بواسطة:
- تكييف هواء كبير
- مضخة مياه
- الطبخ بالحث
- تسخين المياه الكهربائي
- أجهزة أخرى عالية الطاقة.
قد يظل إجمالي الاستهلاك اليومي حوالي 15 كيلوواط ساعة، ولكن قد يكون الحد الأقصى لمتطلبات الطاقة أعلى بكثير.
ونتيجة لذلك، قد تتطلب المنزلين أحجام عاكسات مختلفة على الرغم من أن استهلاكهما اليومي للطاقة متشابه.
بالنسبة لـ تخزين الطاقة في المنزل مشاريع:
كيلوواط ساعة يوميًا هو سؤال يتعلق بالطاقة بشكل أساسي.
ذروة الكيلوواط هي في الأساس مسألة طاقة.
تحتاج البطارية إلى طاقة كافية لوقت التشغيل المطلوب، بينما يحتاج العاكس إلى خرج كافٍ للأحمال التي قد تعمل معًا.
يجب التحقق من المخرجات المستمرة قبل الوصول إلى الأرقام القصوى أو الذروة
عند مقارنة العواكس السكنية، من المهم التمييز بين القدرة الاسمية المستمرة والقدرة الاندفاعية قصيرة المدى.
لا ينبغي تفسير تصنيف ذروة الشركة المصنعة على أنه الطاقة التي يمكن للمحول توفيرها باستمرار.
على سبيل المثال، قد يكون العاكس مصنفًا لـ:
- 6 كيلوواط خرج مستمر؛
- مخرجات اندفاعية قصيرة المدة أعلى بكثير.
الرقم الأعلى مفيد لأحمال الذروة المؤقتة، خاصة بدء تشغيل المحركات، ولكن يجب أن يظل الحمل المنزلي العادي مصممًا حول قدرة التشغيل المستمر للعواكس.
لعمليات النسخ الاحتياطي الطويلة، يجب أن تظل الأحمال ضمن النطاق المستمر المناسب للمحول العاكس.
يصبح هذا الأمر ذا أهمية خاصة عندما يقول صاحب المنزل:
أقصى حمولة لدي هي 8 كيلوواط، لكن هذا يحدث بشكل متقطع فقط.
لا يزال المشروع بحاجة إلى تحديد ما إذا كانت حالة الـ 8 كيلوواط تستمر لجزء من الثانية، أو لعدة ثوانٍ، أو لعدة دقائق، أو لفترة أطول بكثير.
هذه متطلبات عاكس مختلفة جداً.
قوة البدء مهمة لمكيفات الهواء والمضخات والضواغط
قد يبدو نظام سكني بحجم مناسب عند النظر فقط إلى طاقة تشغيل الأجهزة، ولكنه لا يزال يتوقف عند بدء تشغيل محرك.
تشمل الأمثلة الشائعة:
- ثلاجات
- مجمدات
- مكيفات الهواء
- مضخات حرارية
- مضخات المياه
- ضواغط
- معدات المرآب.
قد يتطلب المحرك زيادة مؤقتة في الطاقة الكهربائية أثناء بدء التشغيل.
يعتمد المبلغ على:
- نوع المحرك
- حجم المحرك
- طريقة البدء؛
- معدات إلكترونية؛
- حالة التشغيل
- ما إذا كانت أحمال أخرى قيد التشغيل بالفعل.
لهذا السبب تخزين الطاقة في المنزل لا ينبغي قياس حجم المشاريع التي تحتوي على مضخات أو مكيفات الهواء باستخدام استهلاك الطاقة التشغيلية وحده.
على سبيل المثال، إذا كان العاكس يعمل بالفعل بالقرب من تصنيفه المستمر عند بدء تشغيل مضخة، فإن الطلب الإضافي المؤقت يمكن أن يتجاوز قدرته على التحميل الزائد.
يوفر تكوين أكثر موثوقية هامش تشغيل كافٍ لكل من الحمل العادي وأحداث بدء التشغيل المتوقعة.
يمكن لتكييف الهواء تغيير متطلبات العاكس بالكامل
تعتبر مكيفات الهواء مهمة بشكل خاص في تحديد حجم العاكس السكني لأن التبريد قد يمثل أحد أكبر الأحمال في المنزل.
يجب أن يؤكد المشروع:
- كم عدد مكيفات الهواء المثبتة؟
- أي الوحدات تحتاج إلى دعم؟
- قدرتها المقدرة؛
- سواء كانوا يستخدمون ضواغط تعمل بالمحولات؛
- ما إذا كان يمكن تشغيل وحدات متعددة في وقت واحد؛
- ما هي الأحمال الأخرى التي تظل نشطة أثناء تشغيل التبريد؟
قد يكون لدى صاحب المنزل الذي يحتاج فقط إلى الإضاءة والتبريد والإنترنت وبعض المقابس أثناء انقطاع التيار الكهربائي متطلبات عاكس متواضعة نسبيًا.
إضافة عدة مكيفات هواء، يمكن أن يتغير خرج العاكس المطلوب بشكل كبير.
لهذا السبب فإن طلب "حجم المنزل" فقط ليس كافياً.
قد يتطلب منزل كبير مزود بدوائر احتياطية مُدارة بعناية طاقة عاكس أقل من منزل أصغر حيث يُتوقع تشغيل مكيفات الهواء والطبخ والمضخات والتدفئة في وقت واحد.
تحتاج أنظمة النسخ الاحتياطي للأحمال الأساسية والنسخ الاحتياطي للمنزل بالكامل إلى استراتيجيات عاكسات مختلفة
قرار رئيسي آخر يتعلق بالحجم هو ما إذا كان من المتوقع أن يدعم نظام تخزين طاقة المنزل أحمالًا أساسية محددة أم معظم المنزل.
التحميل الأساسي الاحتياطي
تبقى دوائر مختارة فقط تعمل أثناء انقطاع التيار الكهربائي.
قد تشمل:
- ثلاجة
- إضاءة
- اتصالات
- معدات أمنية
- مقابس مختارة؛
- مكيف هواء واحد
- المضخات المختارة.
يمكن لهذا النهج أن يقلل:
- مخرج العاكس المطلوب
- معدل تفريغ البطارية
- متطلب سعة البطارية
- تعقيد التركيب.
يمكنه أيضًا زيادة مدة النسخ الاحتياطي لأن الأحمال غير الضرورية مستبعدة.
دعم المنزل بالكامل
يدعم النظام جزءًا أكبر بكثير من التوزيع الكهربائي للعقار.
يوفر هذا راحة أكبر، لكنه لا يعني بالضرورة أن كل جهاز منزلي يمكن أن يعمل في وقت واحد دون قيود.
قد لا تزال الأنظمة المنزلية الكاملة تستخدم إدارة الأحمال للتحكم في المعدات مثل:
- شواحن السيارات الكهربائية
- سخانات المياه الكهربائية
- مكيفات الهواء الثانوية
- أفران كهربائية؛
- معدات حمامات السباحة.
يمكن أن يمنع هذا فترات الطلب المرتفع للغاية من إجبار النظام بأكمله تخزين الطاقة في المنزل النظام أن يكون مفرط الحجم.
إدارة الحمل يمكن أن تكون أفضل من مجرد اختيار عاكس أكبر
لنفترض أن المنزل يتطلب عادةً 5 كيلوواط خلال انقطاع التيار الكهربائي، ولكن شاحن السيارة الكهربائية الخاص به يضيف 7 كيلوواط إضافية عند تشغيله.
أحد الخيارات هو اختيار عاكس كبير بما يكفي لدعم 12 كيلوواط في وقت واحد.
ولكن إذا لم يكن شحن السيارة الكهربائية مطلوبًا أثناء انقطاع التيار الكهربائي، فإن حلاً آخر هو ببساطة تعطيل أو تقليل أولوية شاحن السيارة الكهربائية في وضع النسخ الاحتياطي.
يمكن اتخاذ قرارات مماثلة لـ:
- تسخين المياه الكهربائي
- تدفئة المسبح
- تكييف ثانوي
- أفران كهربائية؛
- معدات ورشة عمل غير ضرورية.
هذا جزء مهم من تصميم النظام السكني.
لا ينبغي أن يكون الهدف دائمًا:
ما هو حجم العاكس الذي يمكننا إنشاؤه؟
سؤال أفضل هو:
ما هي الأحمال التي تحتاج فعليًا إلى طاقة في نفس الوقت؟
يمكن للإدارة الجيدة للأحمال أن تقلل من حجم العاكس مع الحفاظ على أداء احتياطي مفيد.
العاكس الأكبر ليس أفضل تلقائيًا
يُعامل التضخيم أحيانًا على أنه النهج الأكثر أمانًا، ولكن اختيار عاكس أكبر بكثير مما يتطلبه التطبيق يمكن أن يخلق عواقب تصميمية أخرى.
قد تتطلب طاقة العاكس الأعلى:
- قدرة تفريغ بطارية أكبر؛
- تيار مستمر أعلى
- كابلات أكبر؛
- أجهزة حماية مختلفة؛
- متطلبات تركيب متزايدة
- وحدات بطارية إضافية؛
- تكلفة معدات أعلى.
لذلك، يجب أن يكون العاكس كبيرًا بما يكفي لاستيعاب الطلب التشغيلي الواقعي والهامش المناسب، بدلاً من اختياره فقط وفقًا لأعلى تصنيف طاقة متاح.
لمشروع سكني بمتطلبات احتياطية متواضعة، قد يوفر عاكس أصغر وبطارية ذات حجم مناسب قيمة أفضل من عاكس أكبر بكثير نادرًا ما يعمل بالقرب من طاقته المقدرة.
ومع ذلك، بالنسبة للمنزل الكبير الذي يحتوي على العديد من الأحمال عالية الطاقة، يمكن أن يؤدي التقليل من الحجم إلى أحداث تحميل زائد متكررة وتجربة مستخدم سيئة.
الحجم الصحيح يقع بين هذين الحدين.
يجب أن تكون البطارية قادرة على توفير الطاقة التي يطلبها العاكس
اختيار عاكس بقدرة 10 كيلوواط لا ينشئ تلقائيًا 10 كيلوواط تخزين الطاقة في المنزل النظام.
يجب أن توفر البطارية أيضًا طاقة كافية.
بالنسبة لأنظمة البطاريات ذات الجهد المنخفض، يمكن أن يعني خرج العاكس الأعلى تيارًا مستمرًا كبيرًا.
علاقة مبسطة هي:
تيار مستمر ≈ طاقة العاكس ÷ جهد البطارية
مع تجاهل خسائر التحويل، قد يتطلب عاكس بقدرة 6 كيلوواط متصل ببطارية 51.2 فولت أكثر من 117 أمبير على جانب التيار المستمر عند أقصى خرج.
يمكن أن يتطلب عاكس بقدرة 10 كيلوواط نظريًا حوالي 195 أمبير عند نفس جهد البطارية.
تعتمد المتطلبات الفعلية الحالية على الجهد والكفاءة وظروف التشغيل وتصميم العاكس، لكن المثال يوضح سبب أهمية قدرة تفريغ البطارية.
يجب أن يتحقق المشروع من:
- الجهد الاسمي للبطارية
- جهد تشغيل البطارية
- أقصى تيار تفريغ مستمر
- قدرة التفريغ القصوى حيثما ينطبق ذلك؛
- حدود تيار نظام إدارة البطارية؛
- عدد وحدات البطارية
- بروتوكول الاتصال
- توافق العاكس.
يمكن للبطارية أن تحتوي على الكثير من الطاقة المخزنة بينما لا تزال غير قادرة على توصيل الطاقة الفورية المطلوبة.
يجب اختيار سعة البطارية بعد وضوح متطلبات الحمل
بمجرد تحديد خرج العاكس، يمكن النظر في سعة البطارية وفقًا لمدة النسخ الاحتياطي المطلوبة واستراتيجية التشغيل.
حساب مبدئي مبسط هو:
وقت النسخ الاحتياطي ≈ طاقة البطارية القابلة للاستخدام ÷ متوسط الحمل
على سبيل المثال، إذا كان لدى الأسرة حوالي 12 كيلوواط ساعة من طاقة البطارية القابلة للاستخدام وحمل احتياطي متوسط يبلغ 2 كيلوواط، فإن النتيجة النظرية تكون حوالي 6 ساعات.
ستختلف العملية الفعلية بسبب:
- خسائر تحويل العاكس
- إعدادات احتياطي البطارية
- تغيير أحمال المنزل؛
- عمق التفريغ
- درجة حرارة البطارية
- حدود نظام إدارة البطارية
- استهلاك وضع الاستعداد للنظام.
الحساب هو مجرد نقطة انطلاق.
ومع ذلك، فإنه يوضح لماذا تحتاج طاقة العاكس وسعة البطارية إلى اعتبار منفصل.
قد تعمل عاكس بقدرة 12 كيلوواط مع بطارية صغيرة نسبيًا على تشغيل أحمال كبيرة، لكنها توفر وقت تشغيل محدود.
قد توفر بطارية كبيرة مقترنة بعاكس أصغر وقت تشغيل طويل للأحمال المعتدلة، ولكنها قد تظل غير قادرة على تشغيل العديد من الأجهزة عالية الطاقة في وقت واحد.
لا يوجد ترتيب خاطئ تلقائيًا. يعتمد الأمر على التطبيق.
يجب أن يتناسب حجم العاكس مع بنية جهد البطارية
قد تستخدم أنظمة تخزين الطاقة السكنية هياكل جهد بطارية مختلفة.
يجب أن يكون العاكس والبطارية متوافقين من حيث:
- الجهد الاسمي
- نطاق جهد التشغيل
- جهد الشحن
- حدود التصريف
- اتصال نظام إدارة المباني
- القدرة الحالية.
جهد منخفض تخزين الطاقة في المنزل تُعد الأنظمة شائعة في العديد من التطبيقات السكنية، بينما قد تستخدم أنظمة أخرى هياكل بطاريات ذات جهد أعلى.
لا يمكن خلط هذه الأساليب ببساطة لأن العاكس والبطارية لهما أرقام كيلوواط أو كيلوواط ساعة متشابهة.
تعد بنية الجهد واحدة من أولى المواصفات التي يجب تأكيدها عند مطابقة عاكس مستقل مع وحدات البطارية.
هذا أيضًا أحد الأسباب التي تجعل تكوينات تخزين الطاقة المنزلية المتكاملة والمطابقة مسبقًا يمكن أن تبسط تخطيط المشروع.
يجب تأكيد إمداد أحادي الطور أو ثلاثي الطور
حجم العاكس وحده لا يحدد ما إذا كان العقار يحتاج إلى عاكس أحادي الطور أو ثلاثي الطور.
يجب أن يتوافق النظام مع البنية الكهربائية للموقع.
معلومات هامة تشمل:
- طور التوريد الشبكي
- جهد المنزل
- ترتيب لوحة التوزيع
- مرحلة الحمل الرئيسي
- متطلبات الاتصال بالشبكة المحلية
- ترتيب دائرة احتياطية.
تستخدم العديد من المنازل القياسية الطاقة أحادية الطور، مما يجعل العواكس الهجينة أحادية الطور مناسبة لعدد كبير من تطبيقات الطاقة الشمسية والتخزين السكنية.
قد تتطلب المنازل الأكبر حجماً، أو الفلل، أو الأسواق التي يكون فيها خدمة الكهرباء ثلاثية الطور شائعة، هيكل نظام مختلف.
لذلك، لا ينبغي التعامل مع متطلب 10 كيلوواط أحادي الطور ومتطلب 10 كيلوواط ثلاثي الطور كمشروع واحد.
يجب تأكيد معلومات الطور قبل الاختيار النهائي للمحول.
لا يشترط أن تتطابق سعة الألواح الشمسية مع خرج العاكس بتيار متردد
سوء فهم شائع آخر هو أن العاكس بقدرة 6 كيلوواط يجب دائمًا أن يقترن بـ 6 كيلوواط بالضبط من الألواح الشمسية.
عادةً ما تحتوي المحولات الهجينة على مواصفات منفصلة لـ:
- خرج تيار متردد مقنن
- أقصى طاقة دخل للجهد الكهروضوئي
- أقصى جهد دائرة مفتوحة للوحدة الكهروضوئية
- نطاق جهد MPPT
- الحد الأقصى لتيار دخل الألواح الشمسية
- عدد وحدات تتبع نقطة الطاقة القصوى
- تيار شحن الألواح الشمسية.
ونتيجة لذلك، قد يختلف حجم مصفوفة الطاقة الشمسية المسموح به عن خرج التيار المتردد المقنن للمحول.
يجب تصميم مصفوفة الخلايا الكهروضوئية حول:
- local solar conditions;
- وحدة الخصائص الكهربائية
- سلسلة الجهد
- حدود مُحسِّن تتبع نقطة الطاقة القصوى للمُحوِّل
- مساحة السقف
- تظليل
- الإنتاج المطلوب للطاقة
- متطلبات شحن البطارية.
في الوقت نفسه، يجب اختيار خرج العاكس المتردد ليتناسب مع متطلبات الحمل المنزلي.
الاثنان مرتبطان، لكنهما ليسا نفس حساب الحجم.
شحن الشبكة يؤثر أيضاً على استراتيجية الطاقة السكنية
ليس كل تخزين الطاقة في المنزل يعتمد النظام حصريًا على الشحن الشمسي.
قد يسمح العاكس الهجين أيضًا بشحن البطارية من شبكة المرافق، اعتمادًا على المنتج وإعدادات التشغيل.
يمكن أن يكون هذا مفيدًا حيث:
- تختلف أسعار الكهرباء حسب الوقت من اليوم.
- يقتصر توليد الطاقة الشمسية في فصل الشتاء.
- يتوقع أن تشهد الأيام القادمة غيوماً كثيفة.
- يجب استعادة النسخة الاحتياطية بسرعة.
- ترغب الأسرة في شحن البطارية خلال فترات انخفاض التكلفة.
هذا لا يغير بالضرورة خرج العاكس المطلوب بتيار متردد، ولكنه يمكن أن يؤثر على اختيار العاكس والبطارية بشكل عام لأن تيار الشحن وأنماط التشغيل ووظائف التحكم تصبح جزءًا من متطلبات المشروع.
لذلك، يجب على العملاء الذين يقارنون العواكس السكنية أن يأخذوا قدرة الشحن في الاعتبار إلى جانب قدرة الخرج.
قد يكون أداء تبديل النسخ الاحتياطي مهمًا للأحمال الحساسة
بعض الأسر لديها معدات أكثر حساسية لانقطاع التيار الكهربائي من الأجهزة القياسية.
قد تشمل الأمثلة:
- حواسيب؛
- معدات الشبكة
- أنظمة المراقبة
- معدات أمنية
- الأتمتة المنزلية
- معدات الاتصالات
في هذه المشاريع، يعد تحديد حجم العاكس جزءًا واحدًا فقط من متطلبات النسخ الاحتياطي.
يجب أن يؤكد التصميم أيضًا على:
- هندسة النسخ الاحتياطي للمخرجات
- وقت التحويل؛
- ما إذا كانت الأحمال الحساسة تتطلب حماية إضافية من UPS؛
- ترتيب الدائرة
- وضع التشغيل.
العاكس القوي ليس بالضرورة حلاً كاملاً لاستمرارية الطاقة.
يجب دائمًا مراعاة خصائص المعدات المتصلة.
هل يجب اختيار العاكس بناءً على الأحمال الحالية أم الأحمال المستقبلية؟
قد يزداد الطلب الكهربائي السكني بعد تخزين الطاقة في المنزل تم تثبيت النظام.
الإضافات الشائعة تشمل:
- مكيف هواء آخر؛
- مضخة حرارية
- شاحن سيارة كهربائية
- الطبخ الكهربائي
- مضخة مياه
- معدات مكتب المنزل
- ألواح شمسية إضافية؛
- سعة بطارية أكبر.
هذا لا يعني أنه يجب أن يكون كل عاكس أكبر من اللازم بشكل كبير.
ولكن، يجب تضمين التغييرات المستقبلية المعروفة أثناء تخطيط المشروع.
إذا كان من المتوقع شاحن سيارة كهربائية العام المقبل، على سبيل المثال، فمن الأفضل أن تقرر الآن ما إذا كان:
- يجب أن يعمل الشاحن من خلال نظام تخزين الطاقة المنزلي.
- يجب أن يعمل فقط عند توفر طاقة الشبكة.
- يجب تحديد طاقة الشحن.
- يجب أن يدعم النظام المستقبلي عاكسًا أكبر.
التخطيط للتوسع الواقعي يختلف عن اختيار عاكس كبير دون سبب واضح.
ما هو حجم العاكس المناسب للأحمال السكنية المختلفة؟
لا توجد قاعدة عالمية مثل "كل منزل بثلاث غرف نوم يحتاج إلى 6 كيلوواط".
حجم المنزل هو مجرد مؤشر غير مباشر للطلب على الكهرباء.
طريقة عملية أكثر للتفكير في طاقة العاكس هي وفقًا لمستوى الحمل.
حوالي 3-4 كيلوواط
قد يكون هذا النطاق مناسبًا للتطبيقات السكنية الخفيفة نسبيًا حيث يركز النسخ الاحتياطي على:
- إضاءة
- ثلاجة
- اتصالات
- تلفزيون
- حواسيب؛
- مقابس مختارة؛
- استخدام معتدل للأجهزة.
قد يعمل أيضًا في الحالات التي يُستثنى فيها المعدات عالية الطاقة من دوائر النسخ الاحتياطي.
حوالي ٥-٦ كيلوواط
هذا نطاق سكني مفيد عندما قد تعمل العديد من الأجهزة المنزلية القياسية معًا وتحتاج بعض المعدات ذات الطاقة الأعلى إلى الدعم.
يمكن لنظام من فئة 6 كيلوواط أن يوفر مرونة أكبر بكثير من عاكس أحمال أساسية صغير، ولكن لا يزال يتعين على حساب الحمل الفعلي التأكد مما إذا كان يمكن تشغيل مكيفات الهواء والمضخات ومعدات التدفئة والطهي كما هو متوقع.
حوالي ٨-١٢ كيلوواط
قد يتم النظر في العواكس السكنية ذات الطاقة الأعلى من أجل:
- منازل أكبر
- فلل
- نسخ احتياطي شامل للمنزل بأكمله؛
- مكيفات هواء متعددة
- مضخات
- الأجهزة الكهربائية الأثقل
- حمل متزامن أكبر.
حتى في هذا النطاق، يمكن أن تظل إدارة الحمل مفيدة.
لا يعني عاكس بقدرة 12 كيلو واط أن على صاحب المنزل تشغيل جميع الأجهزة عالية الطاقة في وقت واحد تلقائيًا أثناء انقطاع التيار الكهربائي.
يجب أن يعكس الاختيار النهائي الاستخدام الفعلي.
مثال على كيفية تغير متطلبات العاكس
ضع في اعتبارك ثلاثة مشاريع سكنية.
| مشروع | الطلب الاحتياطي النموذجي | اتجاه محتمل |
| دوائر أساسية | 2–3 كيلوواط | عاكس سكني أصغر |
| نسخ احتياطي قياسي للمنزل | ٤–٥ كيلوواط | حوالي ٥-٦ كيلوواط |
| منزل ذو حمل أعلى | ٧–١٠ كيلوواط | تكوين سكني أكبر |
هذه الأمثلة مخصصة فقط لإظهار العلاقة بين الحمل وحجم العاكس.
يجب أن تأخذ التكوين النهائي في الاعتبار أيضًا الطلب المفاجئ، والمرحلة، وقدرة البطارية، ومدخلات الطاقة الشمسية، والجهد، واستراتيجية النسخ الاحتياطي، ومتطلبات التركيب المحلية.
أخطاء شائعة في تحديد حجم العاكس في مشاريع تخزين الطاقة المنزلية
تظهر عدة أخطاء بشكل متكرر عند تخطيط الأنظمة السكنية.
اختيار العاكس من بطارية كيلوواط ساعة
بطارية بسعة 20 كيلوواط ساعة لا تعني أن المشروع يحتاج إلى عاكس بقدرة 20 كيلوواط.
الطاقة والقدرة مواصفات مختلفة.
بالنظر فقط إلى متوسط استهلاك الأسرة
قد يخفي متوسط الاستهلاك فترات قصيرة من الطلب المرتفع جدًا.
يجب أن يتعامل العاكس مع الأحمال التي تعمل في وقت واحد.
تجاهل بدء تشغيل المحرك
المضخات ومكيفات الهواء والثلاجات والضواغط يمكن أن تخلق طلبًا مؤقتًا أعلى من قوة تشغيلها العادية.
اختيار أكبر عاكس متوفر
الأكبر ليس أفضل تلقائيًا. يجب أيضًا مراعاة تيار تفريغ البطارية، وتكلفة التركيب، وحجم الكابل، وطلب الحمل الفعلي.
نسيان قدرة تفريغ البطارية
حتى عندما تبدو سعة البطارية كبيرة بما يكفي، لا يزال يتعين على نظام إدارة البطارية (BMS) ووحدات البطارية توفير الطاقة التي يتطلبها العاكس.
تجاهل إعدادات الطور
يجب تحديد المشاريع أحادية الطور وثلاثية الطور قبل اختيار العاكس.
معالجة كل حمل منزلي كحمل احتياطي
لا تحتاج أجهزة شحن السيارات الكهربائية والتدفئة الكهربائية والأفران وغيرها من المعدات عالية الطاقة بالضرورة إلى البقاء نشطة أثناء انقطاع التيار الكهربائي.
يمكن أن يؤدي فصل الأحمال الأساسية وغير الأساسية إلى تكوين تخزين طاقة منزلي أكثر كفاءة بكثير.
ما هي المعلومات التي يجب تأكيدها قبل اختيار عاكس منزلي؟
بالنسبة للمركبين والموزعين وعملاء المصنعين الأصليين ومقدمي حلول الطاقة السكنية، يمكن لقائمة معلومات المشروع القصيرة أن تجعل اختيار العاكس أسهل بكثير.
قبل تأكيد النظام، يرجى تقديم:
- بلد أو سوق وجهة
- جهد الشبكة
- تردد الشبكة
- single-phase or three-phase supply;
- الحمل الأقصى المتزامن المقدر
- أكبر حمل للمحرك أو الضاغط
- متطلبات تكييف الهواء
- التحميل الأساسي أو النسخ الاحتياطي للمنزل بالكامل؛
- مدة النسخ الاحتياطي المطلوبة
- السعة الشمسية القائمة أو المخطط لها؛
- هدف سعة البطارية
- متطلبات شحن الشبكة
- العاكس الشمسي الحالي حيثما ينطبق ذلك؛
- التوسع المستقبلي المتوقع.
بهذه المعلومات، يمكن تقييم قدرة العاكس مع سعة البطارية ومتطلبات الألواح الشمسية بدلاً من اختيارها كمنتج منفصل.
مطابقة العاكس والبطارية كنظام تخزين طاقة منزلي واحد
بالنسبة للمشاريع السكنية، عادة ما تأتي أفضل النتائج من خلال النظر إلى العاكس والبطارية معًا منذ البداية.
كامل تخزين الطاقة في المنزل التكوين يتضمن التنسيق بين:
- عاكس هجين
- بطارية ليثيوم فوسفات الحديد
- نظام إدارة البطارية
- الطاقة الشمسية الكهروضوئية؛
- إدخال الشبكة؛
- نسخ احتياطي للمخرجات؛
- مراقبة
- حماية
- اتصال
- أحمال منزلية.
توفر KUVO محولات هجينة وأنظمة بطاريات ليثيوم وتكوينات متكاملة لتخزين طاقة المنزل لتلبية متطلبات الطاقة والتخزين المختلفة للمنازل.
على سبيل المثال، يمكن للأنظمة المتكاملة المدمجة أن تجمع بين العاكس والبطارية ونظام إدارة البطارية والشحن الشمسي والمراقبة ضمن هيكل واحد منسق، بينما توفر التكوينات القابلة للتكديس طاقة عاكس أعلى وسعة بطارية قابلة للتوسيع للمنازل ذات الأحمال الأكبر.
بالنسبة للمركبين والموزعين، يمكن لهذا النهج أيضًا تبسيط مطابقة المنتجات، والتشغيل، والتوثيق، وتكوين المشاريع المتكررة.
بدلاً من السؤال فقط:
هل تحتاج إلى عاكس بقدرة 6 كيلوواط أم 10 كيلوواط؟
نفضل أن نفهم:
ما هي الأحمال التي تحتاج إلى التشغيل، وكم من الوقت يجب أن تعمل، وكيف يتم تزويد المنزل بالطاقة، وكيف سيتم تكوين نظام البطارية والطاقة الشمسية؟
تؤدي هذه الأسئلة إلى حلول تخزين طاقة منزلية أكثر فائدة.
الخاتمة
حجم العاكس المناسب لـ تخزين الطاقة في المنزل يعتمد النظام بشكل أساسي على الطلب الفعلي للطاقة في المنزل.
ابدأ بالأجهزة التي قد تعمل في وقت واحد. ثم ضع في اعتبارك طاقة بدء تشغيل المحرك، والحمل الأساسي مقابل النسخ الاحتياطي للمنزل بأكمله، وقدرة تفريغ البطارية، وتكوين الطور، ومدخلات الطاقة الشمسية الكهروضوئية، واستراتيجية الشحن، وتوسيع الحمل المستقبلي.
للتطبيقات السكنية الخفيفة الاحتياطية، قد يكون العاكس الأصغر كافياً تماماً.
بالنسبة للمنازل التي تحتوي على مكيفات هواء، أو مضخات، أو أجهزة طهي كهربائية، أو تدفئة، أو توقعات أوسع لدعم المنزل بالكامل، قد تكون هناك حاجة لقدرة عاكس أعلى.
ولكن لا ينبغي النظر إلى حجم العاكس بمفرده أبدًا.
يحدد العاكس مقدار الطاقة التي يمكن توفيرها، بينما تحدد البطارية مقدار الطاقة المتاحة ومدة استمرار تشغيل النظام.
مطابق بشكل صحيح تخزين الطاقة في المنزل النظام يوازن بين الاثنين.
تعمل KUVO مع الموزعين والمنشئين وعملاء المصنعين الأصليين وشركاء المشاريع لمطابقة طاقة العاكس الهجين، وسعة بطارية LiFePO₄، ومدخلات الطاقة الشمسية الكهروضوئية، ومتطلبات النسخ الاحتياطي، وظروف الأحمال السكنية كنظام كامل واحد بدلاً من مواصفات منفصلة.
أسئلة متكررة
هل محول بقدرة 5 كيلو واط كافٍ لتشغيل منزل؟
قد يكون ذلك كافياً للعديد من المنازل عندما يركز نظام النسخ الاحتياطي على الأحمال المنزلية الأساسية أو المعتدلة. قد تتطلب المنازل التي تحتوي على العديد من مكيفات الهواء أو التدفئة الكهربائية أو المضخات أو شحن السيارات الكهربائية أو غيرها من المعدات عالية الطاقة عاكسًا أكبر أو إدارة للأحمال.
كيف أحسب حجم العاكس الذي أحتاجه لمنزلي؟
تحديد الأجهزة التي قد تعمل في وقت واحد وحساب قوة تشغيلها المجمعة. ثم التحقق من متطلبات بدء تشغيل المحرك والضاغط، وقدرة الاندفاع للمحول، وقدرة تفريغ البطارية، وهامش تشغيل مناسب قبل اختيار المحول.
هل محول بقدرة 6 كيلوواط كافٍ لنظام تخزين طاقة منزلي؟
يمكن أن يناسب عاكس بقدرة 6 كيلوواط العديد من تطبيقات الطاقة الشمسية السكنية للتخزين، ولكن سعة البطارية وحدها لا يمكن أن تحدد ما إذا كانت كافية. يجب أن يعتمد القرار على الطلب المنزلي المتزامن، وأحمال البدء، ودوائر النسخ الاحتياطي، وقدرة البطارية، وإمدادات الموقع الكهربائية.
هل يمكن لعاكس بقدرة 10 كيلوواط تشغيل منزل بالكامل؟
قد تدعم جزءًا كبيرًا من الطلب الكهربائي للمنزل، لكن "الدعم الكامل للمنزل" لا يضمن أن كل جهاز يمكن أن يعمل في وقت واحد. لا تزال مكيفات الهواء الكبيرة، وشواحن السيارات الكهربائية، وسخانات المياه الكهربائية، ومعدات الطهي، والمضخات تخلق أحمالًا قصوى تحتاج إلى تقييم.
هل تتطلب البطارية الأكبر عاكسًا أكبر؟
لا. زيادة سعة البطارية تزيد بشكل أساسي من الطاقة المخزنة ووقت التشغيل المحتمل. يجب اختيار حجم العاكس وفقًا لقوة الخرج المطلوبة بدلاً من سعة البطارية بالكيلوواط ساعة وحدها.
هل يمكنني توصيل بطارية بسعة 10 كيلوواط ساعة بعاكس بقدرة 10 كيلوواط؟
ربما، ولكن لا يمكن تأكيد المطابقة من الرقمين وحدهما. يجب أيضًا التحقق من جهد البطارية، أقصى تيار تفريغ، حدود نظام إدارة البطارية (BMS)، توافق العاكس، ووقت التشغيل المطلوب.
هل يمكن لمحول هجين شحن البطارية من كل من الطاقة الشمسية والشبكة؟
تدعم العديد من أنظمة العاكس الهجين كلاً من الشحن بالطاقة الشمسية والشحن من شبكة التيار المتردد، ولكن أوضاع الشحن والحدود المتاحة تعتمد على طراز العاكس. يجب تأكيد مدخلات الطاقة الشمسية، تيار شحن التيار المتردد، حدود البطارية، واستراتيجية التشغيل للنظام المحدد.
هل تحتاج مكيفات الهواء إلى عاكس أكبر؟
يمكن أن يؤثر ذلك بشكل كبير على حجم العاكس لأن كلاً من طاقة التشغيل وطلب بدء التشغيل يجب أخذهما في الاعتبار. يجب تأكيد حجم وعدد مكيفات الهواء التي تعمل في وقت واحد قبل اختيار العاكس.
هل العاكس أحادي الطور مناسب لمنزل كبير؟
يعتمد ذلك على إمدادات المنزل الكهربائية وترتيب الأحمال بدلاً من حجم المنزل وحده. تستخدم بعض المنازل ذات الأحمال العالية إمدادات أحادية الطور، بينما تتطلب منازل أخرى أنظمة ثلاثية الطور. يجب تأكيد طور الشبكة وهندسة التوزيع أولاً.
هل من الأفضل تكبير حجم عاكس المنزل؟
يمكن أن يكون هامش التصميم المعتدل مفيدًا، لكن المبالغة في الحجم ليست مفيدة تلقائيًا. قد يتطلب العاكس الأكبر قدرة تفريغ بطارية أكبر، وكابلات أكبر، وحماية مختلفة، وتكلفة نظام أعلى. النهج الأفضل هو تحديد حجم العاكس حول الأحمال القصوى والمتزامنة الواقعية مع هامش مناسب.