يُحافظ نظام الطاقة الاحتياطية المنزلي على استمرار تشغيل الأجهزة الأساسية من خلال توفير دائرة احتياطية مخصصة عند انقطاع التيار الكهربائي. يجب تحديد حجم البطارية بناءً على الطاقة المُستهلكة ومتوسط الحمل، بينما يجب تحديد حجم العاكس لتحمل ارتفاعات الطاقة وبدء تشغيل الأجهزة في آنٍ واحد. يُعد فصل الأجهزة الأساسية عن الأجهزة ذات الأحمال الثقيلة الطريقة الأمثل لإطالة مدة التشغيل.
إن بطارية ليثيوم 16.07 كيلوواط ساعة، 51.2 فولت، 314 أمبير ساعة، بطارية جهد منخفض 48 فولت جزء من وونفولت معدات تخزين الطاقة المنزلية. تم تصميم نظام الجهد المنخفض الخاص بها ليتوافق مع أنظمة العاكس المنزلي المستخدمة للاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية ودعم انقطاع التيار الكهربائي.
ما هي الأحمال التي يجب أن تبقى قيد التشغيل أثناء انقطاع التيار الكهربائي؟
ينبغي أن تعكس قائمة الأحمال الأساسية الأولويات الحقيقية للأسرة. غالبًا ما تأتي أجهزة التبريد والإضاءة والإنترنت والأمن والمراوح ومضخة صغيرة ومعدات طبية أو معدات عمل في المقدمة. يمكن للأفران الكهربائية وسخانات المياه وشواحن السيارات الكهربائية والعديد من مكيفات الهواء الكبيرة أن تستهلك نفس الطاقة في فترة قصيرة التي تستهلكها الأحمال الأساسية على مدار ساعات طويلة.
| متوسط حمل النسخ الاحتياطي | مدة التشغيل التقريبية من 14.5 كيلوواط ساعة من الطاقة القابلة للاستخدام* | الاستخدام النموذجي |
| 0.5 كيلوواط | حوالي 29 ساعة | إضاءة أساسية، جهاز توجيه، ثلاجة، مراوح |
| 1.0 كيلوواط | حوالي 14.5 ساعة | دائرة كهربائية منزلية أساسية |
| 2.0 كيلوواط | حوالي 7.2 ساعة | الأساسيات بالإضافة إلى أحمال الراحة المختارة |
| 4.0 كيلوواط | حوالي 3.6 ساعات | العديد من الأجهزة عالية الطاقة |
*هذا حساب بسيط للطاقة قبل تطبيق فقدان العاكس الإضافي، والاحتياطي، ودرجة الحرارة، ودورات الحمل. وهو مفيد للتخطيط، وليس ضمانًا لوقت التشغيل.
لماذا يعتبر كل من كيلوواط ساعة (kWh) وكيلوواط (kW) مهمين؟
تُشير سعة البطارية بالكيلوواط/ساعة إلى كمية الطاقة التي يُمكن تخزينها. ويُشير خرج العاكس والبطارية بالكيلوواط إلى كمية الطاقة التي يُمكن توفيرها في لحظة واحدة. قد يمتلك المنزل طاقة كافية لليل، لكن قد يتعطل النظام عند تشغيل المضخة ومكيف الهواء معًا.
راجع مدخلات كل جهاز، وتيار بدء التشغيل إن وُجد. غالبًا ما تتميز الأجهزة متغيرة السرعة بانخفاض تيارات الذروة مقارنةً بالمحركات التقليدية، ولكن يجب التحقق من أدائها الفعلي. يجب أن تمنع لوحة التوزيع الاحتياطية إعادة توصيل الأحمال غير ذات الأولوية تلقائيًا بعد انقطاع التيار.
كيف يمكن للطاقة الشمسية أن تعزز قدرة النسخ الاحتياطي؟
الشحن خلال ساعات الفائض الفعلية
لا تتم إعادة شحن الطاقة الشمسية إلا بعد استهلاك الطاقة المنزلية خلال النهار. استخدم نظام مراقبة العاكس أو تقديرًا لاستهلاك الطاقة خلال النهار لتحديد كمية الطاقة المتبقية في البطارية. لا يضمن حجم لوحة بيانات الألواح الشمسية الكبير إعادة الشحن الكامل عند تشغيل مكيف الهواء أو المضخات أو معدات العمل خلال النهار.
احتفظ باحتياطي انقطاع التيار الكهربائي
قد تُفرغ الأسر التي تعتمد على الطاقة الشمسية ذاتيًا البطارية بشكل كبير كل مساء. في المناطق ذات الشبكة الكهربائية الضعيفة، يمكن لاستراتيجية التحكم الحفاظ على مستوى شحن أدنى تحسبًا لانقطاعات التيار غير المتوقعة. يقلل هذا الاحتياطي من وفورات الفواتير بشكل طفيف، ولكنه يُحسّن من مرونة الشبكة.
خطة للأيام الغائمة
يكفي يوم واحد مشمس لإعادة شحن بطارية مستنفدة تمامًا، بينما قد لا تكفي عدة أيام غائمة. في حالات انقطاع التيار الكهربائي لفترات طويلة، يجب أن تتضمن خطة النسخ الاحتياطي تقليل الأحمال، وعند الاقتضاء، مصدر توليد طاقة إضافي. لا تكفي سعة البطارية وحدها لضمان استقلالية التيار الكهربائي لعدة أيام دون توفير طاقة كافية.
ما الذي تحتاجه بطارية الجهد المنخفض بسعة 16.07 كيلوواط ساعة من العاكس؟
يجب أن يدعم العاكس نطاق جهد البطارية، وتيار الشحن والتفريغ، واتصال نظام إدارة البطارية (BMS). تأكد من بروتوكول CAN أو RS485 المحدد، وترتيب دبابيس الكابل، ومتطلبات البرامج الثابتة، والحد الأقصى لعدد البطاريات المتصلة بالتوازي. لا يكفي مجرد الادعاء العام بالتوافق مع جهد 48 فولت للتشغيل.
يُعد جانب التيار المتردد مهمًا أيضًا. تحقق من الجهد والتردد المحليين، وطريقة التحويل الاحتياطي، وترتيبات التأريض والحيادي، وما إذا كان العاكس قادرًا على تشغيل الأحمال المخطط لها في وضع النسخ الاحتياطي. يجب على الفني المُركِّب تقديم مخطط أحادي الخط يوضح العزل، والحماية من التيار الزائد، والحماية من ارتفاع التيار المفاجئ، وفصل الدوائر الاحتياطية.
أين يجب تركيب البطارية؟
- استخدم مكانًا داخليًا جافًا وجيد التهوية ضمن نطاق درجة الحرارة المسموح به.
- أبقِ البطارية بعيداً عن أشعة الشمس المباشرة والفيضانات ورذاذ الملح ومصادر الاشتعال.
- توفير وصول واضح إلى أجهزة العزل، والمحطات الطرفية، ومنافذ الاتصال.
- احمِ الكابلات من الصدمات وحافظ على الانحناءات ضمن متطلبات الشركة المصنعة.
- قم بتسمية خطوات إيقاف التشغيل وجهات الاتصال في حالات الطوارئ بالقرب من النظام.
- وفر مساحة للخدمات المستقبلية أو التوسع دون إعاقة وصول أفراد الأسرة.
ما هي الأخطاء التي تخلق توقعات غير واقعية بشأن النسخ الاحتياطي؟
الخطأ الأول هو استخدام استهلاك الكهرباء الشهري لتقدير مدة انقطاع التيار. فالاستهلاك الشهري بالكيلوواط/ساعة لا يُظهر الطاقة المُستهلكة في لحظة معينة، ولا يُحدد الأجهزة الكهربائية العاملة أثناء الانقطاع. أما الخطأ الثاني فهو اعتبار سعة لوحة البيانات كاملةً قابلة للاستخدام بشكل مستمر.
الخطأ الثالث هو ترك جميع الدوائر الكهربائية موصولة بلوحة النسخ الاحتياطي. فعند انقطاع التيار الكهربائي، قد يؤدي تسخين المياه أو الطهي أو تكييف الهواء إلى استنزاف البطارية قبل انتهاء الانقطاع. لذا، يُنصح بتحديد الدوائر ذات الأولوية واتباع قواعد تشغيل منزلية بسيطة للحفاظ على الطاقة للأجهزة الضرورية.
كيف ينبغي على الأسرة الاستعداد لاختيار النظام؟
سجّل استهلاك الطاقة للأجهزة، وساعات التشغيل المطلوبة، وحجم الألواح الشمسية المثبتة على السطح، ونوع العاكس، ومساحة التركيب المتاحة. دوّن أي مضخات أو أجهزة تبريد أو معدات طبية أو أحمال مكتبية منزلية لا يمكن إيقافها. هذا يُوفّر أساسًا واضحًا لحساب الطاقة القابلة للاستخدام وذروة الطاقة.
بعد إعداد خطة الأحمال، يمكن للأسرة مقارنتها مباشرة مع حلول وون فولت المنزلية. يجب على المورد والمثبت بعد ذلك تأكيد التوافق والحماية وحجم الكابلات ومسؤوليات التشغيل لسوق الوجهة النهائية.
استنتاج
يعمل نظام الطاقة الاحتياطية المنزلي بكفاءة عالية عند تصميمه حول مجموعة صغيرة ومحددة من الدوائر الكهربائية الأساسية. يمكن لبطارية سعتها 16.07 كيلوواط/ساعة أن توفر وقت تشغيل طويلًا عند الأحمال المتوسطة المعتدلة، لكن الأجهزة الكهربائية الثقيلة تُغير النتيجة بسرعة.
ينبغي الاتفاق على الطاقة القابلة للاستخدام، وطاقة العاكس، وإعادة شحن الطاقة الشمسية، وسلامة التركيب، والتحكم في الأحمال قبل الشراء. هذا يحوّل نظام النسخ الاحتياطي في حالة انقطاع التيار الكهربائي إلى خطة تشغيل قابلة للتنبؤ بدلاً من مجرد وعد غامض.
أسئلة متكررة
س1: ما هي المدة التي يمكن لبطارية سعتها 16 كيلوواط ساعة أن تشغل فيها الثلاجة والأضواء؟
ج: يعتمد وقت التشغيل على متوسط الحمل الإجمالي واحتياطي البطارية. قد يبقى استهلاك الثلاجة والإضاءة وجهاز التوجيه والمراوح أقل من 1 كيلوواط في المتوسط، مما يسمح بتشغيلها لساعات طويلة، ولكن يجب حساب النتيجة الدقيقة بناءً على الاستخدام الفعلي للأجهزة.
س2: هل يمكن للبطارية أن تُزوّد المنزل بأكمله بالطاقة؟
ج: يمكنه تشغيل الأحمال التي تقع ضمن حدود طاقة العاكس والبطارية فقط. قد يتطلب نظام الطاقة الاحتياطية للمنزل بأكمله، والذي يحتوي على سخانات أو أفران أو مضخات أو مكيفات هواء كبيرة، طاقة عاكس وسعة بطارية أكبر.
س3: هل تعمل بطارية الجهد المنخفض مع أي محول جهد 48 فولت؟
ج: لا. يجب أن يتطابق نطاق الجهد وحدود التيار وبروتوكول نظام إدارة البطارية والبرامج الثابتة وترتيب دبابيس الكابل مع طراز العاكس بالضبط.
س4: هل يجب تفريغ البطارية بالكامل كل ليلة؟
ج: ليس بالضرورة. يمكن أن يُحسّن الاحتفاظ باحتياطي الطاقة من جاهزية النظام في حالات انقطاع التيار الكهربائي ويقلل من دورات التشغيل المتكررة. يعتمد الإعداد الأمثل على موثوقية الشبكة الكهربائية وهدف الأسرة فيما يتعلق بتكلفة الطاقة.
س5: ما هي الخطوة الأولى الأكثر أهمية؟
أ: أنشئ قائمة بالأحمال الأساسية تتضمن القدرة الكهربائية وعدد الساعات المطلوبة. يحدد هذا كلاً من هدف الطاقة القابلة للاستخدام ومتطلبات الطاقة القصوى.