قوانين حساب الطاقة الشمسية: احسب نظامك خطوة بخطوة
حساب النظام الشمسي ليس تخمينًا: هناك قوانين بسيطة تعطيك قدرة الألواح وسعة البطاريات وحجم المنظّم والعاكس. هذا الدليل يعرضها بالترتيب مع مثال محسوب بالكامل بمعطيات مغربية، حتى تتمكّن من مراجعة أي عرض ثمن يُقدَّم لك.
الخطوة 1: حساب الاستهلاك اليومي
القانون الأساسي:
الاستهلاك اليومي (واط·ساعة/اليوم) = قدرة الجهاز (واط) × مدة استعماله (ساعة)
احسب كل جهاز على حدة ثم اجمع النتائج. انتبه إلى أن الثلاجة لا تشتغل 24 ساعة متواصلة: محرّكها يعمل بشكل متقطّع، فاحسب لها ما بين 8 و10 ساعات فعلية في اليوم.
| الجهاز | القدرة | المدة | الاستهلاك اليومي |
|---|---|---|---|
| 10 مصابيح LED | 10 واط | 5 ساعات | 500 واط·ساعة |
| ثلاجة | 150 واط | 8 ساعات فعلية | 1200 واط·ساعة |
| تلفاز | 80 واط | 4 ساعات | 320 واط·ساعة |
| مضخة صغيرة | 370 واط | 2 ساعة | 740 واط·ساعة |
| المجموع | 2760 واط·ساعة/اليوم | ||
الخطوة 2: تحديد جهد النظام
كلما ارتفع الاستهلاك، ارتفع الجهد المناسب، لأن الجهد الأعلى يعني تيارًا أقل وكابلات أرفع وضياعًا أقل.
| الاستهلاك اليومي | جهد النظام المناسب |
|---|---|
| أقل من 1000 واط·ساعة | 12 فولت |
| من 1000 إلى 3000 واط·ساعة | 24 فولت |
| أكثر من 3000 واط·ساعة | 48 فولت |
في مثالنا (2760 واط·ساعة) نختار 24 فولت.
الخطوة 3: حساب قدرة الألواح
قدرة الألواح (واط ذروي) = الاستهلاك اليومي ÷ (ساعات الذروة الشمسية × معامل المردود)
ساعات الذروة الشمسية في المغرب تتراوح بين 5 و5.5 ساعة يوميًا كمعدل سنوي، وتنخفض في أشهر الشتاء. للتصميم الآمن نعتمد 4.5 ساعة حتى يبقى النظام كافيًا في الأيام القصيرة.
معامل المردود يعوّض ضياع الطاقة في الكابلات والمنظّم والبطاريات والحرارة، ويُؤخذ عادة بين 0.7 و0.75.
في مثالنا: 2760 ÷ (4.5 × 0.75) = 818 واط ذروي تقريبًا، أي ثلاثة ألواح من 280 واط.
الخطوة 4: حساب سعة البطاريات
سعة البطاريات (أمبير·ساعة) = (الاستهلاك اليومي × أيام الاستقلالية) ÷ (جهد النظام × عمق التفريغ)
أيام الاستقلالية: عدد الأيام التي يجب أن يشتغل فيها النظام بدون شمس. يومان كافيان في أغلب الحالات.
عمق التفريغ: 0.5 لبطاريات الرصاص (لا تُفرّغ أكثر من النصف حتى لا يقصر عمرها)، و0.8 إلى 0.9 لبطاريات الليثيوم.
في مثالنا ببطاريات رصاص: (2760 × 2) ÷ (24 × 0.5) = 460 أمبير·ساعة عند 24 فولت.
بالليثيوم: (2760 × 2) ÷ (24 × 0.8) = 287 أمبير·ساعة فقط، وهو ما يفسّر لماذا يكون الليثيوم أرخص على المدى الطويل رغم ثمنه الأولي.
الخطوة 5: اختيار منظّم الشحن
تيار المنظّم (أمبير) = قدرة الألواح ÷ جهد النظام × 1.25
معامل 1.25 هامش أمان يغطي أيام الإشعاع القوي. في مثالنا: 818 ÷ 24 × 1.25 = 42.6 أمبير، أي منظّم MPPT من 50 أمبير.
الخطوة 6: اختيار العاكس
قدرة العاكس تُحسب انطلاقًا من الأجهزة التي تشتغل في نفس اللحظة، لا من مجموع الأجهزة. أضف إليها هامشًا بنسبة 20% إلى 30%.
انتبه إلى تيار الإقلاع: المحركات (مضخة، ثلاجة، آلة غسيل) تسحب عند انطلاقها ثلاثة إلى خمسة أضعاف قدرتها الاسمية لثوانٍ. عاكس محسوب بدقة دون هامش سيتوقّف عند كل إقلاع.
حساب مضخة شمسية
لضخ المياه، ابدأ من حاجتك اليومية ومن العمق:
القدرة المائية (واط) = (الصبيب م³/ساعة × الارتفاع الإجمالي بالمتر × 2.725) ÷ مردود المضخة
الارتفاع الإجمالي هو عمق مستوى الماء زائد ارتفاع الخزان زائد ضياع الاحتكاك في الأنابيب. مردود المضخة الغاطسة عادة بين 0.4 و0.6.
مثال: ضخ 10 م³ يوميًا من عمق 60 مترًا، بصبيب 2 م³/ساعة خلال 5 ساعات شمس. القدرة المائية = (2 × 60 × 2.725) ÷ 0.5 = 654 واط، فنختار مضخة 750 واط (1 حصان) مع ألواح تفوق هذه القدرة بنسبة 30% تقريبًا.
ملخّص القوانين
| ما تحسبه | القانون |
|---|---|
| الاستهلاك اليومي | القدرة × المدة، لكل جهاز |
| قدرة الألواح | الاستهلاك ÷ (ساعات الذروة × 0.75) |
| سعة البطاريات | (الاستهلاك × أيام الاستقلالية) ÷ (الجهد × عمق التفريغ) |
| تيار المنظّم | قدرة الألواح ÷ الجهد × 1.25 |
| قدرة العاكس | الأحمال المتزامنة + 20٪ إلى 30٪ |
| مضخة | (الصبيب × الارتفاع × 2.725) ÷ المردود |
يتضمّن الدليل المخططات وجداول الحساب الجاهزة، ويمكن طبعه واستعماله أثناء التصميم.
بعد الحساب
عندما تصبح لديك الأرقام، اطّلع على الكيتات الجاهزة المحسوبة مسبقًا، أو اشترِ المكوّنات بالتقسيط إذا كنت تفضّل تركيبة خاصة. وللتعمّق في طريقة التنفيذ، اقرأ دليل طريقة تركيب ألواح الطاقة الشمسية.
أرسل لنا قائمة أجهزتك وسنقترح عليك التركيبة المناسبة قبل أن تشتري.
