نحتاج غالباً إلى مصادر طاقة احتياطية، خاصة في المناطق الريفية، أو في قطاع السيارات، أو أثناء الحملات. وتلعب البطاريات دوراً بالغ الأهمية في هذه الحالات.
كما أنها ضرورية في أنظمة الطاقة الشمسية غير المتصلة بالشبكة أو الأنظمة الهجينة. وغالبًا ما تُستخدم محولات طاقة بقدرة 2000 واط، و3000 واط، و5000 واط في هذه الحالات.
يرتكب معظم الناس أخطاءً عند تحديد حجم البطاريات المناسبة لهذه المحولات.
ستوضح لك هذه المقالة عدد البطاريات اللازمة لتشغيل محول طاقة بقدرة 5000 واط. ولتحقيق ذلك، سنقدم لك مثالين على بطاريات الليثيوم وبطاريات الرصاص الحمضية.
باتباع هذا الدليل، يمكنك أيضًا اختيار حجم البطارية المناسب لزيادة الطاقة. نأمل أن يزيل هذا الدليل الكثير من المفاهيم الخاطئة. لذا، تابع القراءة بعناية.
كم عدد البطاريات التي تحتاجها لمحول طاقة بقدرة 5000 واط؟
يُعدّ اختيار حجم البطارية المناسبة لجهاز العاكس خطوة بالغة الأهمية. يخطئ معظم الناس في هذه الخطوة، خاصةً عند اختيار جهد البطارية الصحيح.
بالنسبة لمحول طاقة بقدرة 5000 واط، عليك التفكير ملياً في حجم البطارية التي تحتاجها.
لا تقلق! كل ما عليك معرفته هو بعض العوامل التقنية. بشكل عام، أهم العوامل هي جهد البطارية وسعتها ومعدل الشحن والتفريغ ونوعها.
لماذا يجب عليك اختيار بطارية ذات جهد كهربائي أعلى؟
نعلم جميعًا أن P (القدرة) تساوي حاصل ضرب V (الجهد) و I (التيار)، P = VI.
هذا يعني أن الجهد العالي يتطلب تيارًا أقل، بينما الجهد المنخفض يتطلب تيارًا أعلى. لنلقِ نظرة على المثال التالي:
تتراوح قدرة الطاقة الشمسية المنزلية عادةً من 250 واط إلى 450 واط.
لتبسيط الأمور، سنستخدم 400 واط كمصدر للطاقة. سنستخدم بطاريتين، إحداهما 12 فولت والأخرى 48 فولت، للمقارنة. لنراجع ما يلي لمزيد من التوضيح.
400 واط / 12 فولت = 33.3 أمبير ≈ 34أ،, وهو ما يتطلب وحدة تحكم شحن بقوة 40 أمبير
400 واط / 48 فولت = 8.3 أمبير ≈ 9أ, ، وهو ما يتطلب وحدة تحكم شحن 10 أمبير، وهو أرخص.
يمكننا أن نرى أنه باستخدام بطارية ذات جهد أعلى، يمكنك توفير مبلغ كبير من المال.
والأهم من ذلك كله، أنه فعال وينتج حرارة أقل.
| سمات | بطاريات ذات جهد أعلى (48 فولت) | بطاريات ذات جهد منخفض (12 فولت) |
| التعامل مع التيار | يتطلب الأمر تيارات أقل للحصول على نفس القدرة الناتجة | يتطلب الأمر تيارات أعلى للحصول على نفس القدرة الناتجة |
| عنصر | اسمح باستخدام منظمات شحن وصمامات ذات تصنيف أصغر. | يتطلب الأمر وحدات تحكم شحن وصمامات ذات قدرة أكبر |
| يكلف | قد تكون التكلفة الأولية أعلى | التكلفة الأولية أقل |
| كفاءة | غالباً ما تكون أكثر كفاءة في نقل الطاقة | قد تشهد خسائر أكبر في نقل الطاقة |
| قابلية التوسع | توفير قابلية توسع أكبر للأنظمة الأكبر حجماً | قابلية توسع أقل للأنظمة الأكبر حجماً |
| أمان | يؤدي انخفاض قدرة تحمل التيار إلى تقليل مخاطر ارتفاع درجة الحرارة. | قد تؤدي التيارات العالية إلى توليد حرارة، مما يشكل مخاطر أكبر على السلامة. |
عاملان مهمان يجب مراعاتهما عند تحديد حجم البطارية
عند اختيار حجم البطارية، ضع في اعتبارك عاملين أساسيين: جهد البطارية وسعتها. يساعدك هذان العاملان على تحديد الحجم المناسب للبطارية. سنتناولهما بإيجاز لاحقًا. قبل ذلك، دعونا نفهم أساسيات هذين العاملين.
الجهد الكهربائي هو فرق الجهد بين نقطتين. ببساطة، هو القوة التي تدفع الشحنات الكهربائية على طول موصل (سلك أو بطارية).
تُعدّ بطاريات 12 فولت و24 فولت و48 فولت من أكثر الخيارات شيوعًا لأجهزة العاكس. عند اختيار حجم البطارية، يُنصح دائمًا باختيار الجهد الأعلى. نوصي ببطارية 48 فولت لأنها فعّالة واقتصادية وآمنة.
من ناحية أخرى، السعة هي مقدار الشحنة الكهربائية التي يمكن للبطارية تخزينها وتوصيلها على مدى فترة زمنية معينة.
على سبيل المثال، يمكن لبطارية 100 أمبير/ساعة أن توفر 100 أمبير في ساعة واحدة، و20 أمبير في 5 ساعات، و1 أمبير في 100 ساعة.
يقيس معدل الشحن والتفريغ (C-rate) مدى سرعة شحن البطارية أو تفريغها بالنسبة لسعتها.
لكل بطارية معدل تفريغ (C-rate) موصى به. يبلغ معدل التفريغ لبطارية الليثيوم أيون النموذجية 1C، بينما يبلغ معدل التفريغ لبطارية الرصاص الحمضية 0.2C فقط. دعونا نقارن بينهما بالأرقام.
100 أمبير ساعة × 1C = 100 أمبير [بطارية الليثيوم أيون]
100 أمبير ساعة × 0.2 درجة مئوية = 20 أمبير [بطارية الرصاص الحمضية]
يجب شحن وتفريغ بطارية ليثيوم أيون سعتها 100 أمبير/ساعة بحد أقصى 100 أمبير. في المقابل، تُظهر بطارية الرصاص الحمضية سعتها 100 أمبير/ساعة تيارًا مقداره 20 أمبير، وهو تيار أقل بكثير. يمكنك سحب 100 أمبير من بطارية الرصاص الحمضية، لكن عمرها لن يدوم طويلًا؛ إذ ستتولد حرارة وتتلف بسرعة أكبر. كما لن تتمكن من استخراج 100 أمبير/ساعة لأن جزءًا كبيرًا من الطاقة يُفقد على شكل حرارة.
بطارية الليثيوم: كم عدد البطاريات اللازمة لمحول طاقة بقدرة 5000 واط؟
بطارية الليثيوم أيون هي بطارية قابلة لإعادة الشحن. وتستخدم أيونات الليثيوم كوسيلة أساسية لنقل الطاقة.
تتميز بكثافة طاقة عالية. بالإضافة إلى ذلك، تتميز بطاريات الليثيوم أيون بمعدلات تفريغ ذاتي منخفضة نسبيًا.
تشتهر هذه البطاريات بعمرها الطويل ووزنها الخفيف بشكل مدهش.
تدوم هذه البطاريات لفترة أطول من أنواع البطاريات الأخرى، ويمكن الاعتماد عليها. لكن من المهم التذكير بأنها أغلى ثمناً من بطاريات الرصاص الحمضية.
لنتعرف على عدد بطاريات الليثيوم أيون التي قد تحتاجها لتشغيل محول طاقة بقدرة 5000 واط. في هذا المثال، سنستخدم بطاريات ليثيوم أيون بسعة 100 أمبير/ساعة وجهد 48 فولت.
5000 واط / 48 فولت = 104.2 أمبير [التيار الذي سيسحبه]
100 أمبير ساعة × 1C = 100 أمبير [معدل شحن وتفريغ بطارية ليثيوم أيون سعة 100 أمبير/ساعة]
104.2 أمبير / 100 أمبير = 1.04 ≈ بطارية واحدة
تكوين البطارية
يمكنك استخدام خزانة خوادم بجهد 48 فولت وسعة 100 أمبير/ساعة. ومع ذلك، يمكنك أيضًا استخدام عدة بطاريات سلكية، مثل أربع بطاريات بجهد 12 فولت وسعة 100 أمبير/ساعة موصولة على التوالي.
بطاريتان 24 فولت 100 أمبير/ساعة موصلتان على التوالي ستعملان أيضًا في هذا المثال.
وبالمثل، إذا استخدمت بطارية Ah أخرى، يمكنك إجراء نفس الحسابات لمعرفة عدد البطاريات.
لقد جعلنا ذلك أكثر سهولة بالنسبة لك في الجدول التالي.
| سعة البطارية | قفص | معدل الشحن والتفريغ | عدد البطاريات اللازمة لمحول طاقة بقدرة 5000 واط |
| بطارية ليثيوم أيون 40 أمبير/ساعة | 1C | 40 أمبير ساعة × 1 كولوم = 40 أمبير | 5000 واط / 48 فولت / 40 أمبير = 2.6 ≈ 3 بطاريات |
| بطارية ليثيوم أيون 70 أمبير/ساعة | 1C | 70 أمبير ساعة × 1 C = 70 أمبير | 5000 واط / 48 فولت / 70 أمبير = 1.5 ≈ 2 بطاريتين |
| بطارية ليثيوم أيون 100 أمبير | 1C | 100 أمبير ساعة × 1 كولوم = 100 أمبير | 5000 واط / 48 فولت / 100 أمبير = 1.04 ≈ بطارية واحدة |
| بطارية ليثيوم أيون 135 أمبير/ساعة | 1C | 135 أمبير ساعة × 1 كولوم = 135 أمبير | 5000 واط / 48 فولت / 135 أمبير = 0.8 ≈ 1 بطارية |
| بطارية ليثيوم أيون 150 أمبير/ساعة | 1C | 150 أمبير ساعة × 1 C = 150 أمبير | 5000 واط / 48 فولت / 150 أمبير = 0.7 ≈ 1 بطارية |
| بطارية ليثيوم أيون 200 أمبير/ساعة | 1C | 200 أمبير ساعة × 1 كولوم = 200 أمبير | 5000 واط / 48 فولت / 200 أمبير = 0.5 ≈ بطارية واحدة |
بطارية الرصاص الحمضية: كم عدد البطاريات اللازمة لمحول طاقة بقدرة 5000 واط؟
تُعد بطارية الرصاص الحمضية أيضاً نوعاً من أنواع البطاريات القابلة لإعادة الشحن.
يستخدم هذا الجهاز أقطابًا من الرصاص ومحلول حمض الكبريتيك لتوليد الكهرباء. غالبًا ما توجد هذه البطاريات في السيارات، وأنظمة الطاقة الاحتياطية، وأنظمة الطاقة المستقلة.
بطاريات الرصاص الحمضية رخيصة ويمكنها توفير تيارات عالية عند بدء التشغيل.
ومع ذلك، فإن دورة حياتها محدودة وهي عرضة للتلف الناتج عن الكبرتة إذا لم تتم صيانتها بشكل صحيح.
الأهم من ذلك، أنها لا تخزن الكثير من الطاقة. ومع ذلك، تُعد هذه البطاريات خيارًا ممتازًا إذا كنت ترغب في توفير المال.
لنتعرف على عدد بطاريات الرصاص الحمضية التي قد تحتاجها لتشغيل محول طاقة بقدرة 5000 واط. في هذا المثال، سنستخدم بطاريات رصاص حمضية بسعة 200 أمبير/ساعة وجهد 48 فولت.
5000 واط / 48 فولت = 104.2 أمبير [التيار الذي سيسحبه]
200 أمبير ساعة × 0.2 درجة مئوية = 40 أمبير [معدل الشحن والتفريغ لبطارية الرصاص الحمضية سعة 200 أمبير/ساعة]
104.2A / 40A = 2.6 ≈ 3 العجينies
نحتاج إلى ثلاث بطاريات سعة 200 أمبير/ساعة للحصول على سعة إجمالية قدرها 600 أمبير/ساعة لأن 600 أمبير/ساعة × 0.2C = 120 أمبير، وهو أعلى من 104.2 من تيار العاكس.
ومع ذلك، نحتاج إلى بطارية رصاص حمضية 48 فولت 600 أمبير لتشغيل محول طاقة 5000 واط بكفاءة.
تكوين البطارية
أحد التكوينات الممكنة للبطاريات هو أربع بطاريات 12 فولت 200 أمبير في الساعة متصلة على التوالي والتوازي مع سلسلتين أخريين لبطاريات 4S 3P.
يمكننا أيضًا استخدام بطاريتين 24 فولت 200 أمبير في الساعة على التوالي والتوازي مع سلسلتين أخريين لبطاريات 2S 3P.
| سعة البطارية | قفص | معدل الشحن والتفريغ | عدد البطاريات اللازمة لمحول طاقة بقدرة 5000 واط |
| بطارية رصاص حمضية 80 أمبير/ساعة | 0.2 درجة مئوية | 80 أمبير ساعة × 0.2 C = 16 أمبير | 5000 واط / 48 فولت / 16 أمبير = 6.5 ≈ 7 بطاريات |
| بطارية رصاص حمضية 100 أمبير/ساعة | 0.2 درجة مئوية | 100 أمبير ساعة × 0.2 كولوم = 20 أمبير | 5000 واط / 48 فولت / 20 أمبير = 5.2 ≈ 6 بطاريات |
| بطارية رصاص حمضية 120 أمبير/ساعة | 0.2 درجة مئوية | 120 أمبير ساعة × 0.2 كولوم = 24 أمبير | 5000 واط / 48 فولت / 24 أمبير = 4.3 ≈ 5 بطاريات |
| بطارية رصاص حمضية 135 أمبير/ساعة | 0.2 درجة مئوية | 135 أمبير ساعة × 0.2 كولوم = 27 أمبير | 5000 واط / 48 فولت / 27 أمبير = 3.9 ≈ 4 بطاريات |
| بطارية رصاص حمضية 150 أمبير/ساعة | 0.2 درجة مئوية | 150 أمبير ساعة × 0.2 C = 30 أمبير | 5000 واط / 48 فولت / 30 أمبير = 3.5 ≈ 4 بطاريات |
| بطارية رصاص حمضية 200 أمبير/ساعة | 0.2 درجة مئوية | 200 أمبير ساعة × 0.2 كولوم = 40 أمبير | 5000 واط / 48 فولت / 40 أمبير = 2.60 ≈ 3 بطاريات |
نصائح الخبراء
من الضروري مراعاة الجهد والحجم ومعدل الشحن والتفريغ عند اختيار البطاريات لأجهزة تحويل الطاقة. كما تعلمون، يبلغ معدل الشحن والتفريغ لبطارية الليثيوم 1C، بينما يبلغ معدل الشحن والتفريغ لبطارية الرصاص الحمضية 0.2C.
هذا يعني أنه يمكن شحن خلايا الليثيوم أو تفريغها بنفس المعدل لمدة ساعة واحدة. في المقابل، يمكن شحن بطارية الرصاص الحمضية أو تفريغها بمعدل خُمس سعتها كل ساعة.
- احرص دائمًا على شحن البطاريات قبل توصيلها.
- أنت بحاجة إلى بطارية 48 فولت 100 أمبير/ساعة لبطاريات الليثيوم من أجل محول طاقة بقدرة 5000 واط.
- أنت بحاجة إلى بطارية 48 فولت 600 أمبير/ساعة لبطارية الرصاص الحمضية لمحول طاقة 5000 واط.
- احرص دائمًا على مراعاة معدل الشحن والتفريغ (C-rate) للبطارية.
تواصل معنا الآن لمناقشة احتياجاتك من البطاريات والعثور على أفضل محول طاقة يناسبك. تواصل معنا الآن لتشغيل مشاريعك بثقة.