كيفية توصيل الألواح الشمسية والبطاريات بالتوازي لنظام 12 فولت

الربط الموازي لألواح الطاقة الشمسية ذات الجهد 12 فولت والبطاريات لنظم الطاقة

يعد الاتصال بجهد 12 فولت هو التكوين الأكثر شيوعًا لتوصيل الألواح الشمسية بالبطاريات. عادةً، لتحويل هذه الطاقة الكهربائية ذات الجهد 12 فولت تيار مستمر إلى نظام كهربائي بجهد 120/230 فولت تيار متردد مناسب للاستخدام المنزلي الشائع، يتم ربط الألواح الشمسية (PV) والبطاريات بشكل متوازي. هذا التكوين يتيح إنتاج الطاقة بكفاءة، شحن البطاريات، وتغذية الأحمال الكهربائية ذات التيار المتردد، وكذلك تشغيل الأجهزة التي تعمل بتيار مستمر مباشرة. دعنا نستكشف العملية خطوة بخطوة لتوصيل لوحتين أو أكثر من الألواح الشمسية والبطاريات بشكل متوازي، ودمجها مع جهاز تحكم في الشحن الشمسي ومقلوب تلقائي أو نظام طاقة غير قابل للانقطاع (UPS) لتلبية الاحتياجات المتعددة للطاقة.

معظم الألواح الشمسية والبطاريات متوفرة بقيم جهد مثل 12 فولت، 24 فولت، 36 فولت، وما إلى ذلك. عندما ترغب في زيادة سعة نظام الطاقة الشمسية الخاص بك، يصبح التكوين المتوازي ضروريًا. على سبيل المثال، إذا كانت بطارية واحدة يمكن أن تغذي مروحة سقف لمدة 6 ساعات، فإن ربط بطاريتين بنفس السعة بشكل متوازي يمكن أن يمدد وقت التشغيل للمروحة إلى حوالي 12 ساعة - تقريبًا ضعف المدة. بالإضافة إلى ذلك، تشحن الألواح الشمسية المتصلة بشكل متوازي البطاريات بشكل أسرع وتقدم طاقة إضافية لدعم عدد أكبر من الأحمال الكهربائية.

هذا النهج المتوازي يعتبر خصوصًا مهمًا لنظم الجهد 12 فولت، والتي تتضمن مكونات مثل جهاز تحكم في الشحن ذو جهد 12 فولت والمقلوب. لذلك، في تكوين الجهد 12 فولت، من المعتاد ربط عدة ألواح شمسية ذات جهد 12 فولت تيار مستمر وبطاريات بشكل متوازي.

من المهم ملاحظة أنه بناءً على المتطلبات الخاصة، يمكن أيضًا ربط العديد من الألواح الشمسية والبطاريات بشكل متسلسل أو متوازي أو مزيج من التكوينات المتسلسلة - المتوازية لأنظمة التيار المستمر بمستويات جهد مختلفة مثل 12 فولت، 24 فولت، 36 فولت، أو 48 فولت.

في الاتصال المتوازي، ينطبق مبدأ كهربائي مهم: يبقى الجهد ثابتًا عبر جميع المكونات المتصلة، بينما تجمع قيم التيار. على سبيل المثال، عند ربط لوحتين شمسيتين أو بطاريتين، كل منهما بجهد 12 فولت تيار مستمر وقوة 120 واط وتيار 10 أمبير، بشكل متوازي

نفس الأمر ينطبق على البطاريات، أي يمكننا زيادة سعة الأمبير الساعة (Ah) للبطاريات عند ربطها بشكل متوازي.

بينما يبقى مستوى الجهد للبطارية وكذلك اللوحة الشمسية نفسه (الاتصال المتوازي)

أي أن الجهد يبقى 12 فولت لكل من الألواح الشمسية ذات الجهد 12 فولت والبطاريات.

ملاحظة هامة: عند ربط البطاريات بشكل متسلسل أو متوازي، من الضروري أن تكون جميع البطاريات بنفس سعة الأمبير الساعة (Ah)، كما يجب أن يكون للألواح الشمسية في نفس التكوين نفس مستوى الجهد. في هذا التكوين المتوازي، بينما يبقى الجهد من البطاريات والألواح الشمسية عند 12 فولت، تزداد السعة الكلية للأمبير. هذا يسمح بدمج سلس للألواح الشمسية المنتجة للطاقة والبطاريات الخازنة للطاقة (التي تخدم كطاقة احتياطية) مع UPS / مقلوب بجهد 12 فولت وجهاز تحكم في الشحن الشمسي.

خلال ساعات النهار مع ضوء الشمس الطبيعي، يتم تزويد المقلوب من التيار المستمر إلى التيار المتردد مباشرة بواسطة الألواح الشمسية. في حالات مثل الظل أو ليلاً، يقوم المقلوب بسحب الطاقة من البطاريات. ثم يقوم المقلوب بتحويل الإدخال بجهد 12 فولت تيار مستمر إلى 120 فولت تيار متردد (في الولايات المتحدة) أو 230 فولت تيار متردد (في المملكة المتحدة والاتحاد الأوروبي)، حسب معايير الجهد الكهربائي المحلية، ويقوم بتزويد الأحمال الكهربائية ذات التيار المتردد مثل المصابيح والمراوح بالطاقة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن ربط الأجهزة التي تعمل بتيار مستمر مباشرة بإطراف الأحمال الكهربائية المباشرة لجهاز تحكم الشحن.

ربط لوحتين أو أكثر من الألواح الشمسية والبطاريات بشكل متوازي أمر بسيط. كما هو موضح في الشكل أدناه، ما عليك سوى ربط طرف موجب لوحة شمسية أو بطارية مع طرف موجب أخرى، وفعل الشيء نفسه للأطراف السالبة.

تشير الرسمة التوضيحية المرفقة إلى كيفية قدرة لوحتين شمسيتين بجهد 12 فولت وتيار 10 أمبير وقوة 120 واط متصلتين بشكل متوازي على شحن بطاريتين بجهد 12 فولت وسعة 100 أمبير ساعة أيضاً متصلتين بشكل متوازي. خلال النهار مع ضوء الشمس الطبيعي، يمكن لهذا التكوين أيضًا تزويد الأحمال الكهربائية ذات التيار المتردد بالطاقة عبر البطاريات والمقلوب. عند حدوث ظلال أو ليلاً، عندما لا تستطيع الألواح الشمسية إنتاج الطاقة، تقوم الطاقة المخزنة في البطاريات بدور الطاقة الاحتياطية. ثم توفر البطاريات الكهرباء للأحمال الكهربائية ذات التيار المتردد عبر المقلوب. يتم إدارة هذه العملية بأكملها تلقائيًا بواسطة UPS، مما يتجنب الحاجة للتدخل اليدوي أو مفاتيح التحويل أو مفاتيح التحويل التلقائية (ATS) لتشغيل أو إيقاف الأجهزة الكهربائية والمفاتيح الكهربائية، مما يضمن تجربة تزويد الطاقة بدون مشاكل.