حساب بطارية ولوح إنارة الشوارع الشمسية: الطاقة والاحتياطي

لا يحدد حجم اللوح الظاهر عدد الليالي التي ستعملها إنارة الشوارع الشمسية. نبدأ بطاقة الليل وبرنامج التعتيم، ثم نراجع إنتاج الموقع في الفترة الأقل ملاءمة واحتياطي البطارية. يوضح المثال 50 W و 12 V الفرق بين ساعات الإضاءة والساعات المكافئة عند القدرة الكاملة؛ وهو تمرين حسابي لا ضمان استقلالية في كل مدينة سعودية أو إماراتية ولا بديل عن ورقة البطارية.

طاقة الليل واحتياطي البطارية

• بعد ذلك قدّر السعة اللازمة.

يتطلب هامش الفواقد الإرشادي 15–25% تحققًا يشمل الكابلات والمنظم والسائق. وتحدد البطارية والمنظم عمق التفريغ المسموح. لذا تمثل 125 Ah طلبًا حسابيًا للطاقة عند الجهد الاسمي، وليست السعة الاسمية النهائية للبطارية المطلوب شراؤها.
تسلسل المثال التقريبي: ‏4.17 A ×7.5 h ×(3 +1) ليالٍ =4.17 A ×30 h ≈125 Ah. وينتج 125 Ah بالضبط عند استخدام التيار غير المقرب 50÷12 A.
نفترض 4 ليالٍ تشمل الليلة السابقة لثلاثة أيام من الوارد الشمسي غير الكافي. يعمل البرنامج بنسبة 100% من 19:00 إلى 23:00، ثم 50% أي 25 W من 23:00 إلى 06:00. بذلك تعادل 11 ساعة تشغيل 7.5 ساعة عند كامل القدرة.

الإنتاج الشمسي وحدود التقدير

• حساب أولي لقدرة اللوح الشمسي

نفترض للتوضيح 6 ساعات شمس مكافئة يوميًا، وتتغير القيمة بحسب الفصل والموقع. يعمل مصباح 50 W لمدة 11 ساعة ليلية، تعادل 7.5 ساعة عند القدرة الكاملة. وباستخدام هذين الافتراضين نبدأ ميزانية الطاقة لتقدير اللوح:

خلط الحساب الأصلي بين جهد لوح 17.4 V وجهد بطارية 12 V، لذلك لا نعد 120 W اختيارًا مضمونًا. كما لم يشمل استعادة الشحن بعد ضعف الشمس. قبل تصحيح الفواقد والإنتاج الحقيقي نحصل على 450 Wh ÷6 h =75 W عند 6 ساعات شمس مكافئة. جاءت 450 Wh من هامش توضيحي 20%: ‏50 W ×7.5 h ×1.20 =450 Wh.

لإكمال الاختيار راجع استعادة الشحن وفواقد المنظومة والاستقلالية المطلوبة معًا.

• ابدأ بالتيار المثالي للمثال.

في مثال مصباح 50 W على بطارية 12 V يكون تقدير التيار المثالي 50 W ÷12 V ≈4.17 A.

استخدم الفترة الأقل إنتاجًا في موقع التركيب

اطلب تحديد الموقع والفترة التي يمثلها إنتاج الشمس، إلى جانب ساعات الإنارة. لا يصف المتوسط السنوي وحده الطاقة المتاحة خلال فترة الاستقلالية المطلوبة؛ واحفظ الافتراضات مع ملف التحجيم.

افصل احتياطي الليل عن استعادة الشحن

احسب إنتاج اللوح اللازم لليلة عادية، ثم كيف سيستعيد الطاقة المستهلكة خلال الأيام الضعيفة. أبقِ الحسابين في العرض؛ فقد تتطلب استعادة الشحن قدرة أو ظروفًا مختلفة عن مجرد تغطية الاستهلاك اليومي.

بيانات تكمل الحساب

حوّل الاحتياطي إلى واط ساعة قبل مقارنة البطاريات

في المثال تعادل الليلة50 W ×7.5 h =375 Wh عند الحمل، وتساوي أربع ليالٍ1500 Wh قبل الفواقد وحدود التفريغ. وعند12 V يقابل ذلك125 Ah حسابيًا. لا تقارن بطاريتين بجهدين مختلفين باستخدام Ah فقط، ولا تنس أن الطاقة القابلة للاستخدام أقل من الطاقة الاسمية وفق البطارية والمنظم والحرارة.

أدخل الغبار وخطة التنظيف في بيانات الموقع

في موقع خليجي افتراضي قد يتغير تعرض اللوح للغبار والظل خلال التشغيل. اطلب حسابًا يستخدم إحداثيات الموقع والفترة الحرجة وزاوية اللوح وخطة التنظيف، مع افتراضات واضحة للفواقد. وبعد التشغيل راقب إنتاجًا ممثلًا للحالة الفعلية قبل تغيير البرنامج الليلي أو افتراض أن6 ساعات شمس مكافئة متاحة كل يوم.

قارن العروض بميزانية طاقة وشروط واضحة، لا برقم Ah أو واط اللوح وحده. اطلب الطاقة المفيدة بالواط ساعة وحدود الشحن والتفريغ وكفاءة المنظم وإنتاج الموقع. وثّق عدد الليالي عند البرنامج المختار، ثم احسب استعادة الاحتياطي بعد ضعف الشمس؛ فتكبير اللوح يساعد في ظروف معينة لكنه لا يضمن إنتاجًا ثابتًا كل يوم.