يُحدد الحمل الأساسي الليلي الحد الأدنى من الطاقة التي يجب أن توفرها بطارية المنزل قبل الصباح، وغالبًا ما يكشف عن أحمال التبريد والتشغيل التي لا يُظهرها إجمالي استهلاك الكهرباء الشهري. تشمل فاتورة الكهرباء المنزلية استهلاك الطاقة خلال النهار، وتبريد المنزل بعد الظهر، والترفيه المسائي، وساعات الهدوء بعد خلود الجميع إلى النوم. لا تخضع بطارية النسخ الاحتياطي لهذه الساعات بنفس الطريقة. خلال انقطاع طويل للتيار الكهربائي، غالبًا ما يُحدد الحمل الأساسي الليلي ما إذا كانت الطاقة المخزنة ستستمر حتى شروق الشمس، لأنه يعمل باستمرار عندما لا تُساهم الطاقة الشمسية المُثبتة على السطح بأي شيء.
يُسهّل مناخ فيتنام الدافئ التقليل من تقدير الحمل الأساسي للطاقة. إذ يمكن أن تبقى أجهزة التبريد، والمراوح، ومكيفات الهواء، وجهاز التوجيه، وأجهزة الأمن، والأجهزة الإلكترونية الاحتياطية، ونظام المياه، تعمل لمدة ثماني إلى عشر ساعات. ويُوفّر قياس هذا الطلب الثابت نقطة انطلاق أدق لتحديد حجم بطاريات المنازل مقارنةً بتقسيم الفاتورة الشهرية على ثلاثين.
ابدأ بمنحنى الحمل بين غروب الشمس وشروقها
السؤال المهم ليس مجرد معرفة عدد الكيلوواط/ساعة التي يستهلكها المنزل يوميًا، بل كيفية تغير استهلاك الطاقة خلال الليل. يمكن لعداد ذكي أو بوابة خاصة بالعواكس أو مسجل طاقة مؤقت تسجيل الطلب على فترات زمنية مدتها خمس دقائق أو خمس عشرة دقيقة. ينبغي تضمين عدة ليالٍ عادية على الأقل، بالإضافة إلى ليلة حارة حيث يعمل التبريد بكامل طاقته.
افصل الأحمال المستمرة عن أحمال الدورة
قد يستهلك جهاز التوجيه ووحدة التحكم الأمنية طاقة ثابتة تقريبًا. أما الثلاجة أو مكيف الهواء فيعملان بنظام دورات، لذا فإن متوسط استهلاكهما للطاقة أقل من استهلاكهما أثناء التشغيل. وقد تبقى مضخة المياه متوقفة لساعات ثم تبدأ بالعمل فجأة. يمنع تحديد كل سلوك من هذه السلوكيات خطأين في حساب حجم النظام: الأول هو إضافة كل لوحة بيانات كما لو كانت تعمل باستمرار، والثاني هو استخدام متوسط الطاقة فقط مع إغفال عمليات التشغيل المتزامنة.
على سبيل المثال، تستهلك مجموعة من أجهزة الاتصالات وأجهزة الاستعداد بقدرة 70 واط حوالي 0.7 كيلوواط ساعة على مدار عشر ساعات. ويضيف ثلاجة بمتوسط استهلاك 60 واط حوالي 0.6 كيلوواط ساعة. كما يضيف مروحتان بقدرة 45 واط 0.9 كيلوواط ساعة أخرى. وقبل احتساب استهلاك التبريد والضخ وفقدان الطاقة أثناء التحويل والاحتياطي، فإن هذه المجموعة ذات المظهر المتواضع تستهلك بالفعل حوالي 2.2 كيلوواط ساعة خلال الليل.
تحديد الأحمال التي لا ينبغي أن تكون على دائرة النسخ الاحتياطي
يمكن لسخانات المياه الكهربائية، وأجهزة الطهي المقاومة، ومجففات الملابس، والعديد من مكيفات الهواء المنزلية أن تستنزف بطارية صغيرة بسرعة. وقد تتجاوز هذه الأجهزة قدرة خرج العاكس عند استخدامها معًا. تحافظ لوحة حماية الأحمال على فصل هذه الدوائر. غالبًا ما يكون من الأفضل دعم التبريد والإضاءة والاتصالات والمراوح ودائرة تبريد واحدة مختارة بدلًا من ضمان تشغيل المنزل بأكمله دون ضوابط.
تحويل الطاقة المقاسة إلى سعة بطارية قابلة للاستخدام
الطاقة المقاسة عند الأحمال المنزلية لا تساوي سعة البطارية الاسمية. ففقد الطاقة أثناء التحويل، وحدود تشغيل البطارية، والاستهلاك الإضافي، ودرجة الحرارة، والتقادم، كلها عوامل تقلل من الطاقة التي تصل إلى الأجهزة. إذا كانت الأحمال المحمية تتطلب 5 كيلوواط ساعة ليلاً، فإن اختيار سعة تخزين اسمية 5 كيلوواط ساعة بالضبط لا يترك أي هامش عملي.
تبدأ عملية حساب شفافة بقياس طاقة الحمل، ثم تُقسم على كفاءة التحويل المتوقعة، مع مراعاة هامش حالة الشحن المسموح به. ويُضاف هامش احتياطي لمواجهة تقلبات الطقس والاستخدام غير المخطط له. يجب كتابة الافتراضات بجانب النتيجة. يُمكّن هذا المُثبِّت من مراجعة الحساب عند إضافة جهاز جديد أو تغيير نظام التبريد. وتُعدّ العلاقة العملية لتحديد الحجم كالتالي: طاقة لوحة البيانات المطلوبة = طاقة الحمل الاحتياطي المقاسة ÷ (كفاءة العاكس × عمق التفريغ المسموح به × عامل سعة نهاية العمر الافتراضي).
لا تزال القوة مهمة حتى بعد حساب الطاقة
قد تحتوي البطارية على طاقة كافية ومع ذلك لا تكفي لتشغيل المضخة أو الضاغط. يجب أن يتحمل العاكس أكبر تيار مستمر متوقع وأن يتحمل تيارًا مفاجئًا معقولًا. اختبر الثلاجة والمضخة ومكيف الهواء المحدد في وضع التشغيل الاحتياطي. إذا كان بإمكان محركين البدء تلقائيًا في نفس اللحظة، فيجب أن يكون الجهاز قادرًا على التعامل مع هذه الخطوة أو أن تفصل أنظمة التحكم بين عمليتي البدء.
استخدم خاصية استعادة الطاقة الشمسية خلال موسم الأمطار، وليس الطاقة الشمسية المثالية عند الظهيرة.
تستعيد بطارية الطاقة الشمسية طاقتها عادةً خلال النهار، لكن موسم الأمطار في فيتنام قد يشهد عدة أيام ذات إنتاجية منخفضة. وتؤثر عوامل عديدة على عملية استعادة الطاقة، منها اتجاه السقف، والظل، والغيوم، ودرجة حرارة الألواح الشمسية، والاستخدام المنزلي خلال النهار، وحدود شحن العاكس. وقد يبدأ النظام الذي يشحن بالكامل في يوم مشمس بالعمل في الليلة التالية بشحن جزئي بعد يوم غائم ورطب.
قم بنمذجة حالتين على الأقل: يوم ذو إنتاج شمسي نموذجي، ويوم آخر ذو إنتاج شمسي ضعيف. يجب أن تُظهر الحالة الثانية حالة الشحن صباحًا، والطاقة المُستهلكة أثناء سطوع الشمس، والطاقة المُتاحة للشحن، والاحتياطي اللازم لليلة أخرى. يُعد هذا الأمر بالغ الأهمية، خاصةً في حال استمرار انقطاع التيار الكهربائي لعدة أيام.
قم بمطابقة نموذج التخزين مع التركيب
عندما تشير دراسة الأحمال إلى تخزين صغير الحجم منخفض الجهد، ESS السكنية المثبتة على الحائط يمكن تقييمها بناءً على بنية الجدار المتاحة، ومساحة الخدمات، وتوافق العاكس، والاتصال، والتيار المسموح به، ونطاق الطاقة القابلة للاستخدام المطلوبة. توفر بطارية المنزل المثبتة على الحائط مساحة أرضية، ولكنها لا تزال بحاجة إلى مكان جاف، ودرجة حرارة مناسبة، ومسارات كابلات محمية، وإمكانية الوصول للفحص. تصف معلومات منتجات EPOTR تكوينات LiFePO4 المثبتة على الحائط في فئة 5.22 كيلوواط ساعة، مع وجود بعض القوائم التي تعرض أيضًا خيارات 10.49 كيلوواط ساعة.
إيبوت آر مجموعة تخزين الطاقة المنزلية يشمل ذلك التكوينات السكنية للاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية والتخطيط الاحتياطي. يجب أن يراعي اختيار المنتج منحنى الاستهلاك الليلي المقاس والدوائر المحمية. لا تكفي السعة وحدها لتحديد توافق العاكس، أو سلوك التحويل، أو التأريض، أو أجهزة الحماية، أو ظروف الحاوية، أو التوسع المستقبلي.
حوّل الحساب إلى إجراء روتيني لانقطاع الخدمة
يعتمد عمر البطارية أثناء انقطاع التيار الكهربائي جزئيًا على القرارات البشرية. يمكن لملاحظة تشغيلية مختصرة تقسيم الأحمال إلى ثلاث مجموعات: مسموح بها دائمًا، مسموح بها بشكل فردي، ومفصولة عادةً. كما يجب أن توضح مستوى البطارية الذي يتم عنده تقليل التبريد، والمستوى المخصص للتبريد، والاتصالات، أو الاحتياجات الطبية.
يجب أن تتضمن عملية التشغيل اختبار فصل الشبكة المتعمد بعد اكتمال لوحة النسخ الاحتياطي. سجّل سلوك نقل الطاقة، وبدء تشغيل المحرك، وطاقة البطارية، وحالة الشحن، والإنذارات، والشحن الشمسي. شغّل مجموعة الأحمال الليلية لفترة كافية لمقارنة الطاقة المقاسة مع تقدير التصميم. حلول الطاقة و قناة الاتصال يمكن دعم المناقشة باستخدام سجل الأحمال، ومخطط الخط الواحد، وتفاصيل العاكس، وبيانات الطاقة الشمسية على السطح، ومستوى الاستقلالية المستهدف. قم بإجراء الاختبار بالقرب من حالة الشحن المتوقعة في المساء، وليس فقط عندما تكون البطارية مشحونة بالكامل.
أعد إجراء الفحص بعد إضافة مكيف هواء جديد، أو مضخة، أو موقد حثي، أو شاحن دراجة نارية كهربائية، أو جهاز مكتب منزلي. لا يُعدّ الحمل الأساسي الليلي ثابتًا في المنزل. فقد يؤدي ارتفاع طفيف غير ملحوظ في استهلاك الطاقة لمدة عشر ساعات إلى استنزاف جزء كبير من احتياطي الطاقة الاحتياطي.
تحقق من خطأ القياس قبل إضافة السعة
تُعدّ عدادات الطاقة الكهربائية المنزلية مفيدة للأجهزة الفردية، لكنها لا تقيس استهلاك مكيفات الهواء أو المضخات الموصولة مباشرةً بالأسلاك، ولا تُسجّل الفاقد في شبكة توزيع الطاقة المنزلية. يُمكن لنظام مراقبة المنزل الشامل رصد جميع الاستهلاكات، مع صعوبة تحديد الجهاز المُسبّب للتغيير. يُعطي استخدام الطريقتين معًا لفترة قصيرة نتائج أفضل: إذ يُحدّد العداد الرئيسي إجمالي الاستهلاك الليلي الفعلي، بينما تُفسّر قياسات الأجهزة شكل الاستهلاك.
يتغير استهلاك الطاقة في وضع الاستعداد تبعًا لحالة الأجهزة. قد لا يستهلك التلفاز أي طاقة تقريبًا عند إيقاف تشغيله تمامًا، ولكنه يستهلك طاقة أكبر عند تفعيل وظائف التنبيه عبر الشبكة. ويتغير متوسط استهلاك الثلاجة للطاقة بعد وضع الأطعمة الساخنة فيها. سجّل ما كان يحدث في المنزل خلال كل ليلة يتم قياسها. وإلا، فقد تُعطي جداول البيانات المنظمة دقةً زائفةً لروتين غير دقيق.
أسئلة متكررة
س1: ما هو الحمل الأساسي الليلي؟
ج: إنها الكهرباء المستخدمة خلال ساعات النوم بواسطة الأجهزة التي تعمل بشكل مستمر أو دوري مثل أجهزة التبريد والاتصالات ومعدات الأمن والمراوح والتبريد والإلكترونيات الاحتياطية.
س2: كم عدد الليالي التي يجب قياسها قبل تحديد حجم بطارية المنزل؟
ج: قم بقياس عدة ليالٍ عادية وقم بتضمين ليلة واحدة على الأقل حارة أو ذات استخدام عالٍ بحيث يتم تمثيل أحمال التبريد الدورية.
س3: لماذا لا يكفي استهلاك الكهرباء الشهري لتحديد حجم البطارية؟
ج: يخفي الإجمالي الشهري توقيت الأحمال، وطاقة بدء تشغيل المحرك، والتشغيل المتزامن، والساعات التي لا تستطيع فيها الطاقة الشمسية إعادة شحن البطارية.
س4: هل يجب توصيل كل دائرة كهربائية منزلية بالبطارية؟
ج: عادةً لا. فصل الدوائر الأساسية يمنع أحمال الراحة أو التدفئة عالية الطاقة من استنزاف سعة التخزين أو التحميل الزائد على العاكس.
س5: ما المعلومات التي تساعد في تحديد نظام البطاريات المنزلية في فيتنام؟
أ: تقديم بيانات الحمل الفاصل الزمني، والدوائر الأساسية، وأحمال المحركات، ومدة الانقطاع، ومعلومات الطاقة الشمسية على السطح، وتفاصيل العاكس، وموقع التركيب، والاحتياطي الطارئ المطلوب.
