وصلنا في الجزء السابق بتحديد عدد الألواح الشمسية التي نحتاجها في النظام الكهروضوئي ليغذي الأحمال في المثال الذي ينص على: شخص لديه مصباح فلورسنت 18 وات متوقع استخدامها أربع ساعات يوميا، ومروحة 60 وات تستخدم لمدة ساعتين يوميا، وثلاجة صغيرة 75 وات تستخدم 24 ساعة يوميا مع اعتبار الكمبروسور يشتغل 12 ساعة. مع اعتبار أن النظام مراد تشغيله عن طريق ألواح شمسية بحجم 110 وات واستخدام بطاريات 12 فولت. ولذلك الآن نحتاج نحدد حجم العاكس الكهربائي والبطاريات والمتحكم بالشحنات، Charge Controller.
قياسات العاكس الكهربائي:
يتم استخدام العاكس في النظام الشمسي حتى يحول التيار المستمر DC المتولد من الخلايا الشمسية إلى تيار متردد AC مناسب لتشغيل الأحمال الكهربائية. حيث يجب أن لا تكون حجم القدرة الكهربائية الداخلة في العاكس الكهربائي أقل من اجمالي القدرة الكهربائية المتوقع أن تستهلكها الأحمال الكهربائية. كما يجب أن يكون الجهد الكهربائي من جهة الادخال يساوي ويناسب الجهد الكهربائي المستخدم في البطارية، حيث كما ذكرنا في المثال ان البطاريات تكون 12 فولت. بالاضافة مراعاة بعض الفقد الذي تسببه العواكس الكهربائية من ناحية كفاءة تصنيعها التي تتراوح كفاءتها من 75 إلى 95 في المائة.
مجموع قدرة استهلاك جميع الأجهزة = 18 + 60 + 75 = 153 وات، وينبغي اعتبار العاكس 25-30٪ حجم أكبر.
اذن يجب أن يكون حجم العاكس لا يقل عن = 153 * 1.25 = حوالي 190 واط أو أكبر.
تحديد حجم البطارية:
نوع البطارية الموصى بها لاستخدامها في نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية هو بطارية دورة عميقة، Deep Cycle. اختيار البطارية ذات دورة العميقة لخصوصيتها في عملية تفريغها إلى مستوى منخفض للطاقة كما أنها تكون سريعة في إعادة شحنها. ويجب أن تكون البطارية بحجم مناسب وكبير بما فيه الكفاية لتخزين طاقة كافية لتشغيل الأجهزة في الفترة المسائية كما يتطلب مراعاة حجم البطارية احتياطيا لتغطي الاحتياج أثناء فترة الأيام الغائمة. لمعرفة حجم البطارية، وحساب على النحو التالي:
1. حساب إجمالي واط ساعة في اليوم المستخدمة من قبل الأجهزة.
2. تقسيم إجمالي واط ساعة في اليوم المستخدمة من قبل 0.85 لفقدان البطارية.
3. تقسيم الإجابة التي تم الحصول عليها في البند 2 بنسبة 0.6 لعمق التفريغ.
4. تقسيم الإجابة التي تم الحصول عليها في البند 3 من الجهد البطارية الاسمية.
5. ضرب الجواب الذي تم الحصول عليه في البند 4 مع أيام المتوقع احتياطيا تكون غائمة وعادة تقدر بثلاثة أيام (عدد الأيام التي يتطلب من البطارية العمل عندما لا يكون هناك الطاقة التي تنتجها لوحات الكهروضوئية PV) للحصول على المطلوبة
قدرة أمبير ساعة من بطارية دورة عميقة.
سعة البطارية (أمبير ساعة) = (إجمالي واط ساعة في اليوم التي تستخدمها الأجهزة x أيام المتوقع احتياطية) / (0.85 × 0.6 × البطارية الاسمية الجهد)
- وعند الرجوع للمثال السابق:
إجمالي أحمال استخدام الأجهزة = (18 × 4 ساعات) + (60 واط × ساعتان) + (75 واط × 12 ساعة) = 1092 وات/اليوم
الجهد الاسمي البطارية = 12 فولت
أيام االاحتياطيبة = 3 أيام
سعة البطارية = [(18 × 4 ساعات) + (60 × ساعتان) + (75 × 12 ساعة)] × 3 / (0.85 × 0.6 × 12)
إذن إجمالي ساعات أمبير المطلوبة 535.29 آمبير ساعة، وبالتالي سنختار بطارية 12 فولت 600 أمبير ساعة.
تحديد قياس المتحكم بالشحنات للطاقة الكهروضوئية Charge Controller:
أهمية المتحكم للشحنات هو المسؤول عن عملية التنظيم التي تمنع حدوث خلل في زيادة التيار والجهد الكهربائي الغير متوافقة بين الخلايا الكهروضوئية والبطاريات. وتتنافس الكثير من المصانع في جودة تصنيع الكنترولرز حتى تتميز دائما في الحصول على ذروة الأداء المنتجة من الاشعاع واستجابة الألواح الكهروضوئية لها. في هذا المثال للنظام الشمسي الصغير، حتى يتم معرفة مواصفات الكنترولي يتطلب معرفة تفاصيل المصنعية لأداء الألواح الشمسية وعادة توجد في DATA SHEET للحصول على الآتي:
معرفة تيار الكهربائي القصر في الألواح I short circuit ومن ثم مضاعفة بـ 1.3 ليكون مناسب لربطه بالمتحكم بالشحنات
من خلال مثالنا الحالي لقد تم معرفة أننا بحاجة لثلاثة ألواح شمسية كل لوح شمسي لديه تيار قصر يبلغ 7.5 أمبير، لربطها ببطارية ذات 12 فولت، فبالتالي فأن حجم الكنترولر يجب أن لا يقل عن:
شدة التيار العظمى الناتجة من الألواح = (3 * 7.5 * 1.3) = 29.5 أمبير
لذلك يجب أن يكون حجم الكنترولر 30 A أو أكبر عند 12 فولت.