لتشغيل تلفاز وثلاجة وغسالة و6 مصابيح 

تعتبر الطاقة الشمسية من الحلول الممتازة لتوفير الكهرباء للمنازل، خصوصاً في المناطق التي تعرف انقطاعات متكررة للكهرباء أو التي لا تتوفر على شبكة كهربائية.

في هذا المشروع سنقوم بتصميم نظام شمسي مستقل لمنزل صغير قادر على تشغيل:

• 📺 تلفاز
• 🧊 ثلاجة
• 🧺 غسالة ملابس
• 💡 6 مصابيح LED
• 🔋 بطاريات لتخزين الطاقة
• ⚡ عاكس لتحويل الكهرباء من DC إلى AC

وسنقوم بالحسابات خطوة بخطوة.

🔧 1. الأجهزة الكهربائية الموجودة في المنزل

سنفترض أن المنزل يحتوي على الأجهزة التالية:

ملاحظة: الثلاجة لا تعمل عادةً 10 ساعات متواصلة؛ لذلك نستعمل هنا مفهوم ساعات التشغيل المكافئة لحساب استهلاكها اليومي.

⚡ 2. حساب استهلاك التلفاز

قدرة التلفاز:

P = 100 W

مدة التشغيل:

t = 5 h

إذن:

E = P × t

E = 100 × 5 = 500 Wh

أي:

0.5 kWh/day

🧊 3. حساب استهلاك الثلاجة

نفترض أن متوسط القدرة المستخدمة في الحساب هو:

و

E = 1500 Wh

أي:

1.5 kWh/day

⚠️ في التطبيق الحقيقي، استهلاك الثلاجة يختلف حسب حجمها، درجة الحرارة، كفاءة العزل وعدد مرات فتح الباب.

🧺 4. حساب استهلاك الغسالة

قدرة الغسالة:

P = 500 W

مدة التشغيل:

t = 1 h

إذن:

E = 500 × 1

E = 500 Wh

أي:

0.5 kWh/day

💡 5. حساب استهلاك المصابيح الستة

لدينا:

6 مصابيح × 10 W

إذن القدرة الإجمالية:

P = 6 × 10 = 60 W

إذا اشتغلت المصابيح لمدة 5 ساعات يومياً:

E = 60 × 5

E = 300 Wh

أي:

0.3 kWh/day

📊 6. مجموع الاستهلاك اليومي

نجمع استهلاك جميع الأجهزة:

التلفاز = 500 Wh

الثلاجة = 1500 Wh

الغسالة = 500 Wh

المصابيح = 300 Wh

إذن:

Etotal = 500 + 1500 + 500 + 300

🔋 Etotal = 2800 Wh/day

أي:

2.8 kWh يومياً

☀️ 7. كم نحتاج من الألواح الشمسية؟

لنفرض أن المنطقة تحصل على حوالي 4 ساعات شمس ذروة يومياً.

نضيف هامشاً للخسائر الناتجة عن:

• الحرارة
• الغبار
• الأسلاك
• العاكس
• البطارية
• اختلاف شدة الإشعاع

سنحسب حوالي 25% خسائر.

إذن الطاقة المطلوبة من الألواح:

2.8 ÷ 0.75 = 3.73 kWh/day

إذا كان لدينا 4 ساعات شمس ذروة:

Psolar = 3.73 ÷ 4

Psolar ≈ 0.93 kW

لذلك نختار قدرة أكبر قليلاً من الحساب النظري.

☀️ الاختيار المقترح:

1 kWp من الألواح الشمسية

مثلاً:

2 × 500 W = 1000 W

أو:

4 × 250 W = 1000 W

🔋 8. اختيار البطارية

نريد تخزين الطاقة لاستخدامها في المساء والليل.

إذا أردنا حوالي 2.8 kWh من الطاقة، فلا يُفضل تفريغ البطارية بالكامل.

إذا استخدمنا بطارية ليثيوم بعمق تفريغ حوالي 80%:

Capacity = 2.8 ÷ 0.8

Capacity = 3.5 kWh

لذلك يمكن اختيار بطارية قريبة من:

🔋 24V — 150Ah

حساب طاقتها:

E = V × Ah

E = 24 × 150

E = 3600 Wh

أي:

3.6 kWh

وهذا مناسب لهذا المثال مع مراعاة أن الاستهلاك الفعلي يتغير حسب الأجهزة.

⚡ 9. اختيار العاكس Inverter

العاكس يقوم بتحويل:

DC من البطاريات → AC للأجهزة المنزلية

لدينا عدة أجهزة يمكن أن تعمل في نفس الوقت.

مثلاً:

• التلفاز: 100 W
• الثلاجة: 150 W
• الغسالة: 500 W
• المصابيح: 60 W

المجموع:

810 W

لكن الثلاجة والغسالة تحتويان على محركات يمكن أن تحتاجا إلى تيار إقلاع أعلى من القدرة العادية.

لذلك لا نختار عاكس 1000 W فقط.

الاختيار المقترح:

Pure Sine Wave Inverter

بقدرة:

⚡ 1500 W

ويفضل أن تكون لديه قدرة Surge مناسبة لتشغيل المحركات عند بدء التشغيل.

👉 اقرأ الدرس بالتفصيل:inverter

🔌 10. منظم الشحن

بما أن الألواح لدينا حوالي:

1000 W

ونستخدم نظام:

24 V

فإن تيار الشحن النظري:

I = P ÷ V

I = 1000 ÷ 24

I ≈ 41.7 A

لذلك يمكن اختيار:

MPPT Solar Charge Controller 50A

والـMPPT أفضل من PWM في مثل هذا النظام لأنه يستفيد بشكل أفضل من طاقة الألواح.

🏠 11. مخطط النظام

يمكن أن يكون تركيب المشروع بهذا الشكل:

🛡️ 12. الحماية الكهربائية

لا يجب تركيب النظام بدون وسائل حماية مناسبة.

يمكن استعمال:

في جهة الألواح ☀️

• DC Circuit Breaker
• Fuse مناسب
• DC Isolator
• حماية من زيادة الجهد حسب تصميم النظام

في جهة البطارية 🔋

• Fuse أو DC Breaker مناسب للتيار
• قاطع فصل للبطارية
• كابلات ذات مقطع مناسب

في جهة AC ⚡

• قاطع رئيسي
• قواطع فرعية
• حماية تفاضلية RCD/RCCB
• التأريض حسب معايير التركيب المحلية

⚠️ اختيار مقطع الكابل والقواطع لا يعتمد فقط على القدرة؛ يجب حساب التيار، طول الكابل، هبوط الجهد وطريقة التركيب.

💰 13. المكونات الأساسية للمشروع

📌 ملاحظة مهمة حول التصميم

هذا مثال تعليمي وليس مخططاً نهائياً لتركيب منزل فعلي.

فالاختيار النهائي للألواح والبطاريات والعاكس يجب أن يعتمد على:

• الاستهلاك الحقيقي للأجهزة.
• عدد ساعات الشمس في المنطقة.
• هل النظام مستقل Off-Grid أم مربوط بالشبكة.
• مدة الاستقلالية المطلوبة عند غياب الشمس.
• نوع البطارية.
• تيار إقلاع الثلاجة والغسالة.
• أطوال ومقاطع الكابلات.
• شروط السلامة والمعايير الكهربائية المحلية.

✅ النتيجة

بالنسبة لهذا المثال، نظام في حدود 1 kWp ألواح + بطارية 24V/150Ah + عاكس Pure Sine Wave بقدرة 1500W + MPPT 50A يمكن أن يكون نقطة تصميم مناسبة لتغذية الأحمال المذكورة، مع ضرورة التحقق من الاستهلاك الفعلي قبل التنفيذ.

شاهد هدا المقطع للمزيد من المعلومات حول تزويد المنزل بالطاقة الشمسية : 👇   Molmassitatv