انتخاب ظرفیت باطری مناسب برای چراغ های خورشیدی و بررسی عدم کارایی مناسب آنها در کشور
سیستم ها و سامانه های روشنایی خورشیدی و چراغهای خورشیدی با چالش ها و فرصت های زیادی در کشور دست به گریبان است. مشکلات متعدد اینگونه سیستم ها در مکان های عمومی ، برخی از مردم و مدیران را نسبت به کارایی آن دلزده کرده است. هزینه های تعمیر و نگهداری بالا و همچنین عدم کارایی مناسب آن رشد توسعه آن را کند کرده است. شرکت سرو انرژی قصد دارد که با انتشار سلسله مقالاتی به برخی از نکات کلیدی در طراحی و نگهداری آن اشاره می شود. در این قسمت به انتخاب ظرفیت باطری پرداخته شده است.
برای یک صنعت نوپا هیچ دشمنی بدتر از افراد غیر متخصص نمی باشد. ورود سریع فنآوری روشنایی خورشیدی ، بسیاری از صاحبان سرمایه های کوچک و همچنین افراد علاقمند را جذب این صنعت جدید نمود. این افراد با تصور اینکه خورشید به پنل خورشیدی می تابد و نور می دهد! ، وارد این صنعت شدند. عدم توجه به طراحی و چیدمان المان های مناسب ، در بسیاری اوقات نتیجه های بدی را حاصل نموده است.
هم اکنون در یکی از بوستانهای تهران نزدیک به ۱۰۰۰ عدد چراغ خورشیدی به علت عدم کارایی از کار افتاده اند و هیچکس نمی داند که در برابر این سرمایه گذاری بزرگ چه باید بکند. سرو انرژی بعنوان شرکت پیشرو و موفق در طراحی سامانه های خورشیدی مستقل از شبکه و هیبرید شبکه خورشیدی ، قصد دارد که در این مجال به نکات اصلی و کلیدی در طراحی و عیب یابی اینگونه سیستم ها بپردازد. بدیهی است که اقدام به ساخت و اجرا با اکتفا به اطلاعات این سطور و عدم استفاده از متخصصین ، کافی نخواهد بود.
یک چراغ خورشیدی یک سامانه مستقل از شبکه محسوب می شود که دارای اجزای مختلفی شامل پنل خورشیدی ( سولار پنل ، سولار سل و یا سلول خورشیدی ) ، باطری ذخیره ، شارژ کنترلر ، چراغ ( ال ای دی و یا هر المان روشنایی دیگر ) می باشد. در صورتی که مصرف کننده روشنایی DC باشد همین قطعات مذکور کافی است و در صورتی که مصرف کننده ، AC باشد نیاز به یک مبدل DC به AC و یا اینورتر نیز می باشد.
خوب برای شروع فرآیند طراحی باید از آخر شروع کنیم. یعنی این توان مصرف کننده ما چقدر است و یا بعبارت دیگر چه توان روشنایی نیاز داریم. این قسمت عموما به محل نصب و کاربری چراغ بستگی دارد که باید با نرم افزار مربوطه محاسبات مربوط به روشنایی و میزان پرتو دهی و زوایای آن بستگی دارد که در حوصله و محدوده این بحث نمی باشد. پس از انتخاب توان روشنایی کار ما آغاز می شود.
مثلا در صورتی که مصرف کننده ما یک چراغ ۴۰ وات LED دی سی باشد انتخاب بقیه قطعات را باید متناسب با آن انجام دهیم. اولین سوالی که طراح باید بپرسد این است که این چراغ در کجا نصب می شود؟ ایا لازم است که در صورتی که برای دو یا چند روز پیاپی هوا ابری باشد ، این چراغ بدون نیاز به تابش روزانه خورشید ، شبها روشن باقی بماند. مثلا در برخی پروژه های نفتی کارفرما الزام می کند که تحت هیچ شرایطی چراغ نباید خاموش شود. در اینگونه موارد با مراجعه به اطلاعات هواشناسی منطقه ، حداکثر روزهای متوالی ابری منطقه در سه سال متوالی باید استخراج شود تا برای بدترین شرایط میزان دخیره انرژی در باطری مشخص گردد. برای مثال اگر برای دو روز متوالی ابری بخواهیم این چراغ همچنان شبها روشن باقی بماند عموما باید برای نزدیک به ۳۶ ساعت ذخیره انرژی در باطری در نظر گرفته شود.
با توجه به فرضیات فوق ، عدد ۳۶ ساعت را در ۴۰ وات ضرب می کنیم و عدد ۱۴۴۰ وات ساعت ، میزان انرژی مورد نیاز برای روشن نمودن ۳۶ ساعت متوالی یک LED ۴۰ وات بدست می آید. حالا اگر از باطری ۱۲ ولت استفاده کنیم فقط کافی است که عدد ۱۴۴۰ را به ۱۲ ولت تقسیم کنیم تا فضای ذخیره در باطری بدست بیاید. عدد بدست آمده ۱۲۰ آمپر ساعت می باشد. برای شرح محاسبه ساده فوق لازم است دقت نماییم که وات برابر است با ولت در آمپر . بهمین سبب با تقسیم وات به ولت ، آمپر بدست می آید.
خوب حالا میزان ذخیره باطری بدست آمد. ولی قطعا انتخاب یک باطری ۱۲۰ آمپر ساعت ، شروع یک اشتباه بزرگ دیگر خواهد بود. دلیل آن این است که یک باطری نباید هیچگاه کاملا دشارژ شود و در صورت دشارژ کامل به سرعت فرسوده شده و از بین می رود. بهمین دلیل و براساس استانداردها ، باید حداقل ۳۰ درصد از ظرفیت آن همواره دست نخورده باقی بماند. بهمین دلیل باید عدد ۱۲۰ را در ۳/۱ ضرب کنیم که عدد ۱۵۶ آمپر ساعت بدست میآید که با کمی خطا باطری ۱۵۰ آمپر ساعت انتخاب مناسبی خواهد بود.
در مجال و فرصت های بعدی به نکات اساسی و کلیدی مهمی در طراحی سامانه های چراغ خورشیدی اشاره خواهد شد. برای طراحی ، نصب و اجرای سامانه های روشنایی خورشیدی با ما تماس بگیرید.
مجید ثقفی – مدرس دانشگاه و مدیر شرکت سرو انرژی کیا
