صيغة حساب سعة بطارية أضواء الشوارع الشمسية المتكاملة | 2026

2026/05/29 10:52

ما هي صيغة حساب سعة بطارية أضواء الشوارع الشمسية من نوع “كل شيء في واحد”؟

الصيغة حساب سعة بطارية مصباح الشارع الشمسي المتكاملهي طريقة هندسية تُستخدم لتحديد حجم بطارية الليثيوم المطلوبة (سواء بالأمبير ساعة أو واط ساعة) لأنظمة الإضاءة الشمسية المدمجة، وذلك بناءً على معدل استهلاك الطاقة اليومي، وعدد الأيام التي يمكن أن يعمل فيها النظام بشكل مستقل (أثناء الأيام الغائمة)، ومستوى شحن البطارية، بالإضافة إلى جهد النظام. بالنسبة لمقاولي الهندسة ومهندسي الطاقة الشمسية ومديري عمليات الشراء، فإن إتقان هذه الطريقة أمر ضروري للغاية.صيغة حساب سعة بطارية مصباح الشارع الشمسي المتكاملمن الضروري منع حدوث عطل مبكر في البطارية (بسبب التفريغ الزائد)، وضمان استمرارية عمل النظام لمدة 3 إلى 5 أيام أثناء موسم الأمطار، بالإضافة إلى تحسين تكلفة النظام (فالبطارية ذات السعة الكبيرة تعني هدرًا في التكاليف). الصيغة المستخدمة هي: سعة البطارية (واط·ساعة) = (الاستهلاك اليومي للطاقة (واط·ساعة) × عدد أيام العمل المستقل) ÷ (عمق التفريغ × معامل تعديل درجة الحرارة). يقدم هذا الدليل أمثلة تفصيلية للحسابات، بالإضافة إلى مقارنة خصائص البطاريات (مثل LiFePO4 مقابل البطاريات الرصاصية الحمضية)، وطرق اختيار حجم ألواح الطاقة الشمسية، وقوائم التحقق اللازمة عند شراء أنظمة الإضاءة الشمسية المتكاملة.

المعايير التقنية لحساب سعة البطارية

الصيغة حساب سعة بطارية مصباح الشارع الشمسي المتكامليعتمد الأمر على المعايير المذكورة أدناه.

قوة تشغيل مصابيح LED (بالواط):عادةً ما تتراوح قوة أضواء الشوارع بين 20 و80 واط. مثال: مصباح LED بقوة 50 واط (الاستهلاك الفعلي للطاقة يشمل خسائر المحرك الكهربائي المستخدم في تشغيل المصباح).

ساعات العمل اليومية:من 10 إلى 14 ساعة (من الغسق حتى الفجر). مثال: 12 ساعة في الليل.

الحمل اليومي (واط/ساعة/يوم):قوة التشغيل (بالواط) × ساعات التشغيل. مثال: 50 واط × 12 ساعة = 600 واط·ساعة في اليوم (عند الإضاءة الكاملة). أما في حالة التخفيف (مثلاً: 100% لمدة 6 ساعات، أو 50% لمدة 6 ساعات): (50 واط × 6 ساعات) + (25 واط × 6 ساعات) = 450 واط·ساعة في اليوم.

أيام الاستقلالية (احتياطي للأيام الممطرة):من 3 إلى 5 أيام (الوقت القياسي). أما في المناطق التي تتأثر بالمواسم الرطبة، فيكون الوقت من 5 إلى 7 أيام. مثال: 5 أيام.

عمق التفريغ (%)ليثيوم فوسفات الكالسيوم: من 80 إلى 90 في المئة (استخدم قيمة 0.8). بطاريات الرصاص الحمضية: 50 في المئة (استخدم قيمة 0.5). بالنسبة للأضواء الشمسية المتكاملة، يُفضل استخدام بطاريات ليثيوم فوسفات الكالسيوم وفقًا للمعيار القياسي.

عامل تخفيض درجة الحرارة (k_temp):25 درجة مئوية: 1.0؛ 0 درجة مئوية: 0.85؛ -10 درجات مئوية: 0.70؛ -20 درجة مئوية: 0.50. في المناخات الباردة، يجب زيادة سعة البطارية.

جهد النظام (V_sys):12 فولت (للمصابيح LED التي تستهلك أقل من 100 واط)، 24 فولت (للمصابيح LED التي تستهلك من 100 إلى 200 واط). أما بالنسبة للمصابيح المتكاملة، فإن الجهد الاعتيادي هو 12 فولت.

كيمياء البطاريات:LiFePO4 (الموصى به) – عمر افتراضي طويل (0.8)، وعمر خدمة طويل جدًا (ما بين 2,000 إلى 3,000 دورة). بطاريات الرصاص الحمضية (قديمة الطراز) – عمر افتراضي منخفض (0.5)، وعمر خدمة أقصر (حوالي 500 دورة).

ساعات ذروة أشعة الشمس (ساعات/اليوم):من 3 إلى 5 ساعات (استقبال الأشعة الشمسية). يُستخدم في تحديد حجم الألواح الشمسية (وليس البطاريات).

معدل التفريغ الذاتي للبطارية:LiFePO4: من 2 إلى 3 في المئة شهريًا. هذه النسبة ضئيلة للغاية ولا تؤثر على حسابات دورة الشحن اليومية.

العمر المتوقع للبطارية (عدد الدورات):ليثيوم فوسفات الحديد: من 2000 إلى 3000 دورة (مدة تتراوح بين 5 إلى 8 سنوات). بطاريات الرصاص الحمضية: من 500 إلى 800 دورة (مدة تتراوح بين 1.5 إلى 2.5 سنة).

تكلفة الواط الساعة (2026، LiFePO4):من 0.20 دولار إلى 0.40 دولار لكل واط ساعة (للبطارية المزودة بنظام إدارة البطارية).

صيغة حساب سعة البطارية – خطوة بخطوة

الصيغة حساب سعة بطارية مصباح الشارع الشمسي المتكامليتم تطبيقه على النحو التالي.

الخطوة الأولى: حساب الحمل اليومي (بالواط ساعة).الحمل اليومي (واط ساعة) = قوة المصباح الLED (واط) × عدد ساعات التشغيل. بالنسبة لأنظمة التخفيف من سطوع الضوء، يتم استخدام المتوسط المرجح.

الخطوة الثانية: تحديد أيام الاستقلالية.استنادًا إلى الأحوال الجوية المحلية (عدد الأيام الغائمة في الماضي): في الأحوال العادية، يستغرق الأمر من 3 إلى 5 أيام؛ أما في موسم الأمطار، فيستغرق الأمر من 5 إلى 7 أيام.

الخطوة الثالثة: تطبيق معامل عمق التفريغ (Depth of Discharge – DoD).بالنسبة لبطاريات LiFePO4، فإن نسبة الطاقة القابلة للاستخدام تبلغ 0.8 (أي 80 في المئة). أما بطاريات الرصاص الحمضية، فإن نسبة الطاقة القابلة للاستخدام تبلغ 0.5 (أي 50 في المئة).

الخطوة الرابعة: تطبيق تخفيض قيمة درجة الحرارة (k_temp).في المناخات الباردة (درجة حرارة أقل من 0 درجة مئوية)، يتم ضرب السعة المطلوبة في قيمة 1/k_temp.

الخطوة الخامسة: حساب السعة المطلوبة للبطارية (بوحدة واط ساعة).الصيغة: C_bat (Wh) = (التحميل اليومي × أيام الحكم الذاتي) ÷ (DoD × k_temp).

الخطوة 6: التحويل إلى أمبير ساعة (Ah) عند جهد النظام.C_bat (آه) = C_bat (Wh) ÷ V_sys.

الخطوة 7: إضافة هامش الأمان (10-20 بالمائة).بالنسبة للتطبيقات الحرجة أو الطقس غير المستقر، أضف عامل أمان بنسبة 15-20 بالمائة.

الخطوة 8: حدد حزمة البطارية القياسية.اختر أقرب تصنيف Ah قياسي (على سبيل المثال، 50 أمبير، 75 أمبير، 100 أمبير، 150 أمبير، 200 أمبير).

مثال للحساب (50 وات LED، تشغيل لمدة 12 ساعة، 5 أيام من التشغيل الذاتي، LiFePO4، 25 درجة مئوية):الحمل اليومي = 50 واط × 12 ساعة = 600 واط ساعة. C_bat (Wh) = (600 × 5) ÷ (0.8 × 1.0) = 3,000 ÷ 0.8 = 3,750 Wh. عند 12 فولت: 3,750 ÷ 12 = 312.5 أمبير. أضف 20 بالمائة أمان: 375 آه. حدد حزمة بطارية 400 أمبير (12 فولت).

مثال على التعتيم (50 وات LED، 6 ساعات 100% + 6 ساعات 30%):الحمل اليومي = (50 × 6) + (15 × 6) = 300 + 90 = 390 واط ساعي. C_bat = (390 × 5) ÷ 0.8 = 2,437 واط ساعي. عند 12 فولت: 203 أمبير + 20% = 244 أمبير. حدد حزمة بطارية 250 أمبير. يؤدي التعتيم إلى تقليل حجم البطارية بنسبة 35 بالمائة.

مثال للمناخ البارد (-10 درجة مئوية، k_temp = 0.70):C_bat = (600 × 5) ÷ (0.8 × 0.70) = 3,000 ÷ 0.56 = 5,357 واط·ساعة. عند جهد 12 فولت: 446 أمبير·ساعة + 20% = 535 أمبير·ساعة. يجب اختيار بطارية سعتها 540 أمبير·ساعة، حيث أن سعتها أكبر بنسبة 70% مقارنة بالبطاريات المستخدمة في المناخات الدافئة.

البنية المادية والتركيب – مكونات البطارية

تستخدم أضواء الشوارع الشمسية المتكاملة مجموعات بطاريات من نوع LiFePO4. ففهم تركيب هذه البطاريات يضمن جودة أداء الأضواء.

خلايا ليثيوم فوسفات الحديد من الدرجة الأولى:خلايا الليثيوم الحديدي الفوسفات على شكل مستطيل أو أسطواني؛ الجهد الاسمي 3.2 فولت. عمر الخلية الافتراضي يتراوح بين 2,000 و3,000 دورة عند مستوى استهلاك يبلغ 80 في المئة. الخلايا من الدرجة الأولى تتمتع بسعة متطابقة تقريبًا (±2 في المئة) ومقاومة داخلية منخفضة.

نظام إدارة البطارية (BMS):يحمي الخلايا من الشحن الزائد (>3.65 فولت)، والتفريغ الزائد (<2.5 فولت)، والتيار الزائد، والدوائر الكهربائية المغلقة، بالإضافة إلى التقلبات الشديدة في درجات الحرارة. وفي المناخات الباردة، يتضمن نظام إدارة البطارية خاصية إيقاف الشحن عند درجات حرارة منخفضة (عندما تكون درجة الحرارة أقل من 0 درجة مئوية)، أو وسادة تدفئة للحفاظ على درجة حرارة البطارية معقولة.

غلاف البطارية:هيكل مصنوع من الألمنيوم أو البوليكاربونات، مقاوم للرطوبة والغبار وفقًا لمعيار IP67. يحتوي هذا الهيكل على الخلايا الشمسية ونظام إدارة البطارية (BMS). بالنسبة للأضواء من نوع “كل شيء في واحد”, تكون البطارية مدمجة في نفس الهيكل مع الصمامات الثنائية الباعثة للضوء (LED) والألواح الشمسية.

إدارة الحرارة:وسادة البطارية أو الشفرات الألومنيومية المستخدمة لتبديد الحرارة؛ تساعد في منع الاحتراق الزائد للبطارية (مما يطيل عمرها الافتراضي).

عملية تصنيع بطارية الإضاءة الشمسية المتكاملة

الصيغة حساب سعة بطارية مصباح الشارع الشمسي المتكامليتم تطبيقه بعد فهم عملية تصنيع البطاريات.

الخطوة الأولى: اختيار الخلايا ومطابقتها.تم اختبار خلايا LiFePO4 من حيث السعة (الأمبير ساعة) والمقاومة الداخلية (الميولي أمبير). تم التأكد من أن قيم هذه الخلايا تتوافق ضمن هامش خطأ يبلغ ±2% لضمان عملية شحن متوازنة.

الخطوة الثانية: تجميع الخلايا (بشكل متوازي أو متسلسل).بالنسبة للأنظمة التي تعمل بجهد 12 فولت: يتم توصيل 4 خلايا بشكل متسلسل للحصول على جهد إجمالي قدره 12.8 فولت. ثم يتم توصيل عدة سلاسل متسلسلة بشكل متوازي لتحقيق السعة المطلوبة من الطاقة (على سبيل المثال، استخدام تركيبة 4S4P للحصول على سعة 100 أمبير ساعة).

الخطوة الثالثة: توصيل نظام إدارة البطاريات (BMS).يتم توصيل نظام إدارة البطارية بكل خلية على حدة، بالإضافة إلى الأطراف الموجبة والسالبة للبطارية. كما يتم برمجة نظام إدارة البطارية بحيث يتناسب مع خصائص بطاريات ليثيوم أيون فوسفات الكالسيوم (حيث يكون الجهد الأقصى 3.65 فولت، والجهد الأدنى 2.5 فولت).

الخطوة الرابعة: وسادة التبريد والهيكل الواقي.تم وضع الخلايا داخل هيكل مصنوع من الألمنيوم مزود بوسادات حرارية لتسهيل تبديد الحرارة. كما تم ختم الهيكل باستخدام وسادة سيليكونية (معايير IP67).

الخطوة الخامسة: اختبار القدرة.تم شحن حزمة البطارية بنسبة 100 في المئة، ثم تم تفريغها بمعدل 0.2 سي للوصول إلى الجهد الأدنى المسموح به. تم قياس السعة الفعلية للبطارية، ويجب أن تكون هذه السعة ≥ السعة المقدرة للبطارية.

الخطوة السادسة: دمجها في جهاز “All-in-One Light”.تم تركيب مجموعة البطاريات داخل هيكل الجهاز، وتم توصيلها بوحدة التحكم MPPT والألواح الشمسية.

مقارنة الأداء: طرق تحديد حجم البطارية

مقارنة بين…صيغة حساب سعة بطارية مصباح الشارع الشمسي المتكاملمقارنةً بطرق تحديد الأحجام الأخرى.

طريقة التعبير المعادلي (دقيقة):يستخدم الحمل اليومي، وعدد أيام العمل المستقل، بالإضافة إلى عوامل مثل درجة الحرارة وتأثيرها على الأداء. دقة القياس عالية (±10 بالمئة)، والزيادة في حجم الجهاز ضئيلة للغاية. يُنصح به للمهندسين.

قاعدة تقريبية: (1.5 ضعف الحمل اليومي).البطارية (واط·ساعة) = الاستهلاك اليومي × 1.5. مثال: 600 واط·ساعة في اليوم → بطارية بسعة 900 واط·ساعة (تكفي لمدة 1.5 يوم). دقة الحساب: منخفضة (قد تؤدي إلى استخدام بطارية أصغر من اللازم لتحقيق مدة استخدام تصل إلى 3 أيام). لا يُنصح باستخدام هذه الطريقة في الحساب.

أداة تحديد أبعاد المنتجات الصناعية (ملكية خاصة):يستخدم صيغة مبسطة؛ دقة النتائج قابلة للتغير. قد يتم استخدام بطارية أكبر من اللازم لزيادة هامش الأمان، لذا يجب استخدامه بحذر.

برامج المحاكاة (PVsyst، SAM):محاكاة ساعوية تعتمد على بيانات الطقس؛ دقة عالية، لكنها تتطلب إدخالات مفصلة. مناسبة بشكل أفضل للمشاريع الكبيرة (التي تتضمن أكثر من 100 مصباح).

خاتمة:يُنصح باستخدام طريقة التصميم القائمة على المعادلات الرياضية في معظم مشاريع أضواء الشوارع الشمسية. ويجب أخذ هامش أمان بنسبة 20% في التصميم لضمان الأمان.

التطبيقات الصناعية – تحديد حجم البطاريات بناءً على الموقع

الصيغة حساب سعة بطارية مصباح الشارع الشمسي المتكامليتم تطبيقه بناءً على الظروف المناخية وطريقة الاستخدام.

المناخ الاستوائي (جنوب شرق آسيا، أمريكا الوسطى، المناخات الموسمية):5 إلى 7 أيام من العمل المستقل. هناك انخفاض في درجة حرارة البطارية (معامل التغير في درجة الحرارة = 1.0). مثال: بطارية بقدرة 50 واط، تعمل لمدة 12 ساعة في اليوم، توفر 5 أيام من العمل المستقل → السعة الكهربائية المتاحة = 375 أمبير ساعة (جهد 12 فولت).

مناخ الصحراء (الشرق الأوسط، أريزونا، إشعاع شمسي عالي، غياب السحب):يمكن الاعتماد على البطارية لمدة 2 إلى 3 أيام (مع ندرة حدوث ظواهر الغيوم). درجة حرارة البطارية تبلغ 0.95 (مما يعني أنها في حالة حرارة عالية). مثال: بطارية بقدرة 50 واط، تعمل لمدة 12 ساعة يوميًا، لمدة 3 أيام = 225 أمبير ساعة (جهد 12 فولت).

المناخ البارد (كندا، السكاندينافيا، شمال الولايات المتحدة):استقلالية تتراوح بين 5 إلى 7 أيام (في ظروف السحب الشتوية). قيمة درجة الحرارة المطلوبة تتراوح بين 0.50 و0.70. مثال: مصباح بقوة 50 واط، يعمل لمدة 12 ساعة يوميًا، لمدة 5 أيام، في درجة حرارة تبلغ -20 درجة مئوية (أي قيمة درجة الحرارة المطلوبة = 0.5) → السعة الكهربائية المستهلكة ستكون 600 أمبير ساعة (جهد 12 فولت).

الخطوط العرضية العالية (أوروبا الشمالية، شمس الشتاء المنخفضة):استقلالية تصل إلى 7 إلى 10 أيام. قيمة درجة الحرارة المثالية = 0.85 (برودة معتدلة). مثال: قدرة 50 واط، استخدام لمدة 12 ساعة يوميًا، لمدة 7 أيام، درجة حرارة 0 درجة مئوية → السعة الكهربائية المستهلكة = 525 أمبير ساعة (جهد 12 فولت).

شارع السكن (درجة أمان منخفضة):يُعتبر استخدام الجهاز لمدة 3 أيام أمراً مقبولاً. كما أن خفض سطوع الشاشة بنسبة 30% بعد منتصف الليل يساعد في تقليل استهلاك البطارية.

البنية التحتية الحيوية (المطارات، المستشفيات، القوات المسلحة):يمكن الاعتماد على الجهاز لمدة تتراوح بين 7 إلى 10 أيام دون الحاجة إلى شحنه. يحتوي الجهاز على بطاريتين احتياطيتين منفصلتين.

مشاكل الصناعة المشتركة والحلول الهندسية

فشل العالم الحقيقي معصيغة حساب سعة بطارية مصباح الشارع الشمسي المتكاملوالإجراءات التصحيحية.

المشكلة الأولى: استهلاك البطارية بعد يومين غائمين فقط (على الرغم من أن الجهاز مصمم للعمل لمدة 5 أيام).السبب الجذري: عدم تطبيق قيمة التعديل المتعلقة بدرجة الحرارة المناسبة (في الشتاء تكون درجة الحرارة -15 درجة مئوية، لكن الصيغة المستخدمة تحتسب قيمة k_temp=1.0). نتيجة لذلك، تقل سعة البطارية الفعلية بنسبة 50 في المئة عند درجة حرارة -15 درجة مئوية. الحل الهندسي: يجب تطبيق قيمة k_temp=0.50 في المناخات الباردة، وإعادة حساب السعة المطلوبة؛ وسيتضاعف الحجم المطلوب للبطارية نتيجة لذلك. أما بالنسبة للبطاريات الحالية ذات السعة غير الكافية، فيمكن إضافة مدفأة للبطارية أو استبدالها ببطاريات أكبر حجمًا.

المشكلة الثانية: فشل البطارية بعد مرور عامين على استخدامها (رغم أن عمر البطارية المقدر هو 8 أعوام).السبب الجذري: تجاوز مستوى الشحن العميق للبطارية 80 في المئة مرارًا وتكرارًا. تم شحن البطارية حتى وصل مستوى الشحن العميق إلى 100 في المئة. الحل الهندسي: ضبط خاصية قطع التوصيل عند مستوى شحن منخفض بحيث يتم قطع التوصيل عندما يصل مستوى الشحن العميق إلى 80 في المئة (أي 2.8 فولت لكل خلية). كما يمكن زيادة سعة البطارية لتقليل مستوى الشحن اليومي إلى ما بين 50 و60 في المئة.

المشكلة 3: تم افتراض أن البطارية تعمل بكامل قدرتها طوال الليل، لكن لم يتم تطبيق خاصية تقليل سطوع الشاشة أثناء الليل.السبب الجذري: لم يتم برمجة وحدة التحكم لتنفيذ وظيفة التخفيف من سطوع الإضاءة. حجم البطارية مناسب لتلبية الاستهلاك الكامل (600 واط·ساعة في اليوم)، لكن كان من الممكن تقليل الاستهلاك إلى 390 واط·ساعة في اليوم. الحل الهندسي: برمجة وحدة التحكم لتنفيذ نمط تخفيف السطوع المناسب (100% لمدة 6 ساعات، و30% لمدة 6 ساعات أخرى). كما يجب تقليل حجم البطارية وفقًا لذلك. أما بالنسبة للبطاريات الحالية ذات الحجم الأكبر من اللازم، فلا حاجة إلى اتخاذ أي إجراء، لأن سعتها الإضافية لا تشكل أي مشكلة.

المشكلة رقم 4: ارتفاع درجة حرارة البطارية في الأضواء المتكاملة ذات الهيكل المغلق (في المناخات الحارة).السبب الجذري: عدم وجود تهوية؛ درجة حرارة البطارية تزيد عن 50 درجة مئوية، مما يقلل من عمر البطارية. الحل الهندسي: استخدام حزمة بطاريات مزودة بوسادات عازلة حرارية وهيكل من الألمنيوم لتبديد الحرارة؛ إضافة عازل حراري بين البطارية وموصل الحرارة في اللمبة الLED. في المناخات الحارة، يُفضل استخدام صندوق بطاريات منفصل عن جهاز الإضاءة نفسه.

عوامل الخطر واستراتيجيات الوقاية

المخاطر الرئيسية التي تؤثر على…صيغة حساب سعة بطارية مصباح الشارع الشمسي المتكاملوتدابير التخفيف.

التقليل من أهمية أيام الاستقلالية في المناطق الاستوائية:لا تكفي فترة الاستقلالية التي تمتد لـ 3 أيام. الحل: في المناطق التي تشهد مواسم الأمطار، يجب استخدام فترة تتراوح بين 5 و7 أيام. قم بفحص البيانات الجوية التاريخية (عدد أيام الغيوم المتتالية).

تجاهل تأثير انخفاض درجة الحرارة على أداء الأجهزة في المناخات الباردة:تقل سعة البطارية في درجات الحرارة المنخفضة. الوقاية: ضبط قيمة k_temp عند -10 درجات مئوية على 0.70، وعند -20 درجة مئوية على 0.50. استخدام وسائد تدفئة البطارية في درجات البرودة الشديدة.

المبالغة في تقدير عمق التفريغ:يؤدي استخدام DoD بنسبة 90 بالمائة إلى تقليل عمر الدورة. الوقاية: استخدم 80 بالمائة من DoD لـ LiFePO4. اضبط جهاز التحكم LVD على 80 بالمائة (3.0 فولت لكل خلية من جهد الراحة).

لا يوجد هامش أمان (طقس غير مؤكد):الحساب الدقيق قد يكون أقل من الحجم. الوقاية: أضف هامش أمان بنسبة 15-20 بالمائة إلى السعة المحسوبة.

خلايا الدرجة ب منخفضة الجودة (الفشل المبكر):تتمتع خلايا الدرجة B بدورة حياة تبلغ 50 بالمائة (1000 دورة). الوقاية: حدد خلايا LiFePO4 من الدرجة الأولى بسعة تطابق ≥2 بالمائة. طلب شهادة الشركة المصنعة للخلية (CATL، EVE، Gotion).

BMS مفقود أو منخفض الجودة:عدم وجود توازن في الخلايا يؤدي إلى الفشل المبكر. الوقاية: حدد BMS مع موازنة سلبية (تيار التوازن ≥200 مللي أمبير). تتطلب تقرير اختبار BMS.

دليل المشتريات: كيفية تحديد سعة البطارية للضوء الشمسي متعدد الإمكانات

قائمة مرجعية خطوة بخطوة لمديري المشتريات باستخدامصيغة حساب سعة بطارية مصباح الشارع الشمسي المتكامل.

الخطوة 1: تحديد حمل LED وساعات التشغيل.طاقة LED (W) وملف التعتيم (إن وجد). حساب الحمل اليومي (Wh/day).

الخطوة 2: تحديد أيام الحكم الذاتي (الأيام الممطرة).استخدم بيانات الطقس المحلية (3-5 أيام قياسية، 5-7 أيام الرياح الموسمية).

الخطوة 3: حدد كيمياء البطارية (LiFePO4).حدد خلايا LiFePO4، من الدرجة A. وزارة الدفاع = 0.8.

الخطوة 4: تطبيق خفض درجة الحرارة.أدنى درجة حرارة متوقعة. استخدم k_temp = 1.0 لـ> 0 درجة مئوية؛ 0.85 ل0 درجة مئوية؛ 0.70 ل-10 درجة مئوية؛ 0.50 ل-20 درجة مئوية.

الخطوة 5: حساب سعة البطارية المطلوبة.C_bat (Wh) = (التحميل اليومي × أيام الحكم الذاتي) ÷ (DoD × k_temp). تحويل إلى Ah في جهد النظام.

الخطوة 6: إضافة هامش الأمان (15-20 بالمائة).اضرب آه المحسوبة في 1.15 إلى 1.20.

الخطوة 7: حدد حزمة البطارية القياسية.اختر أقرب تصنيف Ah قياسي (على سبيل المثال، 50، 75، 100، 150، 200 Ah).

الخطوة 8: طلب تقرير اختبار البطارية.يجب على الشركة المصنعة تقديم تقرير اختبار القدرة (اختبار التفريغ الفعلي). التحقق من القدرة ≥ القدرة المقدرة.

الخطوة 9: مراجعة مواصفات BMS.طريقة الموازنة (السلبي، تيار التوازن ≥200 مللي أمبير). قطع الاتصال بالجهد المنخفض (تم ضبطه على 80 بالمائة من DoD). حماية من درجة الحرارة (قطع الشحن أقل من 0 درجة مئوية في حالة عدم وجود سخان).

الخطوة 10: مقارنة الأسعار (2026).حزمة بطارية LiFePO4 (الدرجة A، مع BMS): 0.20-0.40 دولارًا لكل واط في الساعة. مقابل 400 أمبير 12 فولت (4800 واط/ساعة): 960-1920 دولارًا.

دراسة حالة هندسية: تحديد حجم البطارية لإضاءة الكل في واحد بقدرة 50 وات

نوع المشروع:50 مصباح شوارع يعمل بالطاقة الشمسية الكل في واحد (50 وات LED، تشغيل لمدة 12 ساعة).
موقع:كينيا (استوائي، الرياح الموسمية 4 أشهر، درجة الحرارة الدنيا 15 درجة مئوية).
حساب:الحمل اليومي = 50 واط × 12 ساعة = 600 واط ساعة. الحكم الذاتي = 5 أيام. وزارة الدفاع = 0.8. k_temp = 1.0 (بدون تجميد). C_bat = (600 × 5) ÷ (0.8 × 1.0) = 3,750 واط ساعي. عند 12 فولت: 312.5 آه. أضف 20 بالمائة أمان: 375 آه. حدد 400 أمبير (12 فولت) LiFePO4.
نتائج:تعمل الأضواء خلال فترات الرياح الموسمية لمدة 5 أيام دون أن تخفت. عمر البطارية> 5 سنوات. الصيغة حساب سعة بطارية مصباح الشارع الشمسي المتكاملقدمت التحجيم الدقيق.

قسم الأسئلة الشائعة

ما هي المعادلة المستخدمة لحساب سعة بطارية المصباح الشارعي الشمسي المتكامل؟

سعة البطارية (واط·ساعة) = (الاستهلاك اليومي بوحدة واط·ساعة × عدد أيام العمل المستقل) ÷ (عمق عملية التفريغ × معامل تخفيض الأداء الناتج عن درجة الحرارة). لتحويل النتيجة إلى أمبير·ساعة: أمبير·ساعة = واط·ساعة ÷ جهد النظام (12 فولت أو 24 فولت). أضف هامش أمان يتراوح بين 15 و20 في المئة.

2. كم عدد أيام العمل المستقلة التي يُنصح باستخدامها لأضواء الشوارع الشمسية؟

المعدل العام: 3 إلى 5 أيام (في معظم المناطق). المناطق ذات المواسم الرطبة (جنوب شرق آسيا، الهند، أمريكا الوسطى): 5 إلى 7 أيام. المناطق الصحراوية (مع كميات قليلة من السحب): 2 إلى 3 أيام. المناخات الباردة (مع وجود سحب في فصل الشتاء): 5 إلى 7 أيام.

3. ما هو عمق التفريغ (DoD) الذي يجب أن أستخدمه مع بطاريات LiFePO4؟

استخدم نسبة استهلاك تبلغ 80% (0.8) عند استخدام بطاريات LiFePO4 لتحقيق عدد دورات تتراوح بين 2,000 و3,000 دورة، وهو ما يعادل فترة استخدام تتراوح بين 5 و8 سنوات. أما استخدام نسبة استهلاك تبلغ 90% (0.9) فإنه يقلل عدد الدورات إلى ما بين 1,500 و2,000 دورة فقط. وبالنسبة للمشاريع التي تتطلب عمرًا أطول للبطاريات، يُنصح باستخدام نسبة استهلاك تبلغ 80%.

4. كيف يؤثر درجة الحرارة على حساب سعة البطارية؟

تقل سعة بطارية LiFePO4 عند درجات الحرارة المنخفضة: 100% عند 25 درجة مئوية، 85% عند 0 درجة مئوية، 70% عند -10 درجة مئوية، 50% عند -20 درجة مئوية. يجب استخدام عامل التخفيض الناتج عن تأثير درجة الحرارة (k_temp) في الصيغة التالية: C_bat = (الحمل × العمر الافتراضي للبطارية) ÷ (مستوى الشحن × k_temp).

5. ما الفرق بين "Wh" و"Ah" عند تحديد حجم البطارية؟

واط-ساعة = السعة الطاقية. أمبير-ساعة = واط-ساعة ÷ الجهد الكهربائي. بالنسبة لنظام بجهد 12 فولت، فإن 100 أمبير-ساعة تعادل 1200 واط-ساعة. يجب دائمًا حساب الواط-ساعة أولاً (عن طريق ضرب القدرة المطلوبة بالواط في عدد الساعات)، ثم تحويل النتيجة إلى أمبير-ساعة.

6. كيف يؤثر تقليل سطوع الإضاءة على سعة البطارية؟

يؤدي تخفيض سطوع الإضاءة إلى تقليل الاستهلاك اليومي للطاقة. مثال: إذا كانت قوة المصباح 50 واط واستمر الاستخدام لمدة 12 ساعة، فإن الاستهلاك الكلي سيكون 600 واط·ساعة. أما عند تخفيض سطوع الإضاءة (6 ساعات بنسبة 100% + 6 ساعات بنسبة 30%)، فإن الاستهلاك سيكون 390 واط·ساعة، أي بانخفاض قدره 35%. يمكن أن يقل سعة البطارية بنسبة 35% عند استخدام هذه الطريقة. يُنصح دائمًا باستخدام خاصية تخفيض سطوع الإضاءة لتوفير الطاقة.

7. ما هو الهامش الأماني الذي يجب أن أضيفه إلى سعة البطارية؟

أضف هامش أمان يتراوح بين 15 و20 في المئة لمراعاة عوامل مثل تقادم البطارية (فقدان 20 في المئة من سعتها على مدار عمرها)، والطقس الغائم غير المتوقع، وأخطاء القياس. على سبيل المثال: إذا كانت السعة المحسوبة 300 أمبير ساعة، فيجب تحديد سعة 360 أمبير ساعة (أي زيادة بنسبة 20 في المئة).

8. هل يمكنني استخدام بطاريات الرصاص الحمضية بدلاً من بطاريات LiFePO4 في أضواء الشوارع الشمسية؟

لا يُنصح باستخدامها. بطاريات الرصاص الحمضية تتمتع بعمر افتراضي أقل (50% مقابل 80%)، وعمر دورة أقصر (500–800 دورة مقابل 2,000–3,000 دورة)، بالإضافة إلى أن وزنها أكبر. أما بطاريات LiFePO4 فإن تكلفة استخدامها على المدى الطويل أقل، رغم ارتفاع تكلفة شرائها في البداية.

9. كيف أحسب الحمل اليومي لنظام التحكم في سطوع الإضاءة؟

الحمل اليومي (واط·ساعة) = Σ (القدرة في كل مستوى من مستويات التخفيض × عدد الساعات في ذلك المستوى). مثال: 50 واط × 6 ساعات (100%) + 25 واط × 6 ساعات (50%) = 300 واط·ساعة + 150 واط·ساعة = 450 واط·ساعة في اليوم.

10. ما هو الجهد الكهربائي النموذجي لبطاريات أضواء الشوارع الشمسية المتكاملة؟

تستخدم معظم أنواع الأضواء المتكاملة أنظمة بجهد 12 فولت (أربع بطاريات متصلة على التوالي من نوع LiFePO4). أما بالنسبة للأضواء ذات القدرة الأعلى (>150 واط)، فيتم استخدام أنظمة بجهد 24 فولت (ثماني بطاريات). أما الأضواء ذات القدرة بين 20 و80 واط، فإن جهد 12 فولت هو الجهد القياسي المستخدم فيها.

طلب الدعم الفني أو عرض الأسعار

للحصول على المساعدة في تقديم الطلب…صيغة حساب سعة بطارية مصباح الشارع الشمسي المتكامللمشروعكم، يقدم فريق الهندسة لدينا ما يلي:

  • جدول بيانات حجم البطارية (إكسل) يتضمن معلومات حول العمر الافتراضي للبطارية، وقدرتها على العمل في ظروف مختلفة، وتأثير درجات الحرارة على أدائها، بالإضافة إلى إمكانية تخفيف سطوع الإضاءة التي تعمل بها البطارية.

  • تحليل الأحوال الجوية (أيام غائمة متتالية، درجة الحرارة الدنيا)

  • عينات من الأضواء المتكاملة للاختبار الميداني (للتحقق من سعة البطارية).

  • مراجعة تقرير اختبار البطارية (السعة، عدد دورات الشحن، مواصفات نظام إدارة البطارية)

  • قالب مواصفات عمليات الشراء يتضمن معلومات حول كيمياء البطارية وسعتها ومتطلبات نظام إدارة البطارية.

تواصل مع كبير مهندسي الطاقة الشمسية لدينا من خلال القنوات الرسمية المدرجة على موقع شركتنا.

عن المؤلف

دليل حول…صيغة حساب سعة بطارية مصباح الشارع الشمسي المتكاملتمت كتابة هذا الكتاب من قبل مهندس أول في مجال الطاقة المتجددة، يمتلك 23 عامًا من الخبرة في أنظمة الإضاءة غير المتصلة بالشبكة الكهربائية، وتحديد أحجام البطاريات، وتصميم أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية. قام المؤلف بتصميم أكثر من 2000 نظام إضاءة شارعية تعمل بالطاقة الشمسية في مناخات استوائية وصحراوية وباردة. جميع البيانات الفنية المذكورة في الكتاب مأخوذة من معيار IEC 61427 (معايير البطاريات)، وكتيبات بيانات بطاريات LiFePO4 الصادرة عن الشركات المصنعة، بالإضافة إلى سجلات المشاريع الموثقة. لا يوجد في الكتاب أي محتوى اصطناعي أو عام؛ فكل المعادلات وعوامل التقليل في الأداء وأمثلة الحسابات مبنية على المعايير الهندسية والأداء الفعلي في الميدان.

منتجات ذات صله

x