كيفية شحن بطاريات القارب مع الألواح الشمسية. يعرف أي بحار صوت المولدات في مرسى هادئ. إنها الإشارة المزعجة والمزعجة لشخص ما يحرق وقوداً باهظ الثمن لمجرد الحصول على بعض الطاقة في بطارياته. إذا كنت مالك قارب جاد، أو مشغل تجاري أو مدير أسطول، فأنت تعرف هذه الدورة من الضوضاء والهدر جيداً.
ولكن هناك طريقة أفضل بكثير. لقد أصبح الشحن بالطاقة الشمسية أمراً واقعاً. لم تعد هواية متخصصة بعد الآن؛ إنها مصدر طاقة موثوق به تماماً ومصدر طاقة سائد لكل شيء بدءاً من قارب شراعي في عطلة نهاية الأسبوع إلى قارب عمل تجاري. ومع ذلك، إليك الحقيقة: إن إعداد نظام يوفر الطاقة بالفعل - والأهم من ذلك، لا يقتل ببطء بنك البطارية الباهظ الثمن - يتطلب ذكاءً أكبر من مجرد وضع لوحة على قوسك. دعنا ندخل في كيفية القيام بذلك بالطريقة الصحيحة.
بطارية 12 فولت 200 أمبير/ساعة لايف بو4
لماذا تعتبر الألواح الشمسية مثالية لبطاريات القوارب
فوائد الشحن بالطاقة الشمسية للقوارب
من الصعب تجاهل المزايا. أولاً، التوفير في الوقود حقيقي وفوري. كل ساعة لا يعمل فيها مولدك الكهربائي، فإنك توفر المال. فأنت تستبدل الديزل الباهظ الثمن بطاقة مجانية من الشمس. ثم هناك الهدوء. هذا وحده يعدّ تحسناً كبيراً في جودة الحياة يغيّر تجربتك بأكملها في المرسى. وأخيراً، وهذا أمر أساسي لصحة البطارية، تمنحك الطاقة الشمسية شحناً بطيئاً ولطيفاً طوال اليوم. هذا الشحن "المنخفض والبطيء" هو في الأساس أكثر صحة لبطارياتك من الصدمة العالية التي تحصل عليها من مولد كهربائي كبير أو شاحن الشاطئ.
المفاهيم الخاطئة الشائعة
دعنا نوضح بعض الأمور. يسأل الناس دائمًا عن الأيام الغائمة، خاصة في مكان ما مثل شمال غرب المحيط الهادئ أو في الشتاء. ونعم، ينخفض إنتاجك. لكن الألواح الحديثة ذات الكفاءة العالية المتصلة بوحدة تحكم جيدة لا يزال بإمكانها سحب كمية مناسبة من الطاقة في الأيام الرمادية. إنها ليست صفقة كل شيء أو لا شيء. مصدر قلق آخر هو توافق البطارية. الخبر الجيد؟ مع وحدة التحكم في الشحن المناسبة، تعمل الطاقة الشمسية بشكل جيد مع أي بطارية بحرية، بدءاً من أحماض الرصاص القديمة إلى أحدث بنوك الليثيوم. وحدة التحكم هي العقل الذي يجعل كل شيء يعمل معًا.
فهم بطاريات قاربك
لا يمكنك تصميم نظام شحن إذا كنت لا تعرف البطارية التي تحاول شحنها.
أنواع بطاريات القوارب
- حمض الرصاص (مغمور، AGM، جل): لوقت طويل، كانت هذه هي الحل. إنها تعمل، لكنها حل وسط. فهي ثقيلة للغاية بالنسبة للقوة التي تحملها، ويجب أن تستخدم فقط حوالي 501 تيرابايت 3 تيرابايت من سعتها المقدرة، ويجب مراقبتها.
- ليثيوم أيون (LiFePO4): بالنسبة لأي إعداد بحري جاد اليوم، هذا هو المعيار. يبلغ وزن بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم حوالي نصف وزن بطاريات حمض الرصاص، ويمكنك استخدام كل سعتها المقدرة تقريباً. المغير الحقيقي للعبة هو دورة الحياة-نحن نتحدث عن 5 أو 10 أو حتى 15 مرة أكثر من دورات الشحن. بالإضافة إلى ذلك، فإن نظام إدارة البطارية (BMS) توفر طبقة حيوية من الحماية التلقائية التي لا تتوفر في حمض الرصاص.
سعة البطارية ومتطلبات الطاقة الشمسية
تُقاس سعة البطارية في بنك البطاريات بـ أمبير/ساعة (آه). لكن الرقم الذي تحتاج حقاً إلى أن تحفره في دماغك هو أمبير/ساعة قابلة للاستخداموالتي تدور حول عمق التفريغ (DoD). بنك حمض الرصاص بسعة 400 أمبير في الساعة هو في الحقيقة بنك قابل للاستخدام بسعة 200 أمبير في الساعة. إذا قمت باستنزافها بعد 501 تيرابايت 3 تيرابايت بانتظام، فأنت تؤذيها بشكل فعال. بطارية LiFePO4 بسعة 400 أمبير؟ يمكنك استخدام 80% أو 90% منها بأمان، مما يمنحك 320-360Ah في العالم الحقيقي. هذا يغير الحسابات الخاصة باحتياجاتك الشمسية تماماً. لا تحتاج إلى مصفوفة شمسية كبيرة لأن "خزان الوقود" الخاص بك أكثر كفاءة.
كيف تقوم الألواح الشمسية بشحن بطاريات القارب
كيف تعمل الألواح الشمسية
يتم تصنيف طاقة اللوح الشمسي بالواط، وهي ببساطة فولت مضروبة في أمبير. لكن الطاقة القادمة مباشرة من اللوح تكون جامحة وغير منظمة. فالجهد الكهربي في كل مكان مع شدة الشمس. والعتاد الذي يروض هذه الطاقة هو وحدة التحكم في الشحن. إنه العقل المطلق لنظامك الشمسي. وتتمثل وظيفته الوحيدة في أخذ هذا الجهد الفوضوي المتذبذب وتحويله إلى شحن مستقر متعدد المراحل تحتاج إليه بطارياتك لتبقى سليمة وتحصل على شحن كامل.
وحدات التحكم في الشحن بالطاقة الشمسية
لديك خياران، ولكن بالنسبة لأي قارب، هناك خيار واحد فقط منطقي.
- PWM (تعديل عرض النبضة): هذه تقنية قديمة ورخيصة وغير فعالة. إنها في الأساس مفتاح بدائي يتم تشغيله وإيقاف تشغيله. إنها تهدر الكثير من الطاقة الكامنة في الألواح، خاصةً مع الضوء المتغير الذي تحصل عليه دائمًا على الماء.
- MPPT (تتبع نقطة الطاقة القصوى): هذا هو الخيار الاحترافي الوحيد. وحدة التحكم MPPT هي محول ذكي من تيار مستمر إلى تيار مستمر. إنه يبحث دائمًا عن تلك النقطة الرائعة من الجهد والتيار لاستخراج كل واط من ألواحك في الوقت الفعلي. تُظهر اختباراتنا الخاصة أن وحدة MPPT ستوفر لك ما يصل إلى 301 تيرابايت 3 تيرابايت من الطاقة من نفس الألواح الشمسية التي توفرها وحدة التحكم PWM. في تلك الأيام الرمادية الهامشية، فإن 30% هي الفرق بين إبقاء المولد مغلقًا أو الاضطرار إلى تشغيله.
تحديد حجم المصفوفة الشمسية الخاصة بك
للقيام بذلك بشكل صحيح، عليك إجراء تدقيق للطاقة. يبدو الأمر مخيفاً أكثر مما هو عليه. فقط قم بجمع الطاقة اليومية التي تستهلكها (بالساعة) لكل شيء تقوم بتشغيله - الثلاجة هي الأكثر استهلاكاً للطاقة في الغالب، ثم أجهزة التشغيل الآلي والأضواء والإلكترونيات. القاعدة الأساسية الجيدة هي أن يكون لديك ما يكفي من القوة الكهربائية الشمسية لإعادة ما تستخدمه في حوالي 5 إلى 6 ساعات من الشمس اللائقة. يمكن لقارب طراد ساحلي أن يستهلك 200 واط. قد يحتاج القارب البحري الأكبر الذي يدير صانع مياه إلى 800 واط أو أكثر.
اعتبارات التركيب والسلامة
تركيب الألواح الشمسية على القارب
يمكنك استخدام الألواح ذات الإطار الصلب - وهي ألواح ذات إطار صلب - وهي ألواح يمكن استخدامها في القوس أو الرافعات أو السقف الصلب أو الألواح المرنة التي يمكن أن تنحني إلى سطح السفينة المنحني أو البيميني. هناك قاعدتان لا يمكنك خرقهما هنا: اقتل كل جزء من الظل وقم ببناء حامل مقاوم للقنابل. يمكن حتى لظل صغير جداً من إقامة أو سارية رادار على إحدى زوايا اللوح أن يخفض ناتجها بأكثر من النصف. ويجب أن يكون هذا الحامل قوياً بما فيه الكفاية ليتحمل الماء الأخضر على سطح السفينة ولا يتحول إلى طائرة ورقية في عاصفة.
الأسلاك والتوصيلات
يمكنك توصيل اللوحات بالأسلاك في السلسلة (يضيف الجهد) أو موازٍ (يضيف التيار). تعتمد الطريقة الأفضل على لوحاتك ومواصفات الإدخال لوحدة التحكم MPPT الخاصة بك. غالبًا ما يكون الجهد العالي من التوصيل المتسلسل أفضل، لأنه يقلل من فقدان الطاقة في الأسلاك الطويلة الممتدة من القوس إلى البطاريات. مهما كان ما تفعله، يجب أن تكون جميع أسلاكك من النحاس المعلب من الدرجة البحرية، وأن يكون حجمها مناسبًا للأمبير والمسافة لتجنب انخفاض الجهد. يجب عليك أيضاً تركيب صمامات أو قواطع كهربائية. هذا ليس اختيارياً؛ إنها خطوة حاسمة للسلامة من الحرائق.
اختيار المكونات المناسبة لقاربك
بالنسبة لقارب نموذجي بطول 25-40 قدم، فإن النظام الذي يحتوي على 200-400 واط من الطاقة الشمسية، ووحدة تحكم MPPT عالية الجودة، وبنك بطارية LiFePO4 بسعة 200-400 أمبير في الساعة هو إعداد رائع وفائق الكفاءة. بالنسبة للقوارب الأكبر حجماً أو تلك التي تعمل بأحمال ثقيلة مثل مكيف الهواء، ما عليك سوى زيادة النظام. ها هي الصفقة: نعم، التكلفة الأولية لوحدة تحكم MPPT من الدرجة الأولى وبطاريات LiFePO4 أعلى. لكن المردود الضخم في الأداء في العالم الحقيقي، والطاقة القابلة للاستخدام، والعمر الافتراضي يمنحك عائداً على الاستثمار لن تحققه أبداً من خلال بيع قطع الغيار الرخيصة.
الخاتمة
إن وضع نظام شحن بالطاقة الشمسية مصمم بشكل جيد على قاربك هو أحد أكثر الترقيات المرضية التي يمكنك إجراؤها. فهو يمنحك استقلالية حقيقية في الطاقة، ويقلل من تكاليف التشغيل، ويجعل الحياة على متن القارب أفضل. إن مفاتيح النجاح ليست معقدة: اكتشف احتياجاتك الحقيقية من الطاقة، واشترِ وحدة تحكم شحن رائعة (لا تبخل على عقلك)، وقم بتوصيلها ببنك بطارية حديث يمكنه استيعاب كل تلك الطاقة المجانية. قم بذلك بشكل صحيح، وقد تنسى بالفعل صوت المولد الخاص بك.
اتصل بنا اليوم، و قوة كامادا سيقوم فريق من خبراء البطاريات بتصميم البطارية البحرية الحلول خصيصاً لك.
الأسئلة الشائعة
كم عدد الألواح الشمسية التي أحتاجها لشحن بطاريات قاربي؟
يعتمد الأمر حقاً على كيفية استخدامك لقاربك. الخطوة الأولى هي معرفة إجمالي استهلاكك اليومي من الأمبير/ساعة (Ah). بمجرد معرفة هذا الرقم، من الجيد أن تبدأ بمعرفة أن كل 100 واط من الألواح الشمسية ستعطيك حوالي 30-35 أمبير/ساعة في اليوم في الشمس الجيدة. لذا، إذا كنت تستخدم 100 أمبير/ساعة في اليوم، فستحتاج إلى 300 واط على الأقل من الطاقة الشمسية للحفاظ على بطارياتك سعيدة والبقاء في المقدمة.
هل يمكن للألواح الشمسية زيادة شحن بطاريات القارب الخاص بي؟
لا، ليس إذا كان لديك وحدة تحكم شحن شمسية مناسبة. وظيفة وحدة التحكم الرئيسية هي العمل كصمام ذكي. فهو يراقب مستوى شحن البطارية ويقلل التيار تلقائيًا، ثم يتوقف عن الشحن تمامًا عندما تكون البطارية ممتلئة. وهذا يجعل الشحن الزائد مستحيلاً.
ماذا لو كان لديّ أنواع مختلفة من البطاريات في قاربي مثل بطارية بدء تشغيل حمض الرصاص وبطارية ليثيوم منزلية؟
يمكنك ويجب عليك شحن كليهما بالطاقة الشمسية، ولكنك تحتاج إلى نظام معد لذلك. وتتمثل الطريقة الاحترافية في جعل وحدة التحكم في الشحن بالطاقة الشمسية الرئيسية تركز على بنك الليثيوم المنزلي الخاص بك. بعد ذلك، يمكنك إضافة شاحن منفصل من تيار مستمر إلى تيار مستمر (مثل Victron Orion). سوف يستهلك القليل من الطاقة من البنك المنزلي الكامل للحفاظ على بطارية بدء تشغيل حمض الرصاص مملوءة. بهذه الطريقة، يحصل كل نوع من أنواع البطاريات على جهد الشحن الدقيق الذي يحتاجه ليعيش عمراً طويلاً.
هل الألواح الشمسية المرنة جيدة مثل الألواح الصلبة؟
لقد تحسنت كثيراً، ولكن لا تزال هناك مفاضلة. تعتبر الألواح المرنة رائعة لأنها خفيفة ويمكنك تركيبها على الأسطح المنحنية حيث لا تعمل الألواح الصلبة. ولكنها عادةً لا تدوم طويلاً بسبب الحرارة والتعرض للأشعة فوق البنفسجية، وغالباً ما تكون أقل كفاءة. بالنسبة لإعداد دائم وعالي الطاقة على قوس أو سطح صلب، لا تزال الألواح الصلبة هي الخيار الأكثر متانة وفعالية من حيث التكلفة على المدى الطويل.