كيفية تحديد سعة بنك البطاريات لتحقيق زمن التشغيل وهامش احتياطي

قد يحقق بنك البطاريات السعة الاسمية المحددة له، ومع ذلك يتوقف عن العمل قبل مدة التشغيل المتوقعة. تشمل الأسباب المعتادة الاعتماد على متوسط الطاقة وحده عند تحديد الحجم، وإغفال فاقد العاكس، أو اعتبار السعة الاسمية كلها قابلة للاستخدام. يبدأ التصميم الموثوق بتحديد الأحمال وحدود التشغيل، ثم إضافة احتياطي له ما يبرره.

## 1. احسب الطاقة التي تحتاج إليها أحمالك سجّل كل حمل، وقدرته بالواط، وعدد ساعات تشغيله خلال فترة التصميم. اضرب الواط في الساعات للحصول على واط-ساعة (Wh)، ثم اجمع الأحمال. وبالنسبة إلى المعدات المصنفة بالأمبير، حوّل باستخدام جهد النظام الصحيح: الواط = الفولت x الأمبير. استخدم الاستهلاك المقاس متى توفر، خصوصًا للثلاجات والمضخات وغيرها من الأحمال التي تعمل على دورات.

على سبيل المثال، يستهلك حمل بقدرة 300 W يعمل لمدة 8 ساعات مقدار 2,400 Wh. ويستهلك جهاز بقدرة 60 W يعمل لمدة 10 ساعات مقدارًا إضافيًا قدره 600 Wh. يبلغ الإجمالي 3,000 Wh من طاقة التيار المتردد (AC) المقدمة إلى الأحمال. إذا اختلفت الأحمال باختلاف الموسم أو نمط التشغيل، فحدّد الحجم بناءً على حالة التصميم الحرجة بدلًا من المتوسط السنوي.

## 2. حوّل الطلب إلى السعة الاسمية للبطارية احتسب كفاءة العاكس قبل تحويل طلب التيار المتردد إلى الطاقة على جانب البطارية. عند كفاءة 90%، يتطلب توفير 3,000 Wh من طاقة التيار المتردد نحو 3,333 Wh من البطارية. اقسم هذا الرقم على الجزء المخطط لاستخدامه من السعة. بالنسبة إلى بطارية LiFePO4 مصممة على أساس DoD بنسبة 80%، تكون العملية: 3,333 Wh / 0.80 = 4,166 Wh اسميًا.

عند جهد 51.2 V، يعادل ذلك نحو 81 Ah: ‏4,166 Wh / 51.2 V. هذه نقطة بداية وليست اختيارًا نهائيًا. تحقّق من الجهد الاسمي للبطارية والأساس المعتمد لسعتها، واحتسب أحمال التيار المستمر (DC)، واستهلاك وضع الاستعداد، واستهلاك نظام الشحن، وفواقد التحويل التي لم يشملها المثال.

## 3. تحقّق من مدة التشغيل والطاقة والهامش تحدد السعة مقدار الطاقة المتاحة بمرور الوقت؛ كما يجب أن يكون BMS وتكوين البطارية قادرين على دعم القدرة اللحظية. قارن الطلب المستمر وطلب الذروة للعاكس بتيار التفريغ المستمر للبطارية، وحدود BMS، والكابلات، والمصهرات، وقيود درجة الحرارة. قد يفصل بنك يملك عددًا كافيًا من kWh إذا كان معدل C أو حد التيار منخفضًا جدًا بالنسبة إلى الحمل.

في المثال، يوفر بنك بسعة 5.12 kWh يعمل عند DoD بنسبة 80% مقدار 4.096 kWh من الطاقة القابلة للاستخدام اسميًا. وبعد احتساب كفاءة العاكس البالغة 90%، يعادل ذلك نحو 3.69 kWh من طاقة التيار المتردد، وهي كمية تكفي لنحو 12.3 ساعة عند حمل ثابت قدره 300 W. تختلف مدة التشغيل الفعلية بحسب دورات الحمل، واستهلاك العاكس في وضع الخمول، ودرجة الحرارة، وتقادم البطارية، وحدود التفريغ الفعلية لها.

استخدم هامشًا لظروف محددة، لا نسبة مئوية اعتباطية. ضع في الحسبان الزيادة غير المتوقعة في الأحمال، والأداء في الطقس البارد، والتقادم، وزيادة مدة الاستقلالية، ووقت استعادة الشحن بعد التفريغ. تحقّق من خفض السعة وحدود الشحن التي تحددها الشركة المصنعة عند درجة حرارة التركيب. في أنظمة الطاقة الشمسية، قارن استهلاك الطاقة اليومي بالتوليد المتوقع وبعدة أيام من انخفاض الإشعاع الشمسي؛ فالبنك الأكبر لا يعوض مصدر شحن أصغر من المطلوب باستمرار.

- افصل الأحمال الحرجة عن الأحمال غير الضرورية لتوضيح هدف مدة الاستقلالية.

- استخدم أدنى درجة حرارة تشغيل متوقعة وافتراض السعة عند نهاية العمر الافتراضي عندما تنطبق هذه الظروف.

- تحقّق من التيار المستمر وتيار الذروة القصير المدة وفق مواصفات BMS والعاكس.

- اترك مساحة وتأكد من التوافق الكهربائي قبل التخطيط لتوسعة بنك موصول على التوازي.

## 4. قارن الخيارات وفق الافتراضات نفسها ينبغي أن تذكر المقارنة العملية الطاقة الاسمية، وDoD القابل للاستخدام، وكفاءة العاكس، وملف الحمل. لحمل يومي قدره 3.0 kWh من طاقة التيار المتردد، وبافتراض كفاءة للعاكس تبلغ 90% وDoD بنسبة 80%، تبلغ السعة الاسمية المحسوبة نحو 4.17 kWh. يوفر بنك بسعة 5.12 kWh نحو 3.69 kWh من طاقة التيار المتردد عند نسبة DoD والكفاءة هاتين، بينما يوفر بنك بسعة 8.0 kWh نحو 5.76 kWh. لا تشمل هذه الأرقام خفض السعة بسبب درجة الحرارة، أو احتياطي التقادم، أو استهلاك وضع الاستعداد، أو قيود القدرة.

قارن التركيب الكيميائي للبطاريات ومواصفات المنتجات على أسس متكافئة. غالبًا ما توفر بطاريات LiFePO4 عمر دورة كبيرًا عند قيم DoD والظروف المحددة، لكن لا يمكن مقارنة ادعاءات عمر الدورة ما لم تتطابق درجة حرارة الاختبار ومعدل C ومعيار نهاية العمر الافتراضي. تحقّق من الطاقة الاسمية والقابلة للاستخدام، وتيار الشحن والتفريغ، ووسائل الحماية في BMS، وبيانات SOC/SOH، والضمان، والشهادات المطلوبة مثل UN38.3 للنقل، وIEC 62619 أو UL 1973، بحسب ملاءمتها للتطبيق والسوق.

في منشآت الاتصالات وأنظمة UPS، تحقّق من مدة الاحتياط عند الحمل الفعلي وتأكد من قدرة البطارية والعاكس أو المقوم على تلبية متطلبات الانتقال وملف التفريغ. وبالنسبة إلى تخزين الطاقة الشمسية، نمذج التوليد الموسمي ووقت إعادة الشحن. وينبغي أن تراعي تصميمات التطبيقات البحرية وتطبيقات الدفع أيضًا الاهتزازات، وحماية الحاوية، ومعدات الشحن، وقيود التركيب.

قبل تقديم الطلب، تحقّق من مدة التشغيل المستهدفة عند الحمل المتوقع، وحساب الطاقة القابلة للاستخدام، وتيار الذروة والتيار المستمر، ومصدر الشحن، ودرجة حرارة التشغيل، وخطة التوسعة، ومتطلبات الشهادات المعمول بها. أرسل ملف الحمل والظروف البيئية إلى Newbeebattery، شريكك في تصنيع حزم مخصصة وفق OEM/ODM، عندما لا يناسب تكوين البطارية القياسي التطبيق.

بنك البطاريات المناسب هو أصغر تكوين يفي بموثوقية بمتطلبات مدة التشغيل وحدود القدرة في ظروف التشغيل الفعلية، مع احتساب صريح لخفض السعة عند انطباقه والاحتياجات المستقبلية. أعد التحقق من الافتراضات بمقارنتها بالأحمال المقاسة وبورقة بيانات البطارية المختارة قبل اعتماد التصميم النهائي.