رحلة البحث عن كهرباء

الأسبوع الماضي، وبسبب الانقطاع المتكرر للتيار الكهربائي، قررت شراء مولد كهربائي. لم أكن متحمس للفكرة كثيرا، فلا استطيع تحمل ضجيج المولدات، ولا أحب أن أكون سببا في إزعاج جيراني، لكن ما باليد حيلة، فأنا أعمل كمبرمج مستقل من المنزل.

قبل شراء المولد فكرت في البحث عن حلول للتقليص من الضجيج الصادر عنه، ووجدت الكثير من الحلول على اليوتيوب وعزمت على شراء المولد وصنع صندوق يعمل كـ Muffler/Quiter، أغلب الأفكار لا تعدم الصوت نهائيا ولكن تقلصه على الأقل من 80dBA إلى حوالي 50dBA وهذا جيد نسبيًا.

خرجت إلى السوق لشراء المولد، ولكن البضاعة المعروضة كانت بضاعة رديئة جدا، فأنا أبحث عن مولد صغير الحجم والقوة، ولا يتجاوز الـ 2000 دينار ليبي، التجار كان هدفهم البيع والربح فقط، حتى أن أقل أنواع المولدات جودة، مولد Astra لم أجد منه أي نسخة أصلية، كل مولدات الـ Astra الموجودة في السوق كانت مقلدة، يمكنك الإطلاع على موقع الأسترا لمعرفة الفرق بين الأصلي والمقلد. أما باقي المولدات فكلها من شركات مجهولة الهوية ولم يكن لها أي وجود على الانترنت حتى.

غيرت مسار البحث تجاه الطاقة النقية، توليد الكهرباء عن طريق طاقة الشمس أو الرياح، ولكن هذه الحلول مكلفة جدا، فمنظومة بقدرة وسعة تخزين بسيطة تتجاوز الـ 8000 دينار.

إذا ما الحل ؟ آخر حل استسلمت له هو استخدام بطاريات لتخزين الطاقة عند وجود كهرباء ثم استخدام تلك الطاقة بمساعدة محول جهد عند انقطاع الكهرباء، وسأسرد لكم بعض الأسئلة التي تسألتها والإجابات التي وجدتها لها، لأنه وللأسف أغلب التجار كانت معلوماتهم ضعيفة، ولم يستطيعوا الإجابة على تساؤلاتي بشكل علمي دقيق.

فقط أود التنويه على أني لست متخصص في مجال الكهرباء، وكل هذه الإجابات هي نتيجة أبحاث معمقة على الانترنت، فإن كنت متأكد أن معلومة ما خطأ، راسلني لأصححها.

ما هي مكونات النظام ؟ 

  • محول جهد.
  • بطاريات.
  • شاحن للبطاريات ( اسمه المحلي = كوريكو، وأحيانا يكون مضمن داخل محول الجهد ).

ما أنواع المحولات المتوفرة في السوق ؟

المحولات ( اسمها المحلي = انفيرتر )، وهي تستخدم لتحويل الجهد من الـ 12V أو 24V إلى 220V. وتتوفر في السوق الكثير من الأنواع، أفضلها محولات Mercury و Su-kam الهندي، الأنواع الأخرى المتوفرة أغلبها بضاعة صينية الصنع غير مضمونة.

تختلف جودة المحولات وقوتها، ولكن الأهم أنك تتأكد من شراء محول ذو موجة Sine نقية إن كنت ترغب في تشغيل أجهزة حساسة. أما بالنسبة للقوة فهذا يعتمد على استهلاكك وعن الأشياء التي ترغب في تشغليها عند انقطاع التيار الكهربائي.

اختيار قوة محول تناسب الاستهلاك

المحولات متوفرة بأنواع وبقوى مختلفة، منها 900 وات ومنها 3000 وات ومنها أكثر. شخصيا لا احتاج للكثير، فقط أرغب في نظام لتشغيل مودم انترنت، مروحتان، إضاءة لغرفتين وتلفزيون.

كل جهاز من الأجهزة المذكورة يمكنك معرفة مقدار الطاقة ( وات ) التي يستهلكها عندما يعمل، فقط أنظر خلف كل جهاز وستجد المعلومات مكتوبة.

الوات هو مقياس الطاقة التي يستخدمها جهاز ما عندما يعمل.

مثلا كتب على مودم الانترنت أنه يستخدم 15 وات، والمروحة تستخدم 70 وات، ولكل مصباح اقتصادي 10 وات، التلفاز يستخدم 100 وات، والريسيفر يستخدم حوالي 15 وات، وهذا يعني أنه عند تشتغيل جميع هذه الأجهزة سأحتاج إلى حوالي 300 وات. إذا محول الـ 900 وات مناسب.

الاعتماد على الـ ( وات ) في اختيار المحول المناسب، ليس دائما هو الخيار الصحيح، هناك عامل آخر مهم ويجب حسابه ويسمى بـ VA أي ( Apparent power )، ولكن لماذا لا تسمع الكثيرون يتحدثون عنه ودائما ما يتم اختيار المحول اعتمادا على الوات ؟ لأن في الكثير من الأجهزة الإلكترونية تتساوى قيمة الوات مع قيمة الـ VA لذا يتم تجاهلها، رغم أهميتها. إذا كيف استطيع حساب الـ VA للجهزة التي أرغب في تشغليها ؟

الـ VA = إجمالي الطاقة المطلوبة ( بالوات ) ÷ معامل القدرة.

ومعامل القدرة بالنسبة للاستخدام الطبيعي هو 0.6، كذلك تجد الـ Power Factor مكتوب خلف كل محول أو UPS.

إذا الـ VA = إجمالي الطاقة المطلوبة ( 300 وات ) ÷ 0.6 = 500VA

ينصح غالبا بشراء محول أكبر بـ 30% من القوة التي تحتاجها، هذا يعني أن محول بقدرة 1500VA سيكون مثالي جدا بالنسبة لاستخداماتي.

فقط أرغب في التنبيه أنه توجد مصطلحات مهمة يجب أن تعرفها، وهي :

  1. أقصى قوة يمكن أن يصل لها المحول – عادة خلال فترة قصيرا جدا من الزمن -، تعرف بـ ( Surge Power ). بعض الأجهزة وخصوصا الأجهزة التي تعتمد على المحركات مثل الثلاجة، تحتاج إلى طاقة كبيرة في البداية لتبدأ العمل، يعني هذا أنك عندما تشغل ثلاجة أو مضخة ماء مثلا ستحتاج هذه المضخة إلى سحب كمية كبيرة من الطاقة لمدة ثانية واحدة.
  2. القوة الافتراضية، وتعرف بـ ( usual power )، وهي القوة التي يعمل بها المحول بشكل افتراضي، أي مثلا القوة التي تحتاجها الثلاجة بعد ثواني من بدأ العمل.

البطاريات وأنواعها

غالبا ما يحصر الاختيار مابين ثلاثة أنواع فقط، بطارية سيارة، بطارية شاحنة أو بطارية التفريغ العميق، ينصح بالابتعاد عن بطاريات السيارات والشاحنات، لأنهما لم تصمما لغرض الشحن والتفريغ، وستتلف بعد فترة.

تتميز بطارية التفريغ العميق بجودة أفضل وعمر أطول إن استخدمت بشكل صحيح، يصل عمر البطارية إلى 10 سنوات تقريبا.

سعة البطارية

تتوفر بطاريات التفريغ العميق بسعات مختلفة، منها بسعة 90Ah ومنها بسعة 210Ah. ولكن ما معنى الـ Ah ؟

الـ Ah هي اختصار لـ Ampere Hour، يعني أمبير في الساعة وهي وحدة قياس سعة البطارية، بمعنى آخر يمكن القول أن الـ 90Ah هي كمية الطاقة التي يمكن تخزينها داخل البطارية، تماما مثلما نقول أن خزان سيارة ما سعته 40 لتر. أنت تذهب إلى محطة البنزين لتعبئة خزان سيارتك 40 لتر ثم تخرج تستهلك هذا المقدار، وتعود مرة أخرى لمحطة البنزين وهكذا تمام البطاريات أنت تشحن البطارية ثم تستخدمها ثم تعيد شحنها و الـ 90Ah هي السعة.

للمحافظة على عمر البطارية وجودتها يجب أن لا يتم تفريغها أكثر من 50%، يعني إن اشتريت بطارية بسعة 90Ah، يجب أن تستخدم فقط 45Ah ثم تعيد شحنها وهكذا إلى الأبد، بالطبع يمكنك تفريغ البطارية بنسبة 100% وأن تستخدم الـ 90Ah كاملة في كل مرة، ولكن هذا سيؤذي إلى تلف البطارية بسرعة.

هل يمكن شراء أكثر من بطارية لزيادة السعة ؟

نعم، شراء بطارية 90Ah أخرى وتوصيلها على التوازي سيزيد من السعة الإجمالية لنظامك، إذا أنت الأن تمتلك نظام يمكنه تخزين 180Ah وإن كنت – كما قلنا – ترغب في الحفاظ على البطاريات يجب أن تستخدم 50% من السعة الإجمالية، يعني  90Ah فقط.

كيف يمكن حساب زمن الاستهلاك ؟ لكم ساعة تكفي البطارية ؟

حسنا، إن قلنا أنك اشتريت بطارية بسعة 90Ah، وقمت بتوصيل جهاز ما يسحب 90 أمبير، إذا البطارية ستفرغ بشكل تام بعد ساعة بالضبط. ولكن أنت تريد أن تحافظ على البطارية أليس كذلك ؟ إذا يمكنك استخدامها فقط لمدة نصف ساعة.

ساعات عمل البطارية h = سعة البطارية Ah ÷ الحمل A ( الاستهلاك )

وهذا يعني أن :

عدد ساعات عمل البطارية = 90 ( سعة البطارية ) ÷ 90 ( الحمل ) = 1 ساعة

سعة البطارية هي قيمة معلومة ولكن كيف يمكن حساب الحمل ؟

الحمل ( التيار ) = المجموع الوات للأجهزة التي أرغب في تشغليها ÷ الفولت

وبما أننا قمنا بحساب مجموع الوات للإجهزة التي نرغب في استخدامها وكان 300 وات، إذا :

الحمل ( التيار ) = 300 وات ÷ 24 فولت = 12.5 A

لماذا 24 فولت وليس 12 فولت ؟ جهاز الـ Mercury يتحاج إلى 24 فولت ليعمل وليس 12 فولت، توجد أنواع أخرى تحتاج إلى 12 فولت، إذا الرقم يتغير حسب نظامك.

والأن جميع القيم معلومة لدينا، إذا :

عدد ساعات عمل البطارية = 90 ( سعة البطارية ) ÷ 12.5 ( الحمل ) = 7.2 ساعة

تذكر أن السعة الإجمالية لنظامي هي 180Ah، ولأحفاظ على البطارية اعتبرت أن سعة نظامي 90Ah فقط، حيث أني لا أرغب في استخدام أكثر من 50% لكي أحافظ على عمر البطارية.

وبطريقة أخرى اقترحها – عبد الرؤوف – يمكنك حساب كم سِعة البطارية التي تحتاجها باستخدام المعادلة التالية :

سِعة البطارية = الوات الاجمالي المراد استهلاكه ÷ فولتية البطاريات × عدد الساعات المراد تشغيل الاجهزة

يعني

سعة البطارية = 300 ( إجمالي الوات ) ÷ 24 فولت × 7.2 ساعة = 90Ah

وبما أن متوسط انقطاع الكهرباء 8 ساعات يوميا، هذا الحل يناسبني، رغم أن تكلفته لا تختلف عن تكلفة شراء مولد صغير الحجم، ولكن يبقى هذا الحل أفضل من حيث انعدام الضجيج، وعدم الحاجة لتغير الزيت كل 30 ساعة في حال شراء مولد صغير الحجم والرغبة في المحافظة عليه. كذلك يمكنني بسهولة تحويل هذا النظام إلى نظام طاقة شمسية بسهولة وأقل تكلفة في المستقبل.

شكرا لكل من ساعدني على مراجعة هذه التدوينة من شباب مجتمع هكسا.

التعليقات

    شرح بسيط, بس شخصيا استاكيت عند انواع البتاريات.
    المهم, هل كلفك الموضوع اقل من 2000 دينار؟ *لو مفيش ممكن مشكله تقولي قداش كلفك؟*
    شكرا.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *