يُعدّ الانفرتر الشمسي بقدرة 3 كيلو فولت أمبير (3 kVA) من أكثر أحجام الانفرترات استخدامًا في المنازل والمكاتب الصغيرة والمتاجر والعيادات والمشاريع التجارية الصغيرة. فهو يوفّر توازنًا جيدًا بين القدرة الكهربائية والتكلفة والمرونة. ومع ذلك، يرتكب العديد من المشترين خطأً شائعًا يتمثّل في شراء انفرتر 3 kVA دون حساب العدد الصحيح للألواح الشمسية المطلوبة. ويؤدي ذلك إلى بطء شحن البطاريات، وانخفاض مدة التشغيل الاحتياطي، وضعف أداء النظام بشكل عام.
ولتجنّب هذه المشكلات، من الضروري فهم طريقة حساب الألواح الشمسية لانفرتر 3 kVA وفق ظروف عملية وحقيقية، وليس اعتمادًا على أرقام نظرية فقط.
ماذا يعني انفرتر 3 kVA فعليًا؟
لا يعني انفرتر 3 kVA أنه يوفّر قدرة استخدام فعلية قدرها 3000 واط. فمعظم الانفرترات تعمل بمعامل قدرة يبلغ 0.8.
أي أن:
3 kVA × 0.8 = حوالي 2400 واط قدرة استخدام فعلية
وهذه القدرة كافية لتشغيل:
المراوح
الإضاءة
التلفاز
الثلاجة
اللابتوب أو الكمبيوتر
معدات مكتبية صغيرة
لكن حساب عدد الألواح الشمسية لا يعتمد على قدرة الانفرتر وحدها، بل يتأثر بعدة عوامل مثل الاستهلاك اليومي للطاقة، وسعة البطاريات، وساعات سطوع الشمس، وقدرة اللوح الشمسي.
العوامل الرئيسية التي تؤثر على عدد الألواح الشمسية
قبل البدء بالحسابات، يجب فهم العوامل التالية جيدًا:
الاستهلاك اليومي للكهرباء (بالكيلوواط ساعة)
نوع الانفرتر (أوف جريد أو هايبرد)
جهد نظام البطاريات (24 فولت أو 48 فولت)
سعة البطاريات (أمبير ساعة)
متوسط ساعات الذروة لأشعة الشمس
قدرة الألواح الشمسية
استخدام الأحمال نهارًا أو ليلًا
تجاهل أي عامل من هذه العوامل قد يؤدي إلى تصميم نظام شمسي أقل من المطلوب.
الخطوة الأولى: تقدير الاستهلاك اليومي للطاقة
بالنسبة لمعظم مستخدمي انفرتر 3 kVA، يتراوح الاستهلاك اليومي بين 6 إلى 10 وحدات كهرباء (kWh).
أمثلة شائعة:
منزل يحتوي على مراوح وإضاءة وتلفاز: 6–7 وحدات يوميًا
متجر أو مكتب صغير: 7–9 وحدات يوميًا
عيادة أو نشاط تجاري: 9–10 وحدات يوميًا
للتصميم الآمن والمهني، يتم عادة اعتماد 8 وحدات يوميًا كمتوسط مناسب.
الخطوة الثانية: فهم ساعات سطوع الشمس
في المناطق الغنية بالطاقة الشمسية مثل الشرق الأوسط وأفريقيا وجنوب آسيا، يتراوح متوسط ساعات الذروة الشمسية بين 5 إلى 5.5 ساعات يوميًا.
وساعات الذروة تعني عدد الساعات التي تعمل فيها الألواح الشمسية بالقرب من قدرتها الاسمية.
ومن المهم فهم أن الألواح الشمسية لا تنتج طاقتها القصوى طوال اليوم.
الخطوة الثالثة: اختيار قدرة اللوح الشمسي
تستخدم الأنظمة الحديثة عادة:
ألواح بقدرة 540 واط
ألواح بقدرة 550 واط
ويتم تفضيل هذه الألواح للأسباب التالية:
كفاءة أعلى
مساحة تركيب أقل
تكلفة أفضل لكل واط
في الظروف الواقعية، ينتج اللوح الشمسي بقدرة 550 واط:
حوالي 2.7 إلى 3 وحدات كهرباء يوميًا
الخطوة الرابعة: معادلة حساب عدد الألواح الشمسية
المعادلة البسيطة المستخدمة لدى الفنيين هي:
عدد الألواح = إجمالي الاستهلاك اليومي ÷ الطاقة التي ينتجها اللوح الواحد يوميًا
تطبيق عملي:
الاستهلاك اليومي = 8 وحدات
إنتاج اللوح الواحد (550 واط) = 2.8 وحدة يوميًا
الحساب:
8 ÷ 2.8 = 2.85 لوح شمسي
من الناحية النظرية، يمكن لثلاثة ألواح أن تلبّي الحد الأدنى،
لكن هذا غير مُوصى به في الأنظمة العملية.
لماذا لا تكفي الحسابات الدنيا؟
تواجه أنظمة الطاقة الشمسية خسائر حقيقية، مثل:
فقدان الكفاءة بسبب الحرارة
تراكم الغبار
خسائر الأسلاك
كفاءة الانفرتر
الأيام الغائمة أو الضبابية
التغيّرات الموسمية
لذلك يضيف المحترفون دائمًا 20–30% قدرة شمسية إضافية.
وهذا يضمن:
شحنًا أسرع للبطاريات
عمرًا أطول للبطاريات
أداءً مستقرًا للانفرتر
توفر الكهرباء حتى في ضعف الإشعاع الشمسي
العدد الموصى به من الألواح لانفرتر 3 kVA
بناءً على الخبرة العملية في المواقع:
الحد الأدنى المقبول: 4 ألواح (550 واط)
الإعداد المثالي والمستقر: 5 ألواح (550 واط)
الأداء العالي: 6 ألواح (550 واط)
أي بقدرة إجمالية تتراوح بين:
2.2 كيلوواط إلى 3.3 كيلوواط
ويُعدّ هذا النطاق مثاليًا لأنظمة انفرتر 3 kVA.
دور نظام البطاريات في حساب الألواح
تعمل معظم انفرترات 3 kVA بنظام بطاريات 48 فولت، ويتكوّن عادة من:
4 بطاريات بجهد 12 فولت موصولة على التوالي
في حال كانت سعة البطاريات:
150 أمبير ساعة → قد يعمل عدد أقل من الألواح
200 أمبير ساعة أو أكثر → يتطلب عددًا أكبر من الألواح
فكلما زادت سعة البطاريات، زادت الحاجة إلى طاقة شمسية لشحنها بالكامل خلال النهار. وإذا كانت الألواح غير كافية، تبقى البطاريات غير مشحونة بالكامل، مما يقلل عمرها الافتراضي بشكل كبير.
الفرق بين الأحمال النهارية والليلية
إذا كان معظم استهلاك الكهرباء نهارًا، فإن الألواح الشمسية تغذّي الأحمال مباشرة وتشحن البطاريات في الوقت نفسه، مما يزيد كفاءة النظام ويقلّل الضغط على البطاريات.
أما إذا كان الاستهلاك الأساسي ليلًا، فيجب شحن البطاريات بالكامل خلال النهار، وبالتالي:
يلزم عدد أكبر من الألواح
يصبح وقت الشحن عاملًا حاسمًا
ولهذا السبب، يضيف المستخدمون التجاريون عادة لوحًا شمسيًا إضافيًا مقارنة بالمستخدمين السكنيين.
تأثير الموقع والمناخ
تستفيد دول مثل اليمن والسودان وأوغندا ونيجيريا ودول الشرق الأوسط وأفريقيا بشكل كبير من الطاقة الشمسية. ومع ذلك:
تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى انخفاض طفيف في كفاءة الألواح
يتطلب الغبار والرمال تنظيفًا دوريًا
وفي هذه المناطق، يساهم إضافة لوح إضافي في تحسين الاعتمادية والعائد على الاستثمار.
التفكير في التوسّع المستقبلي
غالبًا ما يضيف المستخدمون لاحقًا:
ثلاجة إضافية
مضخة مياه
إضاءة إضافية
معدات مكتبية
إذا كان الانفرتر يسمح بمدخل شمسي أعلى، فإن تركيب ألواح إضافية من البداية يوفر تكلفة وجهد التوسعة لاحقًا.
النظام الشمسي الأكبر قليلًا دائمًا أفضل من النظام الأصغر من المطلوب.
التوصية النهائية
بالنسبة لمعظم المستخدمين السكنيين والتجاريين الصغار، فإن أفضل إعداد لانفرتر 3 kVA هو:
5 إلى 6 ألواح شمسية بقدرة 540 أو 550 واط
نظام بطاريات 48 فولت
انفرتر شمسي مزوّد بتقنية MPPT
ويضمن هذا الإعداد:
طاقة احتياطية موثوقة
شحنًا أسرع
عمرًا أطول للبطاريات
أداءً ممتازًا في جميع الفصول
الخلاصة
إن حساب عدد الألواح الشمسية لانفرتر 3 kVA ليس مجرد عملية حسابية بسيطة، بل هو توازن بين استهلاك الطاقة، وتوفر أشعة الشمس، وسعة البطاريات، والأداء طويل الأمد. ورغم أن الحسابات الأساسية قد تشير إلى عدد أقل من الألواح، فإن الأنظمة العملية تتطلب دائمًا هامش أمان لتعويض الخسائر والتوسعات المستقبلية.
اختيار العدد الصحيح من الألواح منذ البداية يمنحك راحة البال، وتوفيرًا أفضل، وأقصى عائد على استثمارك في الطاقة الشمسية.
