EN
مخطط تحديد حجم قاطع الدائرة لتركيبات الطاقة الشمسية 2025
اختيار الصحيح قاطع الدائرة لنظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية أمر بالغ الأهمية. إن جهاز قاطع الدائرة يحمي النظام من التحميل الزائد والدوائر القصيرة، مما يمنع الحرائق والأضرار التي تلحق باللوحات والمحولات والأسلاك. ويمكن أن يؤدي استخدام مفتاح دائرة صغير جدًا إلى توقفه المتكرر، بينما قد لا يؤدي المفتاح الكبير جدًا وظيفته عند الحاجة إليه، مما يشكل خطرًا. فيما يلي دليل بسيط لتحديد حجم مفكّرات الدوائر أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية في عام 2025، مع نصائح واضحة لأجزاء مختلفة من النظام.
فهم مكونات نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية
يتكون النظام الكهروضوئي الشمسي من عدة مكونات رئيسية، وكل منها يحتاج إلى مفتاه الدائرة الخاص.
تُجمع الألواح الشمسية في مجموعات، ويحتاج كل مجموعة إلى مفتاح كهربائي لحماية الأسلاك بين الألواح والمُحول. ويحتاج المحول، الذي يقوم بتحويل الطاقة الكهربائية المستمرة من الألواح إلى تيار متردد للاستخدام المنزلي، إلى مفاتيح كهربائية على جانبيه: الجانب المدخل (تيار مستمر) والجانب المخرج (تيار متردد). إذا كان النظام يتضمن تخزينًا للطاقة الزائدة في بطاريات، فيلزم وجود مفتاح كهربائي لحماية البطارية وأسلاكها من التيار الزائد. وأخيرًا، فإن لوحة التوزيع الرئيسية، حيث يتصل النظام الشمسي بالطاقة الرئيسية في المنزل، تحتوي على مفتاح كهربائي يتحكم في تدفق الطاقة الشمسية إلى المنزل. ولكل جزء احتياجات مختلفة من التيار، لذا يجب اختيار المفتاح المناسب لكل منها وفقًا لذلك.
المصطلحات الرئيسية لتحديد الحجم
قبل الغوص في عملية تحديد الحجم، تعرف على هذه المصطلحات البسيطة.
التيار، الذي يُقاس بالأمبير، هو تدفق الكهرباء. جميع أجزاء النظام الشمسي تحتوي على تصنيف لـ 'أقصى تيار'، ويجب أن تكون المفاتيح الكهربائية قادرة على تحمل هذا التيار. الجهد، الذي يُقاس بالفولت، هو القوة الدافعة للكهرباء؛ كلما زاد الجهد، قل التيار لنفس مقدار القدرة. التيار المستمر هو التدفق الثابت أثناء الاستخدام العادي، ويجب أن تكون المفاتيح الكهربائية مُصممة لتتحمل 125٪ من هذا التيار (وهو قاعدة أمان تمنع ارتفاع درجة الحرارة). تيار القصر هو التيار المفاجئ والمرتفع الناتج عن دائرة قصر، ويجب أن تنقطع المفاتيح الكهربائية بسرعة لوقف هذا التيار.
تحديد حجم المفاتيح الكهربائية للألواح الشمسية
تُوصَّل الألواح الشمسية في سلاسل، ويجب أن يتحمل المفتاح الكهربائي لكل سلسلة أقصى تيار تنتجه الألواح.
على سبيل المثال، إذا كان لديك 4 ألواح في كل سلسلة، وكل منها بقوة 300 واط، فإن الحد الأقصى للتيار من السلسلة هو حوالي 8.5 أمبير. للعثور على الحجم الصحيح للمقاطع (Breker)، احسب 125% من هذا الحد الأقصى للتيار (8.5 أمبير × 1.25 = 10.625 أمبير)، إذًا مقاطع 10 أمبير هو المناسب. إذا كانت السلسلة تحتوي على 6 ألواح، كل منها 300 واط، فإن الحد الأقصى للتيار يظل 8.5 أمبير (لأن إضافة المزيد من الألواح في السلسلة يزيد الجهد الكهربائي وليس التيار)، لذا فإن مقاطع 10 أمبير لا يزال كافيًا.
بالنسبة للألواح التي قوتها 400 واط، فإن السلسلة المكونة من 4 ألواح لها تيار أقصى يبلغ حوالي 11.0 أمبير. 125% من 11.0 أمبير هو 13.75 أمبير، لذا نحتاج إلى مقاطع 15 أمبير. السلسلة المكونة من 6 ألواح بقوة 400 واط لكل منها أيضًا لديها تيار أقصى قدره 11.0 أمبير، لذا فإن مقاطع 15 أمبير هو الصحيح أيضًا في هذه الحالة.
للوحات الشمسية التي تبلغ قوتها 500 واط، يكون تيار مجموعة مكونة من 4 لوحات حوالي 14.0 أمبير كحد أقصى. 125% من 14.0 أمبير يساوي 17.5 أمبير، لذا يلزم مفتاح دائرة بقدرة 20 أمبير. وينطبق الشيء نفسه على مجموعة مكونة من 6 لوحات كل منها 500 واط، والتي يكون تيارها الأقصى أيضًا 14.0 أمبير، مما يتطلب مفتاح دائرة بقدرة 20 أمبير.
تحديد حجم مفاتيح الدوائر للمحولات (Inverters)
تقوم المحولات (Inverters) بتحويل الطاقة الكهربائية من التيار المستمر (DC) القادم من الألواح الشمسية إلى تيار متردد (AC)، وتحتاج إلى مفاتيح دوائر على جانبي الدخل (DC) والخرج (AC).
جانب الدخل (DC)
للمحول (Inverter) بقدرة 3 كيلو واط، يكون أقصى تيار تيار مستمر (DC) حوالي 22 أمبير. 125% من 22 أمبير يساوي 27.5 أمبير، لذا يلزم مفتاح دائرة بقدرة 30 أمبير. أما المحول بقدرة 5 كيلو واط، فيكون أقصى تيار تيار مستمر (DC) حوالي 35 أمبير. 125% من 35 أمبير يساوي 43.75 أمبير، لذا يناسبه مفتاح دائرة بقدرة 45 أمبير.
للمحول بقدرة 7.6 كيلو واط، يكون أقصى تيار تيار مستمر (DC) حوالي 50 أمبير. 125% من 50 أمبير يساوي 62.5 أمبير، لذا يلزم مفتاح دائرة بقدرة 60 أمبير. أما المحول بقدرة 10 كيلو واط، فيكون أقصى تيار تيار مستمر (DC) حوالي 65 أمبير. 125% من 65 أمبير يساوي 81.25 أمبير، لذا يناسبه مفتاح دائرة بقدرة 80 أمبير.
جانب الخرج (AC)
على الجانب التيار المتردد (AC)، فإن محول الطاقة بقدرة 3 كيلوواط يُخرج تيارًا أقصى بمقدار 13 أمبير. 125% من 13 أمبير هو 16.25 أمبير، لذا يلزم مفتاح حماية بقدرة 20 أمبير. أما المحول بقدرة 5 كيلوواط، فهو يُخرج تيارًا تيار متردد بمقدار 21 أمبير. 125% من 21 أمبير هو 26.25 أمبير، لذا فإن مفتاح الحماية بقدرة 30 أمبير هو الصحيح.
يُخرج محول الطاقة بقدرة 7.6 كيلوواط تيارًا تيار متردد أقصى بمقدار 32 أمبير. 125% من 32 أمبير هو 40 أمبير، لذا فإن مفتاح الحماية بقدرة 40 أمبير هو المناسب. أما بالنسبة لمحول الطاقة بقدرة 10 كيلوواط، فإن التيار المخرج الأقصى للتيار المتردد هو حوالي 42 أمبير. 125% من 42 أمبير هو 52.5 أمبير، لذا فإن مفتاح الحماية بقدرة 50 أمبير هو الملائم.
تحديد حجم مفاتيح الحماية للتخزين بالبطاريات
تقوم البطاريات بتخزين الطاقة وإطلاقها عند الحاجة إليها، ويجب أن يكون مفتاح الحماية الخاص بها قادرًا على تحمل التيار أثناء الشحن والتفريغ.
لدى بطارية بسعة 5 كيلوواط ساعة أقصى تيار شحن/تفريغ بمقدار 40 أمبير. 125% من 40 أمبير هو 50 أمبير، لذا يلزم مفتاح حماية بقدرة 50 أمبير. أما بالنسبة لبطارية بسعة 10 كيلوواط ساعة، فإن أقصى تيار هو حوالي 60 أمبير. 125% من 60 أمبير هو 75 أمبير، لذا فإن مفتاح الحماية بقدرة 75 أمبير هو المناسب.
تبلغ القدرة القصوى لتيار بطارية سعة 15 كيلوواط ساعة حوالي 80 أمبير. 125% من 80 أمبير تساوي 100 أمبير، وبالتالي يلزم استخدام قاطع دائرة بقدرة 100 أمبير. أما بالنسبة لبطارية سعة 20 كيلوواط ساعة، فإن التيار الأقصى يبلغ حوالي 100 أمبير. 125% من 100 أمبير تساوي 125 أمبير، وبالتالي يناسب استخدام قاطع دائرة بقدرة 125 أمبير.
تحديد حجم قواطع الدوائر لتوصيل لوحة التوزيع الرئيسية
يتحكم قاطع الدائرة الموجود في لوحة التوزيع الرئيسية بالمنزل في تدفق الطاقة الشمسية إلى المنزل.
بالنسبة لحجم النظام الشمسي الكلي البالغ 3 كيلوواط، فإن التيار المتردد الأقصى الذي يدخل المنزل يبلغ حوالي 13 أمبير. 125% من 13 أمبير تساوي 16.25 أمبير، وبالتالي يلزم استخدام قاطع دائرة بسعة 20 أمبير. أما النظام بقدرة 5 كيلوواط فيبلغ أقصى تيار تيار متردد حوالي 21 أمبير. 125% من 21 أمبير تساوي 26.25 أمبير، وبالتالي يناسب استخدام قاطع دائرة بسعة 30 أمبير.
نظام بقوة 10 كيلوواط يُنتج تيار تيار متردد أقصى قدره حوالي 42 أمبير. 125٪ من 42 أمبير تساوي 52.5 أمبير، لذا فإن مفتاح الدائرة بسعة 50 أمبير مناسب. بالنسبة لنظام بقوة 15 كيلوواط، فإن التيار الأقصى حوالي 63 أمبير. 125٪ من 63 أمبير تساوي 78.75 أمبير، لذا يلزم مفتاح دائرة بسعة 80 أمبير. نظام بقوة 20 كيلوواط لديه تيار أقصى حوالي 84 أمبير، و125٪ من 84 أمبير تساوي 105 أمبير، لذا فإن مفتاح دائرة بسعة 100 أمبير مناسب.
نصائح لتحديد حجم مفاتيح الدائرة في عام 2025
استخدم معايير عام 2025، حيث تكون الألواح الشمسية والعواكس الجديدة في عام 2025 أكثر كفاءة ولكن قد يكون لها قمم تيار أعلى. تحقق دائمًا من مواصفات الشركة المصنعة لعام 2025 للحصول على تصنيفات التيار الأقصى بدقة.
خذ درجة الحرارة في الاعتبار: في المناطق الحارة، حيث تكون درجات الحرارة المتوسطة أعلى من 90 درجة فهرنهايت (32 درجة مئوية)، يمكن أن تسخن الأسلاك ومفاتح الدائرة بشكل مفرط. قم بزيادة حجم مفتاح الدائرة بنسبة 10٪ في هذه المواقع للتعويض.
تجنب مزج العلامات التجارية: استخدم مفاتيح دوائر من نفس العلامة التجارية الخاصة بالعاكس أو الألواح. يمكن أن تؤدي الأجزاء غير المتطابقة إلى انقطاع التيار أو الفشل، حيث قد تختلف قدرة التعامل مع التيار قليلاً بين العلامات التجارية المختلفة.
تحقق من الشفرات المحلية: بعض المناطق لديها قواعد محددة. على سبيل المثال، تتطلب كاليفورنيا أن تكون المفاتيح الكهربائية مُصنَّفة للاستخدام في أنظمة الطاقة الشمسية، وقد تشترط مناطق أخرى متطلبات مشابهة لضمان السلامة والتوافق.
الأسئلة الشائعة
ماذا يحدث إذا كان المفتاح الكهربائي صغيرًا جدًا؟
سوف ينقطع بشكل متكرر، مما يؤدي إلى إيقاف النظام الشمسي. هذا يقلل من إنتاج الطاقة ويمكن أن يتلف المفتاح بمرور الوقت، حيث يؤدي الانقطاع المتكرر إلى تآكل المكونات الداخلية.
هل يمكنني استخدام مفتاح كهربائي أكبر من الموصى به؟
لا. لن ينقطع المفتاح الأكبر أثناء حدوث الأحمال الزائدة، مما يسمح بمرور تيار كهربائي كبير جدًا عبر الأسلاك والمعدات. ويمكن أن يؤدي ذلك إلى ارتفاع درجة الحرارة أو الحرائق أو إتلاف الألواح أو المحولات أو الأسلاك بشكل دائم.
هل أحتاج إلى مفتاح كهربائي خاص لأنظمة الطاقة الشمسية؟
نعم. صُمِّمت مفاتيح الطاقة الشمسية لتتحمل التيار المستمر، وهو أكثر خطورة من التيار المتردد لأن الأول لا يتغير اتجاهه، مما يجعل من الصعب مقاطعته. كما أنها تتميز بمتانة أعلى للاستخدام في الهواء الطلق، حيث يتم تركيب مفاتيح أنظمة الطاقة الشمسية غالبًا في مغلفات خارجية.
كم مرة يجب أن أتحقق من المفاتيح الكهربائية؟
افحصها كل 6 أشهر. ابحث عن علامات ارتفاع درجة الحرارة، مثل آثار حروق، أو بلاستيك مذاب، أو رائحة قوية نفاذة. كما تحقق من وجود تآكل، خاصة في المناطق الرطبة أو الساحلية، حيث يمكن أن يؤدي التآكل إلى منع عمل المفتاح الكهربائي بشكل صحيح.
هل يمكنني تركيب المفتاح الكهربائي بنفسي؟
من الأفضل استئجار فني كهربائي مرخص. أنظمة الطاقة الشمسية تتضمن جهوداً كهربائية عالية (تيار مباشر وتيار متردد)، ويمكن أن يكون التركيب غير الصحيح قاتلاً. لدى الفنيين التدريب اللازم لتحديد حجم المفاتيح الكهربائية وتركيبها بشكل صحيح، مما يضمن الامتثال للمواصفات المحلية ومعايير السلامة.
جدول المحتويات
- فهم مكونات نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية
- المصطلحات الرئيسية لتحديد الحجم
- تحديد حجم المفاتيح الكهربائية للألواح الشمسية
- تحديد حجم مفاتيح الدوائر للمحولات (Inverters)
- تحديد حجم مفاتيح الحماية للتخزين بالبطاريات
- تحديد حجم قواطع الدوائر لتوصيل لوحة التوزيع الرئيسية
- نصائح لتحديد حجم مفاتيح الدائرة في عام 2025
- الأسئلة الشائعة