حاوية شمسية لمحطات الاتصالات الأساسية: طاقة خارج الشبكة مع استهلاك أقل للديزل

تجمع حاوية الطاقة الشمسية لمحطات الاتصالات بين توليد الطاقة الكهروضوئية وتخزين البطاريات وأنظمة التحكم في الطاقة لتقليل الاعتماد على الديزل في المواقع النائية. تُغذي الطاقة الشمسية الأحمال عند توفرها، بينما تُغطي البطاريات فترات نقص الطاقة. ويعتمد تحديد الحاجة إلى مولد كهربائي بشكل منتظم أو كاحتياطي طارئ فقط على أحمال الموقع، وموارد الطاقة الشمسية الموسمية، ومستوى الموثوقية المطلوب.

تُدرج صفحة منتج حاويات الطاقة الشمسية من HJ تكوينين مرجعيين: 3.6 كيلوواط ذروة من الألواح الكهروضوئية مع 30 كيلوواط ساعة من سعة التخزين، و7.2 كيلوواط ذروة مع 50 كيلوواط ساعة. هذه مجرد نقاط بداية لمراجعة الحجم، وليست ضمانات للتشغيل المستمر بالطاقة الشمسية فقط.

كيف تقوم حاوية الطاقة الشمسية بتشغيل محطة قاعدة خارج الشبكة

تحوّل الألواح الكهروضوئية ضوء الشمس إلى كهرباء، كما هو موضح في دليل وزارة الطاقة الأمريكية للخلايا الكهروضوئية الشمسية . في نظام تخزين الطاقة الشمسية، تتولى إلكترونيات الطاقة تنظيم عملية التوليد وشحن البطارية وتوصيل الطاقة إلى الأحمال. عندما يتجاوز إنتاج الألواح الكهروضوئية الطلب في الموقع، يمكن استخدام الفائض لشحن البطارية. وعندما يكون الإنتاج أقل من المطلوب، تُستخدم الطاقة المخزنة لتغطية النقص.

ابدأ بتحديد ما إذا كان الموقع يحتاج إلى طاقة تيار مستمر، أو تيار متردد، أو كليهما. يمكن لنظام التيار المستمر الموصول أن يزود الأحمال المتوافقة بالتيار المستمر من خلال وحدات تحكم ومحولات تيار مستمر/تيار مستمر مناسبة. ولا يتطلب هذا النظام بالضرورة شبكة تيار متردد صغيرة. يجب التحقق من جهد الخرج، وسعة التيار، والحماية، والتوافق مع معدات الاتصالات الحالية.

إذا كان نظام البطاريات بحاجة لتزويد أحمال التيار المتردد بالطاقة في حال انقطاع التيار الكهربائي عن الشبكة والمولد، فيجب على العاكس توفير جهد وتردد ثابتين. ويوضح شرح وزارة الطاقة الأمريكية للعواكس وخدمات الشبكة الفرق بين تشغيل تكوين الشبكة وتشغيل تتبعها. لذا، يُنصح بتحديد واختبار التشغيل المستقل، واستجابة تغيرات الحمل، وإعادة التشغيل بعد الإيقاف، بدلاً من افتراض أن أي عاكس متصل بالشبكة قادر على أداء هذه الوظائف.

في حال استخدام مولد ديزل احتياطي، يجب ضبط عتبة بدء تشغيله أعلى من الحد الأدنى لحالة شحن البطارية. يجب أن يدعم المولد ومعدات الشحن مزيج الحمل المطلوب للموقع وإعادة شحن البطارية. لا يضمن موصل الطاقة الاحتياطية وحده بدء التشغيل التلقائي، أو التحويل الآمن، أو استعادة النظام في حالة الأعطال.

قم بمطابقة الحاوية مع حمولة الموقع

يبدأ تحديد حجم الألواح الشمسية بقياس الحمل، وليس الألواح نفسها. سجّل استهلاك الطاقة اليومي، وبيانات الحمل بالساعة، وذروة الطلب. أضف إلى ذلك أحمال التبريد، ومعدات الإرسال، والمراقبة، وغيرها من الأحمال المساعدة؛ إذ إن قياس معدات الراديو وحدها قد يقلل من تقدير احتياجات الطاقة.

مثال عملي: موقع بمتوسط ​​1.5 كيلوواط

بافتراض أن متوسط ​​استهلاك الموقع بالكامل يبلغ 1.5 كيلوواط على مدار 24 ساعة، ويصل إلى ذروة قدرها 2.5 كيلوواط، فإن الطلب اليومي على الطاقة هو:

الطلب اليومي على الطاقة = 1.5 كيلوواط × 24 ساعة = 36 كيلوواط ساعة.

بافتراض خمس ساعات ذروة سطوع الشمس يوميًا على سطح المصفوفة المُستهدف، تُعطي مصفوفة بقدرة 7.2 كيلوواط ذروة تقديرًا بسيطًا قائمًا على لوحة البيانات يبلغ 36 كيلوواط ساعة قبل الفقد. تُشير ساعات ذروة سطوع الشمس إلى الطاقة الشمسية المُكافئة، وليس عدد ساعات النهار. تُقلل عوامل مثل درجة الحرارة، والأوساخ، والتظليل، والأسلاك، وتحويل الطاقة من الطاقة المُتاحة للموقع؛ كما أن الطاقة المُمررة عبر البطارية تُعاني من فقد في الطاقة أثناء التخزين.

في هذا المثال فقط، افترض عامل صافي طاقة مُجمّع قدره 0.80 لتمثيل تلك الخسائر، بما في ذلك حصة الطاقة المُوجّهة عبر التخزين. هذا افتراض توضيحي، وليس كفاءة مُقاسة لنظام HJ-SG أو قيمة تصميم عامة.

الطاقة اليومية الصافية المقدرة = 7.2 كيلوواط ذروة × 5 ساعات × 0.80 = 28.8 كيلوواط ساعة.

يُقدّر هذا بعجز يومي قدره 7.2 كيلوواط/ساعة مقابل حمل يبلغ 36 كيلوواط/ساعة. وبناءً على هذه الافتراضات، يحتاج الموقع إلى مزيد من الألواح الشمسية، أو مصدر طاقة إضافي، أو خفض الاستهلاك. يمكن لبطارية أكبر أن تؤخر نفادها، لكنها لا تستطيع معالجة عجز مستمر في توليد الطاقة.

باستخدام الافتراضات نفسها، يتطلب موازنة 36 كيلوواط ساعة من الطلب اليومي حوالي 9 كيلوواط ذروة (36 ÷ (5 × 0.80)). هذا تقدير لموازنة الطاقة، وليس الحجم النهائي للمصفوفة: فهو لا يوفر هامشًا إضافيًا لحالات سوء الأحوال الجوية لفترات طويلة أو سرعة استعادة شحن البطارية. كما أنه يتجاوز التكوين المرجعي البالغ 7.2 كيلوواط ذروة، لذا فإن التوسع سيتطلب دراسة هندسية منفصلة.

قبل اختيار المعدات، قم بنمذجة الحمل وإنتاج الطاقة الشمسية ساعةً بساعة خلال موسم انخفاض سطوع الشمس. يشرح دليل PVGIS الصادر عن مركز الأبحاث المشترك التابع للمفوضية الأوروبية هذا النهج لأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية غير المتصلة بالشبكة ، بما في ذلك حدود شحن البطاريات والطلب غير المُلبّى. استخدم ملف تعريف حمل الاتصالات بدلاً من ملف تعريف المنزل الافتراضي، وقيّم تشغيل المولد بشكل منفصل عند الاقتضاء.

تكوينات HJ-SG المنشورة

المصدر: جدول المواصفات في صفحة منتج حاويات الطاقة الشمسية من HJ . تصف الصفحة أيضًا تخزين البطاريات والإدارة الذكية كخيارات إضافية؛ تأكد من المعدات المشمولة في عرض السعر.

لا يُمثل الحد الأقصى المُعلن للتيار المستمر خرج الألواح الكهروضوئية أو معدل تفريغ البطارية المستمر المضمون. تأكد من تعريف هذا المعدل، وجهد التشغيل، ومدة التشغيل، بالإضافة إلى حدود البطارية والمحول والحماية المُختارة. يجب أن يتضمن جدول المعدات النهائي أيضًا واجهة المولد وأي بنود توسعة.

اختر تخزين البطارية لتحقيق استقلالية قابلة للاستخدام

تُقاس سعة البطارية بالكيلوواط/ساعة لوصف الطاقة المخزنة، بينما تُقاس القدرة بالكيلوواط لوصف معدل توصيل الطاقة. بالنسبة لمواقع الاتصالات، يكمن السؤال المهم في مقدار الطاقة التي يمكن أن تصل إلى الحمل قبل أن تصل البطارية إلى حدّها الاحتياطي.

الاستقلالية المقدرة = السعة الاسمية للبطارية × نافذة حالة الشحن المتاحة × كفاءة مسار التفريغ ÷ متوسط ​​حمل الموقع.

للتوضيح، افترض نطاقًا متاحًا لحالة الشحن (SOC) يبلغ 80 نقطة مئوية، كأن تبدأ من 95% وتنتهي عند احتياطي 15%. وافترض أيضًا كفاءة 95% من البطارية إلى الحمل، وحملًا إجماليًا ثابتًا قدره 1.5 كيلوواط، وعدم وجود مساهمة من الطاقة الشمسية. تُعطي هذه الافتراضات ما يلي:

تفترض هذه التقديرات أن البطارية لا تزال توفر سعتها الاسمية المعلنة عند درجة حرارة التشغيل. ولا تشمل هذه التقديرات أي هامش إضافي لتأثير التقادم أو انخفاض السعة الناتج عن تغير درجة الحرارة. يؤدي بدء التشغيل بمستوى شحن منخفض، أو زيادة الحمل، أو الاحتفاظ باحتياطي أكبر من الطاقة إلى تقصير مدة التشغيل.

بناءً على هذه الافتراضات، يمكن لبطارية سعتها 30 كيلوواط/ساعة تغطية حمل ليلي مدته 12 ساعة، باستهلاك 18 كيلوواط/ساعة. أما بطارية سعتها 50 كيلوواط/ساعة فتطيل هذه الفترة، لكنها لا تكفي لتوفير عدة أيام متتالية بدون شمس باستهلاك 1.5 كيلوواط. تأكد من كلٍّ من مدة التشغيل المطلوبة وسرعة إعادة شحن النظام بعد ذلك.

بالنسبة لخيار بطارية فوسفات الحديد الليثيوم (LiFePO4)، اطلب معلومات عن السعة القابلة للاستخدام، وحدود الشحن والتفريغ، ونطاق درجة حرارة التشغيل، وشروط الضمان. يجب أن يحدد رقم دورة الحياة ظروف الاختبار وعتبة السعة المتبقية، ولا يُعتبر وعدًا بعمر الخدمة وحده.

مثال على مشروع اتصالات

HighJouleالصورة مشروع تخزين الطاقة الشمسية لشركة الاتصالات الكينية يصف هذا النظام تركيبًا خارج الشبكة قائمًا على خزانة مع تشغيل ذي أولوية للطاقة الشمسية، ودعم للبطارية، ومراقبة عن بعد، وخيار احتياطي ديزل للطوارئ.

توضح هذه الحالة أسلوب التشغيل، وليست عملية نشر مؤكدة لحاويات HJ-SG أو معيارًا لتحديد حجم البطارية. ولا ينبغي اعتبار ترتيب الخزانة فيها قابلاً للتبديل مع تكوينات الحاويات المذكورة أعلاه.

متى يكون تركيب حاوية الطاقة الشمسية مناسبًا، ومتى لا يكون كذلك

يُعدّ استخدام حاويات الطاقة الشمسية خيارًا جديرًا بالدراسة في المناطق التي تفتقر إلى شبكة الكهرباء أو تعاني من ضعفها، حيث تُشكّل عمليات توصيل الوقود عبئًا تشغيليًا متكررًا. ويُشير عمل جمعية GSMA في مجال الطاقة المتجددة لأبراج الاتصالات المتنقلة إلى أن الاعتماد على الديزل في المواقع النائية غير المتصلة بشبكة الكهرباء أو ذات الشبكة الضعيفة يُمثّل تحديًا كبيرًا لهذه الصناعة.

يمكن أن يُسهّل التوصيل في حاويات عملية تغليف ونقل المعدات، ولكنه لا يُلغي أعمال الموقع. لذا، قبل اختيار شكل الحاوية، يجب التحقق من الأساسات، وإمكانية الوصول للرفع، ومساحة تركيب الألواح الكهروضوئية، والتظليل، والكابلات، والتأريض، والإدارة الحرارية، ومتطلبات التشغيل.

في حال توفر طاقة شبكة موثوقة ومعدات مناسبة، قارن بين حاوية وخزانة خارجية أصغر أو بتحديث نظام الطاقة الحالي. إذا تجاوزت سعة الألواح الكهروضوئية المطلوبة أو استقلاليتها التكوينات المنشورة، فقيّم إمكانية التوسعة الهندسية أو حجم نظام مختلف. لا تفترض إمكانية توصيل سلاسل إضافية من الألواح الكهروضوئية أو خزائن البطاريات دون التحقق من التوافق الكهربائي وأنظمة التحكم.

قائمة التحقق من الاختيار

الأسئلة المتكررة

هل يمكن لحاوية تعمل بالطاقة الشمسية أن تُشغّل محطة اتصالات أساسية بدون ديزل؟

من الممكن ذلك، ولكن فقط عندما تدعم سعة الألواح الكهروضوئية، وسعة التخزين المتاحة، وظروف الموقع الموثوقية المطلوبة. قد يعاني التصميم الذي يوازن الطاقة في يوم مشمس عادي من نقص في الطاقة خلال فترة طويلة من انخفاض سطوع الشمس. تحقق من توازن الطاقة الموسمي واستعادة البطارية قبل إزالة مصدر الطاقة الاحتياطي.

هل يحتاج نظام الطاقة الشمسية للاتصالات خارج الشبكة إلى تخزين البطاريات؟

لضمان التشغيل بالطاقة الشمسية طوال الليل، يحتاج الموقع إلى طاقة مخزنة أو مصدر طاقة آخر قابل للتشغيل عند الحاجة. يتيح تخزين البطاريات للموقع العمل بين فترات شحن الطاقة الشمسية دون الحاجة إلى تشغيل مولد كهربائي بشكل مستمر. وتعتمد السعة المطلوبة على الحمل والفترة الزمنية المتوقعة دون شحن.

كم من الوقت يمكن لبطارية سعتها 50 كيلوواط/ساعة أن تشغل محطة قاعدة اتصالات؟

عند حمل ثابت قدره 1.5 كيلوواط، ونسبة شحن بطارية متاحة تبلغ 80%، وكفاءة تحويل طاقة البطارية إلى الحمل 95%، يبلغ وقت التشغيل التقريبي حوالي 25.3 ساعة بدون طاقة شمسية. يعتمد وقت التشغيل الفعلي على نسبة الشحن الابتدائية، وحالة البطارية، ودرجة الحرارة، وإجمالي الطلب على الطاقة في الموقع.

ما هي المعلومات المطلوبة للحصول على عرض سعر؟

يرجى تحديد موقع المشروع، والاستهلاك اليومي، ونمط الحمل، وذروة الطلب، ومخرج التيار المستمر أو المتردد المطلوب، ومستوى الاستقلالية المستهدف، وشبكة الكهرباء أو المولدات الحالية. يجب تضمين المساحة المتاحة لألواح الطاقة الشمسية ودرجات حرارة التشغيل، بحيث يراعي المقترح قيود التركيب بالإضافة إلى سعة الطاقة.

اطلب مراجعة المقاسات الخاصة بالموقع

أرسل تفاصيل التشغيل هذه لإجراء مراجعة لتحديد حجم حاويات الطاقة الشمسية لقطاع الاتصالات . يجب أن يحدد المقترح المساهمة المتوقعة للطاقة الشمسية، واستقلالية البطارية القابلة للاستخدام، ونظام التشغيل الاحتياطي، والمعدات المشمولة. استكشف مجموعة منتجات حاويات الطاقة الشمسية لمقارنة أشكال الأنظمة المتاحة.

آخر تحديث في 09/18/2026