يتطلب تصميم **مخطط توصيل لبطاريتين ليثيوم بجهد 48 فولت (51.2 فولت اسمي) موصولتين بالتوازي مع جهاز حماية من اندفاع التيار المستمر (DC SPD)** لمنشآت الطاقة الشمسية مع التخزين في الدول الناطقة بالفرنسية يتطلب توصيل كلتا البطاريتين بقضيب توزيع تيار مستمر نحاسي مشترك باستخدام كابلات فرعية متطابقة في الطول (L₁ = L₂) والمقطع العرضي. لا تقم أبدًا بتوصيل بطاريتين ليثيوم بجهد 48 فولت على التوالي على محول هجين بجهد 48 فولت: فالتوصيل التسلسلي يضاعف الجهد الاسمي إلى 102.4 فولت تيار مستمر (ويصل إلى 115.2 فولت تيار مستمر عند نقطة ضبط الشحن 57.6 فولت) وسيؤدي إلى تلف مرحلة دخل التيار المستمر منخفض الجهد في العاكس.
عند إعداد تركيبات سكنية أو تجارية خفيفة في فرنسا أو في المناطق التي تستند إلى المعايير الكهربائية الفرنسية، مثل **NF C 15-100**، يجب الرجوع إلى **XP C 15-712-3 (المعروفة سابقًا باسم UTE C 15-712-3)** المخصص للأنظمة الكهروضوئية المتصلة بالشبكة والمزودة بتخزين بطاريات، وإجراءات التفتيش الخاصة بـ CONSUEL (حيث يجب التحقق من اختيار النموذج، مثل SC-144C أو ما يعادله، وفقًا لنطاق المشروع الحالي وبنية التوصيل بالشبكة)، يتم تصميم أربعة عناصر أساسية لحماية التيار المستمر بين مجموعة البطاريات والعاكس الهجين:
- حماية فردية من التيار الزائد على كل فرع من فروع البطارية باستخدام مصهر تيار مستمر مصمم خصيصًا للبطارية (`gBat` وفقًا للمعيار IEC 60269-7) أو قاطع دائرة تيار مستمر غير مستقطب ذي غلاف مصبوب (MCCB وفقًا للمعيار IEC 60947-2) تتجاوز سعة قطع الدائرة القصيرة (Icu) لديه تيار الدائرة القصيرة المتوقع المحسوب (Icc) عند تلك النقطة؛
- قضبان توزيع التيار المستمر المصنوعة من النحاس المطلي بالقصدير، الموجبة والسالبة، والمصممة لتتحمل الحد الأقصى للتيار المستمر المسموح به من قبل نظام العاكس والبطارية؛
- عندما يتطلب ذلك تقييم مخاطر الصواعق في الموقع أو معايير التركيب، يجب استخدام جهاز مخصص للحماية من الصواعق بالتيار المستمر من النوع 2 ذي الجهد المنخفض جدًّا (VLV / TBT)، يكون متوافقًا مع الجهد التشغيلي الأقصى لمجمع البطاريات 48 فولت (ويختلف عن جهاز الحماية من الصواعق بالتيار المستمر للطاقة الكهروضوئية عالي الجهد المركب على سلاسل MPPT الشمسية)؛
- قاطع تيار مستمر رئيسي أحادي القطب (ثنائي القطب، + و-) مزود بفتيل أمان أو قاطع كهربائي، يوفر عزلًا متزامنًا للحمل عند قطع التيار لكلا القطبين بين قضيب التوصيل للتيار المستمر والعاكس الهجين.
مخطط توصيل كهربائي متوازي كامل: بطاريتان ليثيوم 2 × 48 فولت (51.2 فولت) + صندوق حماية التيار المستمر
يوضح الرسم التخطيطي أدناه التوصيل المتوازي بنظام «النجمة» لبطاريتين ليثيوم بجهد 48 فولت (51.2 فولت) على قضيب توزيع تيار مستمر مشترك، ووصلة اتصال نظام إدارة البطارية (BMS) (`RS485` / `CAN` / `RS232`)، والفصل المادي بين صندوق حماية التيار المستمر (DC) لنظام MPPT للطاقة الشمسية الكهروضوئية وصندوق حماية التيار المستمر (DC) للبطارية ذات الجهد المنخفض 48 فولت.
القاعدة الهندسية رقم 1: تساوي أطوال الكابلات الفرعية (L₁ = L₂)
تعمل بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LiFePO4) وبطاريات الحالة شبه الصلبة بجهد 51.2 فولت بمقاومة داخلية أقل بكثير من وحدات بطاريات الرصاص الحمضية. أما في التطبيقات الثابتة بطارية شبه صلبة MegSolid MEG-Solid-512314FL1 51.2 فولت 314 أمبير/ساعة (16.07 كيلوواط/ساعة)، وتبلغ المعاوقة الداخلية ≤ 15 ميللي أوم.
عندما تكون المعاوقة الداخلية للبطارية منخفضة إلى هذا الحد، تؤدي الفروق الطفيفة في مقاومة الكابلات الفرعية الخارجية إلى تغيير طريقة توزيع تيارات الشحن والتفريغ بين مجموعات البطاريات المتوازية. إذا قام المُركِّب بتوصيل البطارية 1 بقضيب التوصيل للتيار المستمر باستخدام كابل نحاسي بطول 0.75 م ومساحة مقطع 35 مم² (Rloop,1 ≈ 0.79 ميللي أوم) وقام بتوصيل البطارية 2 بكابل من نفس النوع بطول 1.50 متر (Rloop,2 ≈ 1.58 ميللي أوم)، فإن الفرع الأقصر يمثل مقاومة حلقة إجمالية أقل. تحت حمل محول يبلغ 120 أمبير، ستحمل البطارية 1 حصة أكبر بشكل غير متناسب من التيار مقارنة بالبطارية 2، مما يتسبب في دورات غير متساوية للخلايا وانقطاعات مبكرة لنظام إدارة البطارية (BMS) بسبب الحد الأقصى للتيار في الحزمة الأولى.
للحفاظ على توزيع متوازن للتيار عبر فروع البطاريات المتوازية بجهد 51.2 فولت:
- استخدم نفس المقطع العرضي للموصل تمامًا ونفس فئة النحاس المرن ذي الخيوط الدقيقة (نحاس من الفئة 5 وفقًا للمعيار IEC 60228، مثل H07RN-F أو H1Z2Z2-K أو كابل بطارية معتمد) في كلا فرعي البطارية؛
- اقطع الأسلاك الموجبة والسالبة للبطارية 1 والبطارية 2 بحيث يكون طولهما المادي متطابقًا تمامًا (L₁ = L₂ ≤ 1.50 م)، حتى لو كانت إحدى البطاريات أقرب إلى حاوية قضيب التوصيل؛
- قم بتثبيت أطراف التوصيل النحاسية الأنبوبية المطلية بالقصدير باستخدام أداة ضغط هيدروليكية معايرة، وقم بتوصيل كل فرع من فروع البطارية بقضيب توصيل نحاسي مشترك للتيار المستمر، بدلاً من توصيل كابلات الطاقة بشكل متسلسل من طرف بطارية إلى آخر.
تنسيق الحماية من اندفاع التيار المستمر (DC SPD) في نظام بطارية بجهد 48 فولت
لماذا لا تستطيع أجهزة الحماية من الجهد الزائد (SPD) للتيار المستمر في أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية (600 فولت/1,000 فولت) حماية ناقل البطارية بجهد 48 فولت؟
أحد الأخطاء التصميمية الشائعة في المنشآت الشمسية الهجينة هو تركيب مانع الصواعق للتيار المستمر (DC) عالي الجهد الخاص بالأنظمة الكهروضوئية الشمسية على قضيب التوصيل المشترك للبطارية بجهد 48 فولت.
تعمل كل محطة هجينة للطاقة الشمسية مع التخزين على نطاقين مختلفين للجهد المستمر، مما يتطلب تنسيقًا منفصلاً لمواجهة الطفرات. كما تؤثر البنية الأوسع نطاقًا التي تربط الألواح الكهروضوئية بالبطاريات على مواقع تركيب معدات التحويل والحماية؛ انظر دليل MegSolid الخاص بـ تخزين الطاقة الشمسية بالبطاريات المقترنة بالتيار المتردد مقابل المقترنة بالتيار المستمر قبل الانتهاء من تصميم النظام:
- جانب سلسلة الألواح الكهروضوئية الشمسية MPPT (150 فولت إلى 1,000 فولت تيار مستمر): يستخدم صندوق حماية سلسلة الألواح الكهروضوئية الشمسية (*Coffret DC PV*) جهاز حماية من الجهد الزائد (SPD) من النوع 2 المخصص للأنظمة الكهروضوئية (وفقًا للمعيار EN 61643-31) مع جهد تشغيل مستمر أقصى Ucpv يبلغ 600 فولت تيار مستمر أو 1,000 فولت تيار مستمر، ومستوى حماية من الجهد Up يتراوح عادةً بين 2.0 كيلوفولت و3.5 كيلوفولت.
- جانب قضبان توزيع التيار للبطاريات ذات الجهد المنخفض 48 فولت: تعمل البطاريات الثابتة والمتنقلة من نوع LiFePO4 بجهد 51.2 فولت والبطاريات شبه الصلبة بجهد أقل بكثير. وعلى وجه التحديد، تعمل بطارية «MEG-Solid-512314FL1» في نطاق يتراوح بين 43.2 فولت و57.6 فولت تيار مستمر (مع جهد شحن يبلغ 57.6 فولت)، بينما تعمل البطارية المتنقلة بطارية MegSolid MG 512314 بجهد 51.2 فولت وسعة 314 أمبير/ساعة (16.076 كيلوواط/ساعة) يعمل في نطاق جهد تيار مستمر يتراوح بين 40 فولت و58.4 فولت (مع جهد شحن قياسي يبلغ 57.6 فولت). تعتمد مراحل التبديل ذات الجهد المنخفض لنظام إدارة البطارية (BMS) 48 فولت عادةً على أشباه الموصلات الكهربائية (غالبًا في فئة الانهيار من 80 فولت إلى 100 فولت، اعتمادًا على تصميم نظام إدارة البطارية) ومكونات مدخلات محول التيار المستمر/التيار المستمر (DC/DC) ذات الجهد المنخفض. ونظرًا لأن جهاز SPD الشمسي بجهد 600 فولت لا يبدأ في تثبيت الجهد إلا عندما يتجاوز التيار العابر 1,500 فولت إلى 2,000 فولت، فإنه يظل غير نشط أثناء الطفرات ذات الجهد المنخفض التي تكون بالفعل عالية بما يكفي لإتلاف نظام إدارة البطارية (BMS) بجهد 48 فولت أو لوحة مدخلات العاكس.
- اختيار وتنسيق جهاز حماية الجهد (SPD) للتيار المستمر (DC) الخاص بقضيب التوصيل الكهربائي للبطارية بجهد 48 فولت: عند تركيب جهاز حماية من الجهد الزائد (SPD) للتيار المستمر على قضيب التوصيل 48 فولت، يختار المهندسون جهاز حماية مخصصًا للتيار المستمر ذو الجهد المنخفض جدًا (VLV / TBT) يتجاوز جهد التشغيل المستمر الأقصى (Uc) فيه جهد الشحن/التشغيل الأقصى لمجموعة البطاريات (>57.6 فولت تيار مستمر لـ `MEG-Solid-512314FL1` أو >58.4 فولت تيار مستمر لـ `MG 512314`، وعادةً ما يكون Uc = 60 فولت تيار مستمر أو 75 فولت تيار مستمر اعتمادًا على سلسلة منتجات الشركة المصنعة لجهاز SPD) مع توفير مستوى حماية من الجهد المتبقي المنخفض (Up، عادةً <300 فولت) متناسقًا مع تصنيف تحمل النبضات (Uw) للمعدات التالية في السلسلة.
التحكم في طول السلك ومبدأ التوصيل وفقًا لمعيار NF C 15-100 "50 سم"
أثناء حدوث تيار اندفاعي سريع الارتفاع (di/dt)، تتسبب محاثة الأسلاك في حدوث انخفاض إضافي في الجهد (ΔU = L · di/dt) عبر الأسلاك التي تربط جهاز SPD بقضيب التوصيل النشط ونظام التأريض. وإذا كانت تلك الأسلاك الموصلة طويلة جدًّا، فإن انخفاض الجهد الحثي يضاف إلى جهد التثبيت العلوي لجهاز SPD ويؤدي إلى ارتفاع الجهد الفعلي الذي تراه أطراف البطارية.
بموجب قواعد تركيب أجهزة الحماية من زيادة التيار (SPD) الواردة في المعيار NF C 15-100، يجب على المُركِّبين أن يحرصوا على أن تكون أسلاك توصيل أجهزة الحماية من زيادة التيار (SPD) بين الموصلات النشطة/قضيب التوصيل، وقاطع التيار الاحتياطي/الصمامات المحددة من قبل الشركة المصنعة، ومحطة التأريض المتساوية الجهد في العلبة قصيرة ومستقيمة قدر الإمكان، مع السعي إلى أن يكون مسار التوصيل أقل من 50 سم (أو تطبيق "التوصيل على شكل V" / الربط المتساوي الجهد المحلي بهيكل الجهاز كما هو مفصل في بند NF C 15-100 المعمول به عندما يمنع التخطيط المادي وجود مسار أقل من 50 سم). تحقق دائمًا من المقطع العرضي الدقيق للموصل (6 مم² أو 16 مم² من النحاس اعتمادًا على تصنيف النوع 2 مقابل النوع 1+2) مقارنةً بورقة التركيب الخاصة بالشركة المصنعة لجهاز SPD وإصدار القانون الوطني الحالي.
متى يكون من الضروري استخدام وحدة SPD تعمل بالتيار المستمر في دائرة تخزين الطاقة بجهد 48 فولت؟
لا يُعد تركيب جهاز حماية من الجهد الزائد (SPD) للتيار المستمر على ناقل بطارية بجهد 48 فولت شرطًا غير مشروط لكل خزانة داخلية ذات توصيلات قصيرة؛ بل إن هذا الشرط، وفقًا لقواعد التصميم الفرنسية لتخزين الطاقة الكهروضوئية (مثل XP C 15-712-3 / UTE C 15-712-3)، يتم تحديد هذا الشرط وفقًا لظروف الموقع:
- سواء كان المبنى مزودًا بنظام خارجي للحماية من الصواعق (*paratonnerre*)؛
- سواء كانت أسلاك بطارية التيار المستمر تمر في الهواء الطلق أو بين مبنيين منفصلين (مثل مجموعة بطاريات مُركَّبة في مرآب منفصل أو سقيفة فنية)؛
- ما إذا كان طول مسار كابل التيار المستمر بين مجموعة البطاريات والمحول الهجين يتجاوز الحد الأدنى الحرج المحدد في المعيار وكثافة الصواعق/الوميض المحلية (N_g). وحتى في الحالات التي لا يكون فيها ذلك إلزاميًا بشكل صارم بالنسبة للمسافات القصيرة داخل المباني، غالبًا ما تقوم مكاتب التصميم الكهربائي بتضمين جهاز حماية من زيادة الجهد (SPD) من نوع VLV 2 للتيار المستمر داخل صندوق الحماية 48 فولت تيار مستمر لتوفير مزيد من الحماية ضد زيادة الجهد.
يرجى إرسال طراز البطارية وطراز المحول ومسار كابل التيار المستمر وتفاصيل الحماية من الصواعق في الموقع إلى شركة MegSolid. يمكن للفريق الهندسي مراجعة ترتيبات الحماية المقترحة لنظام 48 فولت وتحديد الوثائق الخاصة بكل طراز المطلوبة قبل التركيب.
جدول المقاسات: المقاطع العرضية للكابلات، وصمامات gBat للتيار المستمر، وقواطع التيار المستمر
التنسيق بين قدرة قطع الدائرة القصيرة (Icu) وتيار العطل المتوقع (Icc)
غالبًا ما يتم الإبلاغ عن حاملات الصمامات الكهربائية ذات الجهد المنخفض المستخدمة في السيارات (مثل الصمامات القياسية من نوع ANL بجهد 32 فولت أو 58 فولت، والتي تتراوح قدراتها على قطع التيار بين 1 كيلو أمبير و2 كيلو أمبير فقط) خلال عمليات الفحص الكهربائي الاحترافية التي تُجرى على مجموعات بطاريات الليثيوم الثابتة. ونظرًا لأن خلايا الليثيوم تتميز بمقاومة داخلية منخفضة جدًّا، فإن حدوث ماس كهربائي ثابت عبر قضيب توزيع متوازي بجهد 51.2 فولت يمكن أن يولد تيار ماس محتمل (Icc) يصل إلى عدة كيلو أمبير، اعتمادًا على عدد الحزم المتوازية، ومقاومة الخلايا الداخلية/نظام إدارة البطارية (BMS)، وطول الكابل.
وفقًا للمعيار XP C 15-712-3 ومبادئ تنسيق الحماية الصادرة عن اللجنة الدولية للكهرباء (IEC)، يجب اختيار أجهزة الحماية من التيار الزائد في دائرة التيار المستمر للبطارية عن طريق حساب تيار القصر المتوقع الفعلي (Icc) عند نقطة التركيب واختيار أحد الخيارين التاليين:
- صمامات تيار مستمر صناعية مصممة للبطاريات ومُشار إليها بعلامة «gBat» (متوافقة مع المعيار IEC 60269-7، والتي تتجاوز سعة قطعها Icu — التي تتراوح غالبًا بين 25 كيلو أمبير و50 كيلو أمبير حسب طراز الصمام NH — القيمة المحسوبة لـ Icc) ومثبتة في قاطع صمام لقطع الحمل؛ أو
- قواطع دوائر التيار المستمر ذات العلبة المقولبة غير المستقطبة (MCCBs للتيار المستمر وفقًا للمعيار IEC 60947-2) المعتمدة للتشغيل ثنائي الاتجاه بالتيار المستمر مع Icu ≥ Icc عند الجهد الأقصى للتيار المستمر في النظام.
الجدول 1: أمثلة مرجعية لحساب أبعاد كابلات التيار المستمر وأنظمة الحماية لبطاريتين متوازيتين بجهد 48 فولت (51.2 فولت)
*ملاحظة: يقدم الجدول أدناه أمثلة مرجعية هندسية لمستويين شائعين من طاقة العاكسات. يجب أن يقوم مهندس كهربائي مؤهل بحساب المقاسات النهائية للكابلات، وقدرات الصمامات، وقدرات القطع (Icu) وفقًا لأطوال المسارات الفعلية، ودرجة الحرارة المحيطة، وتيار العطل المتوقع (Icc)، والحد الأقصى لتيار البطارية الخاص بالعاكس المعني.*
| قسم الدائرة / مكون الحماية | السيناريو 1: بطاريتان بقوة 51.2 فولت مع محول هجين أحادي الطور بقدرة 5 كيلوواط – 6 كيلوواط (التيار المستمر الأقصى للمحول: 100 أمبير – 120 أمبير) | السيناريو 2: 2 × MG 512314 (حزم طاقة متنقلة 51.2 فولت، 314 أمبير/ساعة) مع محول هجين 8–10 كيلو فولت أمبير، 48 فولت (التيار المستمر الأقصى للمحول: 200 أمبير) | الأسس الهندسية وأسس تصميم القواعد |
|---|---|---|---|
| كابلات الفروع الفردية للبطاريات (البطاريتان 1 و2 إلى قضيب التوصيل للتيار المستمر) | نحاس مرن بمساحة 35 مم² (H07RN-F / H1Z2Z2-K)، بطولين متساويين L₁ = L₂ ≤ 1.5 م | نحاس مرن بمساحة 50 مم² (H07RN-F / H1Z2Z2-K)، بطول متساوي L₁ = L₂ ≤ 1.5 م | يحافظ على انخفاض الجهد عند أقل من 1% ويضمن التوزيع المتماثل للتيار بين الفروع |
| الحماية الفردية لكل فرع من فروع البطاريات | مصهر NH00 `gBat` 100 أمبير – 125 أمبير أو قاطع دوائر تيار مستمر غير مستقطب 125 أمبير (Icu > Icc) | مصهر NH1 من نوع «gBat» بقدرة 200 أمبير أو قاطع دوائر تيار مستمر غير قطبي (MCCB) بقدرة 200 أمبير (Icu > Icc) | يحمي كل كابل فرعي للبطارية على حدة ويعزل المجموعة التي بها عطل |
| قضيب التوصيل المشترك للتيار المستمر (قضبان + و–) | قضيب توصيل نحاسي مطلي بالقصدير، بسعة ≥ 250 أمبير، داخل غلاف معزول بمعيار IP2X | قضيب توصيل نحاسي مطلي بالقصدير، بسعة ≥ 400 أمبير، داخل غلاف معزول بمعيار IP2X | نقطة توصيل نجمية متماثلة مزودة بحماية من فئة IP2X ضد التلامس المباشر |
| كابل التغذية الرئيسي للعاكس (من قضيب التوصيل للتيار المستمر إلى العاكس 48 فولت) | نحاس مرن بمساحة 50 مم² (L ≤ 2.0 م) | نحاس مرن بمساحة 70 مم² أو 95 مم² (L ≤ 2.0 م) | تم تحديد الحجم بناءً على الحد الأقصى للتيار المستمر المستمر للعاكس بالإضافة إلى هامش الأمان |
| قاطع التيار الكهربائي متعدد الأقطاب الرئيسي للتيار المستمر المزود بفتيل أمان | مفتاح مصهر NH1 ثنائي القطب مزود بمصاهر «gBat» من 125 أمبير إلى 160 أمبير (أو قاطع دوائر تيار مستمر ثنائي القطب) | مفتاح صمامي ثنائي القطب من طراز NH1/NH2 مزود بصمامات «gBat» بقدرة 250 أمبير (أو قاطع دوائر تيار مستمر ثنائي القطب) | عزل فوري متعدد الأقطاب (+ و-) لقطع الحمل في حالات الطوارئ |
| جهاز حماية من اندفاع التيار المستمر لشبكة البطاريات بجهد 48 فولت (عند الحاجة) | جهاز حماية من الجهد الزائد (SPD) من النوع 2 ذو الجهد المنخفض جدًّا (VLV) للتيار المستمر (Uc > 58.4 فولت تيار مستمر، على سبيل المثال، 60 فولت – 75 فولت تيار مستمر، مع تنسيق القيمة القصوى (Up) مع نظام إدارة البطارية (BMS) أو العاكس) | جهاز حماية من الجهد الزائد (SPD) من النوع 2 ذو الجهد المنخفض جدًّا (VLV) للتيار المستمر (Uc > 58.4 فولت تيار مستمر، على سبيل المثال، 60 فولت – 75 فولت تيار مستمر، مع تنسيق القيمة القصوى (Up) مع نظام إدارة البطارية (BMS) أو العاكس) | تم تركيبه وفقًا لقواعد طول الأسلاك الواردة في معيار NF C 15-100، مع صمام أمان احتياطي محدد من قبل الشركة المصنعة |
إجراءات التشغيل خطوة بخطوة: التوصيل المتوازي لبطاريتين 2 × 48 فولت (51.2 فولت) بأمان
الخطوة 1: موازنة الجهد قبل التوصيل المتوازي (إجراء احترازي هندسي: ΔV < 0.5 فولت)
كإجراء احترازي عام في مجال الهندسة الميدانية، يجب على المُركِّبين ألا يقوموا أبدًا بتوصيل بطاريتين ليثيوم بجهد 48 فولت على قضيب توزيع تيار مستمر مشترك عندما تكونان في حالات شحن متباينة بشكل كبير. فإذا كانت إحدى البطاريات مشحونة بالكامل في حين أن الثانية مستنفدة جزئيًا، فإن فرق الجهد عبر مقاومة الدائرة المنخفضة لقضيب التوصيل سيؤدي إلى تدفق تيار شحن متبادل كبير بين البطاريتين، مما يعرض النظام لخطر انطلاق الصمامات أو انقطاع التيار الزائد في نظام إدارة البطارية (BMS).
قبل توصيل كلا المفتاحين الفرعيين بقضيب التوصيل المشترك:
- قم بشحن كل حزمة بطارية على حدة حتى تصل إلى حالة الشحن الكاملة باستخدام محول هجين متوافق أو شاحن LiFePO4 تم ضبطه على جهد الشحن المحدد من قبل الشركة المصنعة. بالنسبة لكل من MegSolid `MEG-Solid-512314FL1` و`MG 512314`، يبلغ جهد الشحن الرسمي 57.6 فولت (مع التأكد من ألا يتجاوز إعداد تيار الشحن أبدًا الحد الأدنى بين حد نظام إدارة البطارية (BMS) وتصنيف المحول/الشاحن)؛
- اترك كلتا البطاريتين في حالة الدائرة المفتوحة، وتحقق باستخدام مقياس رقمي متعدد المعايير معاير أن فرق الجهد بين طرفي البطارية 1 والبطارية 2 ضئيل (يتم التحكم فيه عادةً بحيث يكون ΔV < 0.5 فولت في ممارسات التشغيل الميداني) قبل توصيلهما بالتوازي.
الخطوة 2: واجهات اتصال نظام إدارة البطارية (BMS) (`RS485` / `CAN` / `RS232`) ومطابقة المحول
يوفر كل من الجهاز الثابت `MEG-Solid-512314FL1` والجهاز المحمول `MG 512314` واجهات اتصال `RS485` و`RS232` و`CAN` (مع خيار بلوتوث/واي فاي في جهاز `MEG-Solid-512314FL1`). ونظرًا لأن تخصيصات المسامير، وعنونة مفاتيح DIP، وتصميمات شبكات الاتصال في الحزم المتعددة تعتمد على الإصدار الدقيق لأجهزة BMS وعلامة العلامة التجارية للعاكس، يجب على المُركِّبين دائمًا توصيل كابلات الاتصال بدقة وفقًا لدليل المستخدم الرسمي المرفق مع الوحدات، بدلاً من الاعتماد على تسميات منافذ RJ45 العامة. للحصول على قائمة مراجعة أوسع نطاقًا على مستوى الطراز تغطي نطاقات جهد البطارية، وحدود تيار المحول، والتحقق من واجهة نظام إدارة البطارية (BMS)، يرجى الرجوع إلى MegSolid’s دليل التوافق والواجهة بين البطارية والمحول.
عند اختيار محول هجين من طراز MegSolid لنظام بطاريات بجهد 51.2 فولت، يجب الانتباه جيدًا إلى توافق الجهد والتيار بين مجموعات المنتجات المختلفة:
- محول أحادي الطور متوافق مع جهد 48 فولت (سلسلة `G2S-C`، 3 كيلوواط – 6 كيلوواط): الـ محول تخزين الطاقة أحادي الطور MegSolid G2S-C بقدرة 3–6 كيلوواط يعمل في نطاق جهد بطارية يتراوح بين `40 فولت و58 فولت تيار مستمر`، مما يجعله متوافقًا من حيث الجهد مع البطاريات ذات الجهد 51.2 فولت (`43.2 فولت – 57.6 فولت` في طراز `MEG-Solid-512314FL1`). ومع ذلك، يجب على المهندسين مواءمة تصميم النظام مع الحد الأقصى لتصنيف تيار شحن/تفريغ البطارية الخاص بالمحول حسب الطراز:
- — طراز G2S-C بقدرة `3 كيلوواط`: تيار شحن/تفريغ بحد أقصى 60 أمبير
- — طراز G2S-C بقدرة `4 كيلوواط`: تيار شحن/تفريغ أقصى يبلغ 80 أمبير
- — طراز G2S-C بقدرة `5 كيلوواط`: تيار شحن/تفريغ بحد أقصى 100 أمبير
- — طراز G2S-C بقدرة `6 كيلوواط`: تيار شحن/تفريغ أقصى يبلغ 120 أمبير. وبالتالي، على الرغم من أن البطارية المفردة ذات الجهد 51.2 فولت والسعة 314 أمبير/ساعة مصنفة لتفريغ مستمر يصل إلى 200 أمبير، فإن محول G2S-C بقدرة 5 كيلوواط أو 6 كيلوواط سيحدد الحد الأقصى للتيار الإجمالي للبطارية عند 100 أمبير أو 120 أمبير على التوالي.
- محولات ثلاثية الأطوار عالية الجهد غير المتوافقة (`R30KH3 / R40KH3 / R50KH3`، 30 كيلوواط–50 كيلوواط): تتطلب المحولات الهجينة ثلاثية الأطوار من MegSolid من طراز R30KH3 (30 كيلوواط)، وR40KH3 (40 كيلوواط)، وR50KH3 (50 كيلوواط) من شركة MegSolid مجموعة بطاريات عالية الجهد تعمل بالتيار المستمر تتراوح بين 150 فولت و800 فولت، ولا يمكن استخدامها مع حزم البطاريات منخفضة الجهد التي تبلغ 51.2 فولت.
الخطوة 3: تجنب حدوث أقواس التيار السعوي عند بدء التشغيل
تشتمل المحولات الهجينة ذات الجهد 48 فولت على مكثفات وصلة التيار المستمر ذات السعة العالية عبر أطراف توصيل مدخلات البطارية. ويؤدي إغلاق مفتاح سكين ميكانيكي من مجموعة بطاريات 51.2 فولت مزودة بالطاقة بالفعل إلى ناقل التيار المستمر (DC) لمحول غير مشحون إلى حدوث طفرة تيار سعة عالية يمكن أن تتسبب في تآكل نقاط التلامس في المفتاح أو تشغيل حماية نظام إدارة البطارية (BMS) من الدائرة القصيرة.
لتشغيل ناقل التيار المستمر دون حدوث قوس كهربائي:
- مع إيقاف تشغيل البطاريات، تحقق من قطبية القطب الموجب (+) والقطب السالب (-) في كل طرف من أطراف البطارية، ومسامير قضبان التوصيل، وحاملات الصمامات، وأطراف المحول باستخدام جهاز قياس متعدد؛
- قم بإغلاق قواطع الصمامات الفرعية (F1 و F2) وإغلاق قاطع الصمامات الرئيسي متعدد الأقطاب للتيار المستمر الذي يغذي العاكس، مع بقاء حزم البطاريات في وضع «إيقاف التشغيل»؛
- قم بتشغيل البطاريات وفقًا للتسلسل الوارد في دليل تشغيل MegSolid بحيث يتم تزويد مكثفات ناقل التيار المستمر في المحول بالطاقة بأمان قبل تطبيق تيار الحمل الكامل.
الاختيار بين طرازي بطاريات MegSolid بجهد 51.2 فولت وسعة 314 أمبير/ساعة: `MEGA-512314FL1` مقابل `MEGA 512314`
لمساعدة شركات تركيب أنظمة الطاقة الشمسية وشركات الهندسة الكهربائية وشركات تكامل الأنظمة على اختيار وحدة التخزين المناسبة بجهد 51.2 فولت من MegSolid دون الخلط بين مواصفات خطوط الإنتاج المختلفة، إليكم الفرق الدقيق بين بطاريتنا الثابتة شبه الصلبة وبطاريتنا المتنقلة المزودة بعجلات:
- `MEG-Solid-512314FL1` (بطارية سكنية ثابتة شبه صلبة بجهد 51.2 فولت وسعة 314 أمبير/ساعة / 16.07 كيلوواط/ساعة): منتجنا MEG-Solid-512314FL1 بطارية هجينة صلبة 51.2 فولت 314 أمبير/ساعة تم بناؤه باستخدام تقنية بطاريات LiFePO4 شبه الصلبة لتعزيز الاستقرار الحراري في الأماكن الداخلية السكنية والتجارية. وتشمل المعلمات الرئيسية المؤكدة ما يلي:
- — الطاقة والجهد المقننان: 16.07 كيلوواط/ساعة (51.2 فولت، 314 أمبير/ساعة)، نطاق الجهد التشغيلي 43.2 فولت–57.6 فولت، جهد الشحن 57.6 فولت؛
- — التيار والمقاومة: تيار شحن وتفريغ مستمر يصل إلى 200 أمبير كحد أقصى للوحدة الواحدة، مع مقاومة داخلية ≤ 15 مللي أوم؛
- — عمر الدورة والشهادات: 8,000 دورة (عند عمق تفريغ 80٪، 0.5C/0.5C، 25 درجة مئوية)، خيارات غلاف IP21/IP65، واجهات `RS485 / RS232 / CAN`، وشهادات `UL / CE / UN38.3` الواردة في ورقة المواصفات الرسمية. *(ملاحظة: يجب التأكد مباشرةً من قسم الهندسة في MegSolid بشأن التكوينات المتوازية متعددة الوحدات وملفات البروتوكولات المحددة الخاصة بـ `MEG-Solid-512314FL1` قبل تصميم المشروع.)*
- `MG 512314` (بطارية تخزين طاقة متنقلة مزودة بعجلات، 51.2 فولت، 314 أمبير/ساعة / 16.076 كيلوواط/ساعة، قابلة للتوصيل بالتوازي حتى 6 وحدات): للتركيبات التي تتطلب على وجه التحديد توسعة متوازية معتمدة لعدة حزم، فإن بطارياتنا القائمة على الأرض والمزودة بعجلات MG 512314 بطارية تخزين الطاقة المحمولة 51.2 فولت 314 أمبير/ساعة ينص على ما يلي:
- — الطاقة والجهد المقننان: 16.076 كيلوواط/ساعة (51.2 فولت، 314 أمبير/ساعة)، نطاق الجهد التشغيلي 40 فولت–58.4 فولت، جهد الشحن القياسي 57.6 فولت؛
- — التوسعة المتوازية المُثبتة: دعم مُؤكد رسميًا لما يصل إلى 6 وحدات متوازية (بطاقة إجمالية تصل إلى 96.4 كيلوواط/ساعة) مزودة بواجهات `RS485 / CAN / RS232` ودورات شحن وتفريغ تبلغ 6,000 دورة أو أكثر. في حين أن حزمتين من طراز `MG 512314`، تبلغ قدرة كل منهما 200 أمبير، تمثلان قدرة تيار مجمعة نظرية تبلغ 400 أمبير، فإن التيار المستمر الفعلي للنظام ومخرجات الطاقة تخضع لحد التيار المستمر للمحول المتصل، وإعدادات نظام إدارة البطارية (BMS)، وحجم الحماية الخارجية.
قارن المواصفات الكاملة على موقعنا صفحة بطاريات الطاقة الشمسية السكنية شبه الصلبة وبطاريات LiFePO4 بجهد 48 فولت (51.2 فولت) →
الأسئلة الشائعة
لماذا يجب أن يكون طول كابلي فرع البطارية متساويين؟
يؤدي التفاوت في مقاومة الكابلات إلى تغيير التيار المشترك بين البطاريات المتوازية. يجب استخدام نفس مادة الموصل، ونفس المقطع العرضي، ونفس أطوال الكابلات الموجبة والسالبة في كلا الفرعين، وتوصيلهما بقضيب توزيع مشترك. يستخدم المقال أطوالًا متساوية للفرعين تصل إلى 1.5 متر كهدف تصميمي؛ إلا أن الطول النهائي والمقطع العرضي لا يزالان يعتمدان على حسابات التركيب.
هل يمكن توصيل بطاريتين بجهد 51.2 فولت على التوالي لزيادة السعة؟
لا. يؤدي التوصيل التسلسلي إلى رفع الجهد الاسمي إلى 102.4 فولت، وهو ما يقع خارج نطاق مدخلات البطارية (40–58 فولت) الخاص بالمحول منخفض الجهد MegSolid G2S-C. يجب أن يتلقى المحول من فئة 48 فولت مجموعة بطاريات منخفضة الجهد تم تكوينها بشكل صحيح. لا تقم بتوصيل حزم البطاريات على التوالي ما لم يكن النظام بأكمله مصممًا ومصنفًا خصيصًا للجهد الناتج.
ما هو جهاز الحماية من التيار الزائد للتيار المستمر الذي ينبغي تركيبه على خط توزيع البطارية بجهد 48 فولت؟
استخدم جهاز حماية من الجهد الزائد (SPD) مخصصًا للتيار المستمر منخفض الجهد ومُختار خصيصًا لمجمع البطاريات، وليس جهاز حماية من الجهد الزائد (SPD) مخصصًا لسلسلة الخلايا الكهروضوئية. يجب أن يتجاوز جهد التشغيل المستمر الأقصى (Uc) لهذا الجهاز الجهد التشغيلي العادي الأقصى لنظام البطاريات، في حين يجب أن يتوافق مستوى الحماية (Up) مع القيم التصنيفية لتحمل الجهد لدى العاكس ونظام إدارة البطاريات (BMS). يُدرج جهاز MEG-Solid-512314FL1 جهد شحن يبلغ 57.6 فولت، بينما يُدرج جهاز MG 512314 حدًا أعلى لجهد البطارية يبلغ 58.4 فولت؛ ويجب على الشركة المصنعة لجهاز SPD تأكيد الجهاز المناسب والحماية الاحتياطية.
لماذا لا يمكن لجهاز SPD للطاقة الكهروضوئية بجهد 600 فولت أو 1,000 فولت حماية ناقل البطارية بجهد 48 فولت؟
تم تصميم جهاز SPD الخاص بالأنظمة الكهروضوئية (PV) ليعمل في نطاق جهد تيار مستمر أعلى بكثير. وقد يتجاوز مستوى تثبيت الجهد الخاص به قدرة تحمل المكونات الإلكترونية للبطارية ذات الجهد المنخفض بشكل كبير، لذا قد لا يحد من الارتفاعات العابرة بالسرعة الكافية لحماية نظام إدارة البطارية (BMS) الذي يعمل بجهد 48 فولت أو مدخل العاكس. لذا، يجب اختيار أجهزة SPD الخاصة بسلسلة الألواح الكهروضوئية وناقل البطارية وتنسيقها بشكل منفصل.
هل يُعد جهاز الحماية من الجهد الزائد (SPD) للتيار المستمر (DC) المثبت على جانب البطارية إلزاميًا في كل تركيب بجهد 48 فولت؟
لا توجد أي قاعدة في هذه المقالة تجعل استخدام جهاز SPD على جانب البطارية إلزاميًا في كل تركيب. يعتمد القرار على معيار التركيب المعمول به، وتقييم مخاطر الصواعق، ونظام الحماية الخارجية من الصواعق، ومسار الكابلات بين المباني، ومدى تعرض الكابلات في الهواء الطلق، ومسافة الكابل الممتد من البطارية إلى المحول. تأكد من المتطلبات الخاصة بالموقع الفعلي وإصدار اللوائح الساري.
كيف ينبغي اختيار قدرة قطع التيار الخاصة بفتيل البطارية أو قاطع التيار المستمر؟
احسب تيار الدائرة القصيرة المتوقع عند جهاز الحماية، واختر جهازًا تبلغ سعة قطع التيار المستمر فيه تلك القيمة على الأقل عند جهد النظام. يمكن استخدام مصاهر gBat المصنفة للاستخدام مع البطاريات أو قواطع التيار المستمر المعتمدة للاستخدام الفعلي في تطبيقات التيار المستمر. لا تفترض أن مصهر السيارات ذي سعة القطع المنخفضة مناسب لمجموعة بطاريات الليثيوم الثابتة.
هل يدعم جهاز MEG-Solid-512314FL1 التوسعة المتوازية، وكيف يمكن التحقق من اتصال نظام إدارة البطارية (BMS)؟
تذكر المرجع العام لـ MegSolid واجهات RS485 وRS232 وCAN الخاصة بطراز MEG-Solid-512314FL1، لكنه لا يحدد عددًا أقصى مؤكدًا للوحدات المتوازية. وتشير صفحة MG 512314 إلى إمكانية التشغيل المتوازي لما يصل إلى ست وحدات. لا تنقل الحد الأقصى للتشغيل المتوازي الخاص بـ MG 512314 إلى الطراز الثابت. احصل على دليل نظام إدارة البطارية (BMS) الخاص بالطراز المحدد، وتصميم شبكة الاتصالات المعتمد، وتأكيدًا مكتوبًا بالتشغيل المتوازي قبل التثبيت.
ما هي المعايير ومتطلبات الفحص الفرنسية التي يجب التحقق منها عند تركيب بطارية بجهد 48 فولت؟
بالنسبة لمشروع في فرنسا، يجب مراجعة الإصدار الساري ونطاق تطبيق المعيارين NF C 15-100 وXP C 15-712-3 فيما يتعلق بهيكلية أنظمة الطاقة الكهروضوئية والتخزين، إلى جانب متطلبات الفحص ذات الصلة الصادرة عن CONSUEL. يعتمد نموذج الفحص الصحيح على ترتيبات التركيب والتوصيل؛ لذا يجب التحقق منه مع مصمم المشروع أو هيئة الفحص بدلاً من افتراض أن نموذجًا واحدًا ينطبق على كل نظام.
هل يمكن استخدام المعيار XP C 15-712-3 كأساس وحيد للامتثال عند تركيب البطاريات في بلجيكا أو سويسرا؟
لا. لا ينبغي اعتبار الدليل الفرنسي أساسًا كاملاً للامتثال تلقائيًّا في بلد آخر. يجب على فريق المشروع تحديد القواعد الوطنية المعمول بها في مجال التركيبات الكهربائية، ومتطلبات التوصيل بالشبكة، وإجراءات الفحص الخاصة بالموقع الفعلي. وتظل مبادئ موازنة الكابلات، وحماية الفروع، وتنسيق أجهزة حماية الجهد الزائد (SPD) الواردة في هذه المقالة بمثابة فحوصات هندسية مفيدة، ولكن يجب التأكد من الامتثال للمعايير المحلية بشكل منفصل.
ما الذي يجب على شركات EPC التحقق منه عند تركيب أنظمة البطاريات ذات الجهد 48 فولت في الأسواق الأفريقية الناطقة بالفرنسية؟
تأكد من قواعد الكهرباء وسلطة الاعتماد المعمول بها في بلد المشروع؛ ولا تسري المعايير الفرنسية إلا في حالة اعتمادها بموجب اللوائح المحلية أو من قبل هيئة المرافق العامة أو في مواصفات المشروع. كما يجب تقييم درجة الحرارة في الموقع، ومستوى الغبار، والتعرض للصواعق، ومسارات الكابلات الخارجية، والتأريض، وحماية العلب، وإمكانية الحصول على دعم مؤهل لعمليات التشغيل والتشغيل التجريبي. اشترط الحصول على وثائق خاصة بالطراز للبطارية والمحول قبل تحديد درجات الحماية النهائية.
اطلب أوراق البيانات الرسمية والدعم الهندسي من MegSolid
هل تخطط لتركيب نظام تخزين طاقة بجهد 51.2 فولت في مجال سكني أو تجاري وتحتاج إلى التحقق من توافق العاكس، أو بروتوكولات الاتصال التوازي، أو وثائق الاعتماد (`UL / CE / UN38.3`) لمشروعك؟ فريق الهندسة في MegSolid للحصول على أدلة المنتجات الرسمية وعروض الأسعار من الموزعين، أو للاطلاع على مجموعتنا الكاملة من أنظمة تخزين الطاقة ذات الحالة الصلبة.