اختبار ميداني: بطارية ليثيوم فوسفات الحديد (LiFePO4) بجهد 12.8 فولت مقابل 25.6 فولت لأنظمة الطاقة الشمسية في المركبات الترفيهية تُظهر فرقًا في وقت التشغيل بنسبة 57%
أظهرت اختبارات مستقلة لثلاث بطاريات ليثيوم من شركة EnerShare أن جهد النظام أهم من سعة الأمبير/ساعة لتزويد المركبات الترفيهية بالطاقة خارج الشبكة.
أظهر اختبار ميداني خاضع للرقابة لبطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LiFePO4) من شركة EnerShare المصممة لأنظمة الطاقة الشمسية للمركبات الترفيهية أن تكوين 25.6 فولت يوفر وقت تشغيل مكيف الهواء أطول بنسبة 57٪ من إعداد 12.8 فولت مماثل، على الرغم من أن كلا الوحدتين تحملان نفس تصنيف السعة 314 أمبير/ساعة.
أجرى فريق مراجعة مستقل بقيادة محلل أنظمة البطاريات مايك هاريسون اختبارًا قارن فيه ثلاثة نماذج من بطاريات EnerShare في ظل ظروف تحميل وبيئية متطابقة. وتُشكك النتائج في الافتراض الشائع بين مالكي المركبات الترفيهية بأن سعة البطارية بالأمبير/ساعة (Ah) وحدها هي التي تحدد أداءها الفعلي في ظروف الاستخدام اليومي.
قال هاريسون: "ينظر معظم المستهلكين إلى رقم الأمبير-ساعة الموجود على الملصق ويفترضون أن هذه هي القصة الكاملة. في الواقع، إن الواط-ساعة - الجهد مضروبًا في الأمبير-ساعة - بالإضافة إلى كفاءة النظام هي التي تحدد فعليًا مدة تشغيل أجهزتك."
منهجية الاختبار
أُجري التقييم باستخدام عربة سكن متنقلة من الفئة C بطول 6 أمتار مزودة بوحدة تكييف هواء مثبتة على السطح بقدرة 1200 واط. تم اختبار جميع تكوينات البطاريات الثلاثة باستخدام نظام طاقة شمسية بقدرة 800 واط لإعادة شحن البطارية نهارًا، عند درجة حرارة محيطة تبلغ 30 درجة مئوية، مع ضبط منظم الحرارة على 26 درجة مئوية.
بدأت التجارب التشغيلية في تمام الساعة الثامنة مساءً بعد دورة شحن كاملة بالطاقة الشمسية، واستمرت حتى نفاد البطارية. تم توحيد أطوال الكابلات عند 5 أمتار باستخدام أسلاك نحاسية ذات مقاس مناسب لكل فئة جهد.
تضمنت النتائج الرئيسية ما يلي:
- تم تسليم الوحدة 12.8 فولت 314 أمبير/ساعة (4.02 كيلوواط ساعة اسميًا) 4 ساعات و15 دقيقة مدة تشغيل مكيف الهواء بمساعدة الطاقة الشمسية
- الوحدة 25.6 فولت 314 أمبير/ساعة (8.04 كيلوواط ساعة اسمية) تم تسليمها 6 ساعات و40 دقيقة في ظل ظروف متطابقة
- حققت وحدة IMAX-314 24V (8.04 كيلوواط ساعة مع نظام إدارة البطارية الذكي) 7 ساعات و10 دقائق أطول مدة تشغيل من بين الثلاثة
لماذا يؤثر الجهد الكهربائي على الناتج في العالم الحقيقي
يعزو المهندسون فجوة الأداء إلى ثلاثة عوامل تقنية: خسائر المقاومة في الكابل، وكفاءة الشحن، وسعة تيار الشحن القصوى.
عند حمل 1200 واط، يستهلك نظام 12.8 فولت حوالي 94 أمبير، مما يتطلب كابلات بمقطع عرضي 25 مم² أو أكبر. أما نظام 25.6 فولت فيستهلك 47 أمبير فقط، مما يسمح باستخدام كابلات بمقطع عرضي 10 مم². وعلى امتداد 5 أمتار، ينتج عن ذلك فقد في الطاقة يتراوح بين 8 و10% لنظام 12.8 فولت مقابل 2 إلى 3% لنظام 25.6 فولت.
يُظهر النظامان فرقًا جوهريًا في كفاءة الشحن. فمع نفس الألواح الشمسية بقدرة 800 واط، حقق نظام 12.8 فولت كفاءة شحن تتراوح بين 75 و80%، بينما وصل نظام 25.6 فولت إلى 85-90%. كما يدعم نظام 25.6 فولت تيار شحن أقصى يبلغ 200 أمبير، أي أربعة أضعاف الحد الأقصى البالغ 50 أمبير لنظام 12.8 فولت، مما يتيح استعادة أسرع للشحن خلال ساعات النهار المحدودة.
مواصفات المنتج
وحدة EnerShare بجهد 12.8 فولت وسعة 314 أمبير/ساعة، بقدرة 4.02 كيلوواط/ساعة. الصورة: EnerShare
EnerShare 12.8V 314Ah (4.02 kWh)
| الجهد / السعة | 12.8 فولت / 314 أمبير/ساعة |
|---|---|
| الطاقة المقدرة | 4.019 كيلوواط ساعة |
| الحد الأقصى للشحن / التفريغ | 50 أمبير / 200 أمبير |
| ذروة التفريغ | 650 أمبير (1 ثانية عند 25 درجة مئوية) |
| عمق التصريف | 100% |
| وزن | 24.5 كجم |
| أبعاد | 367 × 189 × 259 مم |
| تصنيف IP | IP54 |
| دورة الحياة | 6000 دورة (0.5 درجة مئوية، 25 درجة مئوية، 100% عمق التفريغ) |
| الشهادات | UN38.3، MSDS، CE، IEC62619 |
تحديد الموقع: بديل مباشر متوافق مع بطاريات الرصاص الحمضية ذات الصمامات المفرغة (VRLA) لأنظمة الرصاص الحمضية الحالية.
صفحة المنتج
وحدة EnerShare بجهد 25.6 فولت وسعة 314 أمبير/ساعة، بقدرة 8.04 كيلوواط/ساعة. الصورة: EnerShare
إنيرشير 25.6 فولت 314 أمبير (8.04 كيلووات في الساعة)
| الجهد / السعة | 25.6 فولت / 314 أمبير/ساعة |
|---|---|
| الطاقة المقدرة | 8.038 كيلوواط ساعة |
| الحد الأقصى للشحن / التفريغ | 200 أمبير / 200 أمبير |
| ذروة التفريغ | 650 أمبير (1 ثانية عند 25 درجة مئوية) |
| عمق التصريف | 100% |
| وزن | 45 كجم |
| أبعاد | 635 × 244 × 218 مم |
| تصنيف IP | IP54 |
| دورة الحياة | 6000 دورة (0.5 درجة مئوية، 25 درجة مئوية، 100% عمق التفريغ) |
| الشهادات | UN38.3، MSDS، CE، IEC62619 |
تحديد الموقع: مضاعفة سعة تخزين الطاقة، نصف سحب التيار، تقليل خسائر الكابلات.
صفحة المنتج →
وحدة تخزين الطاقة المعيارية من سلسلة EnerShare IMAX المصنوعة من فوسفات الحديد الليثيوم (LiFePO4). الصورة: EnerShare
EnerShare IMAX-314 24V (8.04 كيلو واط ساعة قاعدة)
| السعة المقدرة | 8.04 كيلوواط ساعة (314 أمبير ساعة) / 5.12 كيلوواط ساعة (200 أمبير ساعة) |
|---|---|
| جهد التشغيل | 24 فولت / 25.6 فولت |
| درجة خلوية | سيارات من الدرجة الأولى |
| ميزة أمان | مادة إطفاء الحرائق القائمة على الكبسولات |
| قابلية التوسع | سلسلة 2S + حتى 16 بالتوازي (8.04–257.28 كيلوواط ساعة) |
| نظام إدارة المباني | نظام إدارة المباني الذكي مع عرض الحالة المرئي |
| التركيب | مثبت على الحائط أو مثبت على رف |
| التطبيقات | سكني، تجاري صغير، طاقة شمسية خارج الشبكة |
تحديد الموقع: توسعة معيارية لتخزين الطاقة المنزلية والتجارية.
صفحة المنتج →مقارنة الأداء
| متري | 12.8 فولت 314 أمبير/ساعة | 25.6 فولت 314 أمبير/ساعة | IMAX-314 24V |
|---|---|---|---|
| سعة تخزين اسمية | 4.02 كيلوواط ساعة | 8.04 كيلوواط ساعة | 8.04 كيلوواط ساعة |
| قابل للاستخدام (بما في ذلك الخسائر) | 3328 واط ساعة | 7017 واط ساعة | 7485 واط ساعة |
| مدة التشغيل بالتيار المتردد فقط | ساعتان و46 دقيقة | 5 ساعات و50 دقيقة | 6 ساعات و15 دقيقة |
| مع طاقة شمسية بقدرة 800 واط | 4 ساعات و15 دقيقة | 6 ساعات و40 دقيقة | 7 ساعات و10 دقائق |
| كفاءة الشحن | حوالي 75% | حوالي 88% | حوالي 90% |
| تيار الشحن الأقصى | 50A | 200A | 200 أمبير+ |
| وزن | 24.5 كجم | 45 كجم | حائط/رف |
| بديل لحمض الرصاص | نعم | نعم | يقيم |
تجارب المستخدم
تتوافق نتائج فريق الاختبار مع التقارير الواردة من مالكي المركبات الترفيهية الذين قاموا بالترقية إلى أنظمة الليثيوم.
قام بوب كيلر، وهو مالك عربة تخييم يبلغ من العمر 55 عامًا من ميونيخ، باستبدال بطارية الرصاص الحمضية سعة 100 أمبير/ساعة ببطارية EnerShare سعة 314 أمبير/ساعة وجهد 12.8 فولت. وقال كيلر: "كانت البطارية تنفد بعد ساعة واحدة من تشغيل مكيف الهواء. أما الآن، فأحصل على أربع ساعات من التشغيل، وهو ما يكفي لرحلة نهاية أسبوع كاملة دون أي مشاكل. وقد استغرق تركيب البطارية الجديدة أقل من ساعة."
أكمل جيك موريسون، البالغ من العمر 32 عامًا، رحلة برية استغرقت 30 يومًا عبر شمال أوروبا في سيارة مرسيدس سبرينتر مُعدّلة، بعد تركيب نظام طاقة 25.6 فولت 314 أمبير/ساعة مزود بلوحة شمسية بقدرة 800 واط. وقال موريسون: "قبل التحديث، كنت أضطر لتشغيل المحرك في منتصف الليل فقط للحفاظ على تشغيل مكيف الهواء. بعد التغيير، حصلت على ست ساعات ونصف من التبريد بالإضافة إلى إعادة شحن الطاقة الشمسية خلال النهار. لم أستخدم مفتاح التشغيل طوال الرحلة."
اختارت عائلة مولر، وهي عائلة مالكة لمنزل في بافاريا مزود بنظام طاقة شمسية كهروضوئية على السطح بقدرة 10 كيلوواط، نظام IMAX-314 24V لتخزين الطاقة في منزلها. يقول توماس مولر: "بدأنا بوحدة 8 كيلوواط ساعة، ونخطط لتوسيعها إلى 32 كيلوواط ساعة العام المقبل. وقد وفر تركيبها على الحائط مساحة في المرآب، كما يتيح لنا تطبيق إدارة المباني مراقبة كل شيء من هواتفنا."
السياق الصناعي
شهد سوق بطاريات المركبات الترفيهية العالمي تحولاً ملحوظاً نحو بطاريات الليثيوم في السنوات الأخيرة، مدفوعاً بانخفاض تكاليف الخلايا وتزايد طلب المستهلكين على إمكانية التشغيل خارج الشبكة الكهربائية. وقد برزت خلايا LiFePO4 كخيار كيميائي مهيمن لتطبيقات المركبات الترفيهية نظراً لاستقرارها الحراري وعمرها التشغيلي الطويل.
تُصدِر شركة EnerShare، وهي شركة تصنيع تُورِّد منتجاتها إلى أسواق في أفريقيا وأمريكا اللاتينية وجنوب شرق آسيا وأوروبا، شهادات اعتماد لوحداتها وفقًا لمعايير UN38.3 وCE وIEC62619. وتُقدِّم الشركة خدمات البيع المباشر للمستهلكين، بالإضافة إلى شراكات تصنيع المعدات الأصلية/تصميم المعدات الأصلية.
الخلاصة
لأصحاب المركبات الترفيهية الذين يقومون بتقييم بطارية للطاقة الشمسية تشير بيانات الاختبار إلى أن اختيار الجهد الكهربائي يؤثر على وقت التشغيل الفعلي أكثر من سعة البطارية وحدها. قد يجد المسافرون في عطلات نهاية الأسبوع الذين لديهم أحمال كهربائية خفيفة أن وحدة 12.8 فولت 314 أمبير/ساعة كافية، بينما من المرجح أن يستفيد مستخدمو الرحلات الطويلة الذين يشغلون مكيف الهواء طوال الليل بشكل كبير من تكوين 25.6 فولت. أما مستخدمو الطاقة الشمسية المنزليون الذين يحتاجون إلى تصميم معياري وقابلية للتوسع، فقد يفضلون بنية سلسلة IMAX.
