باطری خورشیدی

باتری‌ها انرژی اضافی تولید شده توسط سیستم PV را جمع می‌کنند و آن را در شب یا وقتی که انرژی ورودی دیگری وجود ندارد استفاده می‌کنند. باتری‌ها می‌توانند به‌سرعت دشارژ شوند و جریان زیادی تولید ‌کنند که می‌تواند توسط منبع شارژ تولید شود. بنابراین پمپ‌ها و موتورها می‌توانند به‌طور متناوب کار کنند.

این دسته‌بندی فقط به‌عنوان وسیله‌ای برای مقایسه تفاوت باتری‌ها بر اساس یک استاندارد واحد است تضمین کننده عملکرد نمی باشد.باتری ها تجهیزات الکترومکانیکی که به پارامترهایی چون آب و هوا،سابقه شارژ و دشارژ ،دما و سن وابسته هستند.عملکرد باتری به محل استفاده،وضعیت آب و هوا و نحوه استفاده ار آن بستگی دارد.به ازای هر 1 آمپر- ساعت انرژی مصرف شده از ظرفیت باتری، باید حدود 25/1 آمپر-ساعت در هنگام شارژ به آن برگردانیم که البته این عدد با دما، نوع و سن باتری متناسب است.

برای سیستم های مبتنی بر PV و توربین بادی دو نوع باتری رایج است. GEL و AGM که هر دواینها به‌خوبی شارژ شده و مانند باتری‌های اسیدی (باتری‌ های خیس) به آسانی دشارژ نمی‌شوند. از آنجا که مواد موجود در الکترولیت‌های هر دو این باتری‌ها به‌ندرت با هیدورژن ترکیب می‌شوند این باتری‌ها خورده نمی‌شوند.

نکته: باتری هایGEL و AGM برای نصب در سیستم های PVو سیستم‌های دریایی قابل استفاده‌اند، با این وجود بیشتر انواع باتری‌های AGM ارزان‌تر و مناسب‌تر از GELها هستند.

انواع باتری‌ها:

از ترکیب چندین ماده شیمیایی باتری‌ها ساخته می‌شوند. بعضی ارزان اما دارای ظرفیت کم، بعضی‌ها دارای ظرفیت بالا اما گران هستند. باتری‌های سرب- اسید از نظر قیمت و ظرفیت در سطح متعادلی هستند به همین جهت ترجیح داده می‌شوند.

باتری‌های سرب- اسید چگونه کار می‌کنند؟

سلول باتری سرب- اسید شامل دو قطب مثبت و منفی است که الکترولیت نامیده می‌شوند و در اسید سولفوریک قرار دارند. در هنگام دشارژر، مولکول‌های سولفور الکترولیت با صفحه سربی ترکیب شده و باعث آزاد شدن الکترون از الکترولیت می‌شوند و هنگام شارژ مجدد سلول‌ الکترون‌های اضافی آزاده شده مجدداً به الکترولیت باز می‌گردند. یک باتری از این عکس‌العمل شیمیایی برق تولید می‌کند. در واقع برق الکترون‌های جاری است.

در یک باتری معمولی سرب- اسید، هر سلول فارق از اندازه آن، تقریباً 2 ولت ولتاژ دارد و وقتی یک بار به باتری وصل شود برق بین قطبهای مثبت و منفی آن جاری می‌شود.

نگهداری و توجه در هر زمان که از باتری استفاده می‌شود ضروری است. استفاده نامناسب از باتری می‌تواند باعث انفجار شود.

سیکل در باتری‌ها

باتری‌ها بر مبنای سیکلشان ارزیابی می‌شوند. باتری‌ها هم می‌توانند دارای سیکل کم‌عمق (shallow cycles) باشند که 10% تا 15% ظرفیت کلی باتری است و یا سیکل عمیق (Deep- cycles) که 50% تا 80% است.

باتری های کم‌عمق،آنهایی هستند که برای استارت ماشین استفاده می شوند.این باتری ها طراحی شده اند تا چند صد آمپر را در عرض چند ثانیه تامین نمایند و سپس به محض این‌که ماشین شروع به کار کردن می‌کند مولد جریان مسلط می‌شود و باتری سریع شارژ می شود.

اما باتری‌های عمیق در این زمان کوتاه جریان کمتری تخلیه می‌کند. هر کدام از این باتری‌ها برای کاربرد خاصی مناسب‌اند اما برای سیستم‌هاق قدرت PV باتری‌های سیکل عمیق مناسب‌ترند.

انواع باتری‌های سرب- اسید:

باتری استارت: باتری‌های سیکل کم‌عمق اتومبیل که برای سیستم‌های PV مناسب نیستند.

باتری‌های سیکل عمیق برای سیستم های RV یا دریایی: باتری‌های 12 ولتی که معمولاً 80 تا 160 آمپر ساعت ظرفیت دارند. این باتری بین سیکل کم‌عمق و سیکل عمیق است و طول عمری که برای این باتری‌ها پیش‌بینی می‌شود 2 تا 3 سال است.

باتری‌های سرب- کلسیم: باتری‌های کم‌عمق که از شرکت تلفن بازسازی می‌شود و در سیستم‌های قدتر کنترل از راه دور استفاده می‌شوند. سیکل این باتری‌ها بین 15 تا 20% است. این باتری‌ها توصیه نمی‌شوند.

باتری‌های Sealed : این نوع باتری که مایع درون آن کاملا محفوظ است،می توانند در هر موقعیتی بدون نشت اسید عمل کند.به خاطر Sealed بودن،نمی توان به وسیله رطوبت سنج وضعیت آن را بررسی کرد. روزنه‌هایی وجود دارند که مانع از تجمع گاز می‌شوند. این نوع باتری برای شرایطی که در طی شارژ خروج گاز هیدروژن قابل تحمل نیست و یا این‌که باتری زیاد جابه‌جا خواهد شد و یا این‌که در یک فضای تنگ قرار داده خواهد شد پیشنهاد می‌شود. طول عمر پیش‌بینی شده برای بیشتر باتری‌های AGM 2 تا 5 سال است و برای باتری‌های GEL 5 تا 10 سال است.

باتری‌های AGM :از نوع باتری های Sealed هستند که از Absorbed Glass Mat در بین صفحه ها استفاده می نمایند. این نوع باتری بسیار سخت است. با توجه به اینکه این باتری نیاز به نگهداری ندارند،لذا برای سیستم‌های قدرت خورشیدی متصل به شبکه به همراه باتری مناسب هستند. از آن‌جا که این باتری ها به‌خوبی محکم شده اند،نیازی به آب دادن دوره ای ندارند و هیچ گازی خورنده ای از آنها ساطع نشده و الکترولیت‌ها ورقه ورقه نمی‌شوند. AGM ها برای سیستم‌هایی که دیر به دیر استفاده می شوند نیز مناسب‌اند چراکه خود دشارژی آنها هنگام جابه‌جایی و ذخیره کمتر از 2% است. این نوع باتری‌ها را می توان به سادگی با هواپیما جابه‌جا نمود.آنها را می توان به پهلو نصب نمود و این باتری‌ها در برابر لرزش بسیار مقاوم هستند.این باتری ها دارای بیشترین رنج هستند و دارای سیستم های بزرگ 2 ولتی نیز هستند .

بیشتر باتری‌ها Sealed از نوع AGM هستند.

باتری‌های Deep-Cycle: این باتری‌های دارای صفحات بزرگ و ضخیمی هستند که آنها را برای کاربرد در سیستمهای مبتنی بر منابع تجدید پذیر مناسب می نماید. این باتری‌ها می توانند قسمت عمده ظرفیت خود را پیش از شارژ مجدد مورد استفاده قرار ‌دهند و صدها یا حتی هزارها سیکل80% سیکل‌ها را تحمل نمایند.پیشنهاد می شود که به‌طور معمول 50%درصد شارژ برای مصرف معمول در نظر گرفته شود و 30% برای مواقع ضروری. از 20% باقی مانده استفاده نشود. هرچه دشارژ کم عمق تر باشد، طول عمر باتری بیشتر است.

باتری‌های GEL: این نوع باتری شامل اسیدی هستند که با اضافه کردن ژل سیلیکا به‌صورت ژل و حالت جامد تبدیل شده است. حتی با شکسته شدن این باتری ها، امکان ریخته‌شدن اسید آن وجود ندارد. اگرچه دارای معایبی نیز هستند. این باتری ها را نمی توان خیلی سریع شارژ نمود چراکه ممکن است به‌طور مداوم آسیب ببیند. این موضوع معمولاً در مورد سیستم‌های الکتریکی خورشیدی مهم است. اگر این باتری ها توسط مبدل شارژ شوند،تنظیم دقیق جریان شارژ اهمیت دارد تا در حد مناسب برای باتری محدود شود.

باتری‌ها انرژی اضافی تولید شده توسط سیستم PV را جمع می‌کنند و آن را در شب یا وقتی که انرژی ورودی دیگری وجود ندارد استفاده می‌کنند. باتری‌ها می‌توانند به‌سرعت دشارژ شوند و جریان زیادی تولید ‌کنند که می‌تواند توسط منبع شارژ تولید شود. بنابراین پمپ‌ها و موتورها می‌توانند به‌طور متناوب کار کنند.

این دسته‌بندی فقط به‌عنوان وسیله‌ای برای مقایسه تفاوت باتری‌ها بر اساس یک استاندارد واحد است تضمین کننده عملکرد نمی باشد.باتری ها تجهیزات الکترومکانیکی که به پارامترهایی چون آب و هوا،سابقه شارژ و دشارژ ،دما و سن وابسته هستند.عملکرد باتری به محل استفاده،وضعیت آب و هوا و نحوه استفاده ار آن بستگی دارد.به ازای هر 1 آمپر- ساعت انرژی مصرف شده از ظرفیت باتری، باید حدود 25/1 آمپر-ساعت در هنگام شارژ به آن برگردانیم که البته این عدد با دما، نوع و سن باتری متناسب است.

برای سیستم های مبتنی بر PV و توربین بادی دو نوع باتری رایج است. GEL و AGM که هر دواینها به‌خوبی شارژ شده و مانند باتری‌های اسیدی (باتری‌ های خیس) به آسانی دشارژ نمی‌شوند. از آنجا که مواد موجود در الکترولیت‌های هر دو این باتری‌ها به‌ندرت با هیدورژن ترکیب می‌شوند این باتری‌ها خورده نمی‌شوند.

نکته: باتری هایGEL و AGM برای نصب در سیستم های PVو سیستم‌های دریایی قابل استفاده‌اند، با این وجود بیشتر انواع باتری‌های AGM ارزان‌تر و مناسب‌تر از GELها هستند.

انواع باتری‌ها:

از ترکیب چندین ماده شیمیایی باتری‌ها ساخته می‌شوند. بعضی ارزان اما دارای ظرفیت کم، بعضی‌ها دارای ظرفیت بالا اما گران هستند. باتری‌های سرب- اسید از نظر قیمت و ظرفیت در سطح متعادلی هستند به همین جهت ترجیح داده می‌شوند.

باتری‌های سرب- اسید چگونه کار می‌کنند؟

سلول باتری سرب- اسید شامل دو قطب مثبت و منفی است که الکترولیت نامیده می‌شوند و در اسید سولفوریک قرار دارند. در هنگام دشارژر، مولکول‌های سولفور الکترولیت با صفحه سربی ترکیب شده و باعث آزاد شدن الکترون از الکترولیت می‌شوند و هنگام شارژ مجدد سلول‌ الکترون‌های اضافی آزاده شده مجدداً به الکترولیت باز می‌گردند. یک باتری از این عکس‌العمل شیمیایی برق تولید می‌کند. در واقع برق الکترون‌های جاری است.

در یک باتری معمولی سرب- اسید، هر سلول فارق از اندازه آن، تقریباً 2 ولت ولتاژ دارد و وقتی یک بار به باتری وصل شود برق بین قطبهای مثبت و منفی آن جاری می‌شود.

نگهداری و توجه در هر زمان که از باتری استفاده می‌شود ضروری است. استفاده نامناسب از باتری می‌تواند باعث انفجار شود.

سیکل در باتری‌ها

باتری‌ها بر مبنای سیکلشان ارزیابی می‌شوند. باتری‌ها هم می‌توانند دارای سیکل کم‌عمق (shallow cycles) باشند که 10% تا 15% ظرفیت کلی باتری است و یا سیکل عمیق (Deep- cycles) که 50% تا 80% است.

باتری های کم‌عمق،آنهایی هستند که برای استارت ماشین استفاده می شوند.این باتری ها طراحی شده اند تا چند صد آمپر را در عرض چند ثانیه تامین نمایند و سپس به محض این‌که ماشین شروع به کار کردن می‌کند مولد جریان مسلط می‌شود و باتری سریع شارژ می شود.

اما باتری‌های عمیق در این زمان کوتاه جریان کمتری تخلیه می‌کند. هر کدام از این باتری‌ها برای کاربرد خاصی مناسب‌اند اما برای سیستم‌هاق قدرت PV باتری‌های سیکل عمیق مناسب‌ترند.

انواع باتری‌های سرب- اسید:

باتری استارت: باتری‌های سیکل کم‌عمق اتومبیل که برای سیستم‌های PV مناسب نیستند.

باتری‌های سیکل عمیق برای سیستم های RV یا دریایی: باتری‌های 12 ولتی که معمولاً 80 تا 160 آمپر ساعت ظرفیت دارند. این باتری بین سیکل کم‌عمق و سیکل عمیق است و طول عمری که برای این باتری‌ها پیش‌بینی می‌شود 2 تا 3 سال است.

باتری‌های سرب- کلسیم: باتری‌های کم‌عمق که از شرکت تلفن بازسازی می‌شود و در سیستم‌های قدتر کنترل از راه دور استفاده می‌شوند. سیکل این باتری‌ها بین 15 تا 20% است. این باتری‌ها توصیه نمی‌شوند.

باتری‌های Sealed : این نوع باتری که مایع درون آن کاملا محفوظ است،می توانند در هر موقعیتی بدون نشت اسید عمل کند.به خاطر Sealed بودن،نمی توان به وسیله رطوبت سنج وضعیت آن را بررسی کرد. روزنه‌هایی وجود دارند که مانع از تجمع گاز می‌شوند. این نوع باتری برای شرایطی که در طی شارژ خروج گاز هیدروژن قابل تحمل نیست و یا این‌که باتری زیاد جابه‌جا خواهد شد و یا این‌که در یک فضای تنگ قرار داده خواهد شد پیشنهاد می‌شود. طول عمر پیش‌بینی شده برای بیشتر باتری‌های AGM 2 تا 5 سال است و برای باتری‌های GEL 5 تا 10 سال است.

باتری‌های AGM :از نوع باتری های Sealed هستند که از Absorbed Glass Mat در بین صفحه ها استفاده می نمایند. این نوع باتری بسیار سخت است. با توجه به اینکه این باتری نیاز به نگهداری ندارند،لذا برای سیستم‌های قدرت خورشیدی متصل به شبکه به همراه باتری مناسب هستند. از آن‌جا که این باتری ها به‌خوبی محکم شده اند،نیازی به آب دادن دوره ای ندارند و هیچ گازی خورنده ای از آنها ساطع نشده و الکترولیت‌ها ورقه ورقه نمی‌شوند. AGM ها برای سیستم‌هایی که دیر به دیر استفاده می شوند نیز مناسب‌اند چراکه خود دشارژی آنها هنگام جابه‌جایی و ذخیره کمتر از 2% است. این نوع باتری‌ها را می توان به سادگی با هواپیما جابه‌جا نمود.آنها را می توان به پهلو نصب نمود و این باتری‌ها در برابر لرزش بسیار مقاوم هستند.این باتری ها دارای بیشترین رنج هستند و دارای سیستم های بزرگ 2 ولتی نیز هستند .

بیشتر باتری‌ها Sealed از نوع AGM هستند.

باتری‌های Deep-Cycle: این باتری‌های دارای صفحات بزرگ و ضخیمی هستند که آنها را برای کاربرد در سیستمهای مبتنی بر منابع تجدید پذیر مناسب می نماید. این باتری‌ها می توانند قسمت عمده ظرفیت خود را پیش از شارژ مجدد مورد استفاده قرار ‌دهند و صدها یا حتی هزارها سیکل80% سیکل‌ها را تحمل نمایند.پیشنهاد می شود که به‌طور معمول 50%درصد شارژ برای مصرف معمول در نظر گرفته شود و 30% برای مواقع ضروری. از 20% باقی مانده استفاده نشود. هرچه دشارژ کم عمق تر باشد، طول عمر باتری بیشتر است.

باتری‌های GEL: این نوع باتری شامل اسیدی هستند که با اضافه کردن ژل سیلیکا به‌صورت ژل و حالت جامد تبدیل شده است. حتی با شکسته شدن این باتری ها، امکان ریخته‌شدن اسید آن وجود ندارد. اگرچه دارای معایبی نیز هستند. این باتری ها را نمی توان خیلی سریع شارژ نمود چراکه ممکن است به‌طور مداوم آسیب ببیند. این موضوع معمولاً در مورد سیستم‌های الکتریکی خورشیدی مهم است. اگر این باتری ها توسط مبدل شارژ شوند،تنظیم دقیق جریان شارژ اهمیت دارد تا در حد مناسب برای باتری محدود شود.