⏰ زمان تقریبی لازم برای مطالعه: ⏳ 6 دقیقه

باتری سیستم خورشیدی (Solar system battery)

بطور کلی صحبت از باتری برای سیستم‌خورشیدی زمانی مطرح است که قصد ذخیره‌سازی انرژی داشته باشیم؛ پس صحبت از باتری مختص به سیستم‌های منفصل از شبکه یا Off grid می باشد .

البته در کشورهای پیشرفته از باتری‌های با ظرفیت زیاد برای برخی مصارف متصل به شبکه یا On grid نیز استفاده می شود ولی به دلیل اینکه در کشور ما ازین باتری ها استفاه نمی شود از توضیح بیشتر در این باره صرف نظر می کنیم.

درباره بهره‌گیری پنل ها از خورشید باید گفت در بهترین حالت با استفاده از Sun Tracker، تولید انرژی از طلوع تا غروب آفتاب خواهیم داشت. طبیعی است با استفاده از پنل های ثابت تولید انرژی به ساعات میانی روز محدود می‌شود و تولید در ساعات ابتدایی و انتهایی با بهره‌وری

کمتری صورت می‌گیرد. پس در مواردی که نیاز به استفاده از انرژی در شب داریم، نیازمند ذخیره‌سازی این انرژی در روز هستیم. علاوه بر مصرف در شب، باتری‌ها برای مصارف در روز که نزدیک یا بیشتر از ظرفیت نامی پنل ها هستند می‌توانند مورد استفاده قرار بگیرند .

 

 

اما نکته دیگری نیز است که باید به آن توجه کرد و آن هزینه و طول عمر باتری خورشیدی می باشد . به طور کلی حدود ۳۰ درصد از هزینه تاسیس یک نیروگاه افگرید صرف باتری می گردد که میزان طول عمر باتری خورشیدی نیز بستگی به میزان استفاده شما از آن دارد .

باتری ها انرژی الکتریکی را به صورت شیمیایی در خود ذخیره می کنند و از انجایی که توان تولیدی صفحات فتتولتائیک در طول روز تغییر می کند ، یک باتری ذخیره کننده می تواند یک منبع نسبتا ثابت برای تولید توان باشد تا تغییرات نور تابیده شده به صفحات را جبران نماید . از سوی

دیگر باتری ها ، بازدهی صد در صد ندارند و مانند هر وسیله دیگری ، اتلاف انرژی دارند و مقداری از انرژی را به صورت گرما در حالت های شارژ و دشارژ از دست می دهند که برای جبران این انرژی تلف شده می بایست در طراحی نیروگاه این مورد را مد نظر داشت تا با کمبود انرژی

💡 مطالعه بیشتر 👈🏻  اصول نصب و راه اندازی سیستم (UPS)

مواجه نشویم .با استفاده از باتریهای خورشیدی می‌توان دستگاههایی چون تلویزیون ، تلفن و پمپ آب خورشیدی را بکار انداخت. در جاهایی که روزهای طولانی و آفتاب درخشان دارند، حتی می‌توان تمام برق مورد نیاز را از باتریهای خورشیدی گرفت .

 

مهمترین ویژگی باتری ها

توان

به طور اساسی توان یک سلول به میزان بار سلول بستگی دارد و عبارت است از مقدار جریانی که میتوان از هر الکترود در سلول عبور داد.به همین علت است است که با سری کردن سلول ها تنها ولتاژ کل مجموعه آنها بالا میرود و جریان عبوری از آنها تغییری نمیکند زیرا هر سلول تنها جریان در حد توان خود را میتواند از خود عبور دهد .

ولتاژ 

ولتاژ یک سلول باتری توسط مواد به کاربرده شده در آن مشخص میشود.و میزان آن به ترکیبات شیمیایی موجود در آن وابسته است.بالا بردن سطح ولتاژ در داخل باتری با سری کردن این سلول ها میسر است اما بایستی توجه شود که بالا بردن سطح ولتاژ در داخل باتری محدودیت داشته و برای دست یابی به یک ولتاژ بالاتر از استاندارد بایستی در خارج از باتری به وسیله سری کردن باتری ها به این سطح از ولتاژ دست یافت.

زمان شارژ و متقابلا دشارژ 

شارژ در باتری به معنای ذخیره انرژی در باتری و یا به عبارتی تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی شیمیایی میباشد و دشارژ در باتری به معنایی تحویل انرژی از باتری و یا به عبارتی تبدیل انرژی شیمیایی در باتری را به انرژی الکتریکی در خروجی میباشد.معمولا عمر یک باتری رابه سال بیان میکنند اما این محاسبه درستی نیست چرا که بایستی عمر باتری ها را نسبت به تعداد شارژ و دشارژ آنها همچنین شرایط استفاده و نگهداری از آنها را را برای تعیین عمر مفید آنها مد نظر قرار داد .

 

ویژگی باتری سیستم های خورشیدی  ( فتوولتائیک )

 

باتری های مورد استفاده در سیستم های خورشیدی به دلیل استفاده مداول و هر روزه از آنها در ابتدا باید دارای طول عمر بالایی باشند که به طور کلی طول عمر یک باتری خورشیدی بر حسب تعداد سیکل شارژ و دشارژ و میزان سطح شارژ بیان می شود .

💡 مطالعه بیشتر 👈🏻  راه اندازی و سیم کشی آیفون، تلفن و آنتن مرکزی

در سیستم های فتوولتائیک باتری توسط پنل ها در طی روز شارژ و در طول شب که فاقد نور خورشید هستیم ، توسط مصرف کننده دشارژ می شود بنابراین در هر روز بستگی به میزان مصرف یک سیکل شارژ و شارژ داریم و توجه به این نکته در طراحی ها ضروری است که ، به نحوی

نیروگاه طراحی شود که بر طول عمر باتری خورشیدی کمترین اثر را بگذارد .

یکی دیگر از ویژگی های مهم باتری های خورشیدی ، قابلیت دشارژ تا ظرفیت نامی آنها می باشد . همانطور که می دانید ، باتری های خودروها در صورتی که چند بار به طور کامل دشارژ شوند ، طول عمر انها به شدت کاهش پیدا می کند . در سیستم های خورشیدی نیز به همین

صورت است که ، در روزهای ابری که میزان شارژ باتری پایین است ، ممکن است باتری تا عمق ۸۰ درصد دشارژ شود و باتری باید قابلیت تحمل این شرایط را داشته باشد .

رنج معمول طول عمر مفید یک باتری خورشیدی به صورت میانگین ۵ تا ۱۵ سال می باشد . اگر فرض کنیم که طول عمر پنل های شما ۳۰ سال باشد ، شما در طی این مدت می بایست حداقل یک بار باتری خود را تعویض نمایید . البته با توجه به افزایش طول عمر پنل های تولیدی در

سالیان اخیر این انتظار می رود که طول عمر باتری ها نیز افزایش پیدا کند .نکته دیگر که می تواند بر روی طول عمر باتری خورشیدی تاثیرگذار باشد ، شیوه نگه داری از باتری می باشد .

باتری های خورشیدی به شدت تحت تاثیر دما هستند ، بنابراین با محافظت از باتری در برابر یخ زدگی و گرمای شدید می توان طول عمر آن را افزایش داد.

 

مدل های مختلف باتری های خورشیدی

 

در سیستم های فتوولتاییک باتری های یک بار مصرف جایگاهی نداشته و تنها از باتری های قابل شارژ در این سیستم ها استفاده می گردد. در زیر برخی از انواع باتری های قابل شارژ ذکر گردیده

  • lead-acid Battery
  • lithium-ion Battery
  • nickel-cadmium Battery
  • nickel metal hydride battery
  • nickel-iron Battery
  • nickel-zinc Battery
  • sodium-ion Battery
💡 مطالعه بیشتر 👈🏻  شبکه (NETWORK) چیست و چه کاربردهایی دارد؟

اتصال باتری‌ها خورشیدی

بعنوان مطلب آخر نحوه اتصال تعدادی باتری به هم را مورد بررسی قرار می‌دهیم. باتری‌ها به دو صورت قابل اتصال به یکدیگر می‌باشند، سری یا موازی. در حالت سری باتری ها مطابق شکل زیر در کنار هم قرار می‌گیرند. در این حالت جریان عبوری از باتری‌ها با هم برابر می‌شوند ولی

ولتاژهای آنها با هم جمع می شوند. از آنجاییکه اینورترهای آفگرید معمولا در ولتاژهای 12 و 24 ولت کار می‌کنند، نمی‌توان بیش از 2 باتری را سری کرد.

 

 

در حالت موازی مطابق شکل زیر، جریان‌ها با هم جمع می‌شوند و ولتاژها برابر می‌شوند

 

نحوه کار باتری خورشیدی

در انتها برای هر تعداد باتری می‌توان شکل مطابق زیر در نظرگرفت که ترکیبی از آرایش سری و موازی با توجه به ولتاژ و جریان مورد نیاز باشد.

 

 

خلاصه

در ابتدای این نوشته جایگاه باتری در سیستم خورشیدی مشخص شد. بعد از آن دسته‌بندی باتری‌ها صورت گرفت و ویژگی هر کدام برشمرده شد تا مشخص شود نوع Lead Acid (اسید سرب ) برای کاربردهای خورشیدی مناسب‌تر است. از بین باتری‌های سرب اسید، باتری های تر

یا FLA بدلیل نیاز به تعمیر و نگهداری مقبولیت کمتری دارند و درباره باتری‌های خشک سرب اسید از بین AGM و GEL باید با توجه به شرایط دمایی و بودجه یکی را انتخاب نمود.

عمر باتری بستگی شدیدی به عمق دشارژ آن دارد که نمودار DOD باتری‌ها راهنمای مناسبی برای تعیین ظرفیت باتری‌هاست. در نهایت باتری‌ها را می‌توان به دو شکل سری و موازی بهم متصل کرد که در نهایت آرایش نهایی ترکیبی از این دو اتصال است.

 

با مهندس ابزار بروز باشید!