انواع باتری ها و عملکرد آنها/ باتری های مناسب برای سیستم های خورشیدی

باتري ها انرژي الکتريکي را به صورت شيميايي در خود ذخيره مي کنند. در سامانه هاي فتوولتاييک باتري خورشيدي وظيفه پشتيباني در طول شب و در روزهاي ابري را به عهده دارند. از آنجا که توان خروجي صفحات فتوولتاييک در طول روز متغيير مي باشد، يک باتري ذخيره کننده مي تواند يک منبع نسبتا ثابت براي توليد توان باشد. تا تغييرات نور تابيده شده به صفحات را جبران کند. مزيت ديگر استفاده از باتري در سيستم هاي خورشيدي تامين جريان راه اندازي موتور هاي الکتريکي است.از طرف ديگر باتري ها لوازمي با بهره دهي صد در صد نيستند و مقداري از انرژي را به صورت گرما در واکنش هاي شيميايي، در طول شارژ و دشارژ از دست مي دهند، براي جبران اين انرژي تلف شده بايد راندمان باتري را در طراحي سيستم خورشيدي لحاظ کرد.
انواع باتري از نظر ساختار
به طور کل مي توان باتري ها را به دو دسته قابل شارژ و يک بار مصرف تقسيم کرد.
در زير برخي از انواع باتري هاي يک بار مصرف آورده شده است:
•        Alkaline battery
•        Aluminium battery
•        Dry cell
•        Lithium battery
•        Mercury battery
در سيستم هاي فتوولتاييک باتري هاي يک بار مصرف جايگاهي نداشته و تنها از باتري هاي قابل شارژ در اين سيستم ها استفاده مي گردد. در زير برخي از انواع باتري هاي قابل شارژ ذکر گرديده:
•        Lead-acid battery
•        Lithium-ion battery
•        Nickel-cadmium battery
•        Nickel-iron battery
•        Nickel metal hydride battery
•        Nickel-zinc battery
•        Sodium-ion battery
در اغلب سيستم هاي خورشيدي به علت پر هزينه بودن ديگر انواع باتري هاي قابل شارژ، از باتري هاي سرب اسيد استفاده مي شود، تنها در معدود موارد از باتري هاي خورشيدي نيکل کادميوم يا انواع ديگر آن براي ذخيره انرژي استفاده مي شود که کاربرد هاي خاص دارند.
باتري هاي سرب اسيد را مي توان به دو دسته تقسيم کرد:
?- باتري سرب اسيد تر (floaded lead acid battery)
?-  باتري سرب اسيد خشک (Valve Regulated Lead Acid Battery(VRLA)) يا (Sealed Lead Acid Battery(SLA))
باتري هاي خشک نيز به دو دسته تقسيم مي شوند:
?-  AGM  Battery
?-  GEL Battery
باتري هاي قديمي که در خودرو ها مورد استفاده قرار مي گرفت از نوع سرب اسيد تر مي باشند. در اين  نوع باتري خورشيدي از محلول آب اسيد استفاده مي شود و مزيت آن قيمت مناسب اين نوع باتري است. همچنين اين نوع باتري معايبي هم دارد که مي توان به تعمير و نگهداري مداوم و خطرات احتمالي استفاده از اسيد را اشاره کرد.امروزه استفاده از باتري هاي خشک نسبت به باتري هاي تر به علت کاهش هزينه تعمير و نگهداري افزايش يافته است.
انواع باتري از نظر کاربرد
شرکت هاي بزرگ باتري سازي، انواع گوناگون باتري را متناسب با کاربرد آن در اختيار مصرف کننده قرار مي دهند. اين باتري ها از نظر مواد سازنده تقريبا يکسان بوده و تنها از نظر ساختار و نحوه ي توليد با يکديگر متفاوت مي باشند.در زير برخي از کاربردهاي رايج باتري هاي سرب اسيد ذکر گرديده:
•        GENERAL PURPOSE
•        DEEP CYCLE
•        SOLAR POWER
•        LONG LIFE STANDBY
•        HIGH RATE / UPS
•        ELECTRIC MOTOR
ويژگي هاي باتري سيستم هاي خورشيدي
باتري مورد استفاده در پنل خورشيدي به علت استفاده مداوم هر روزي از آنها در درجه اول بايد داراي طول عمر بالا باشند. به طور کل طول عمر يک باتري بر حسب تعداد سيکل شارژ و دشارژ و ميزان سطح دشارژ باتري بيان مي شوددر سيستم هاي خورشيدي باتري خورشيدي در طول روز توسط پنل شارژ و در طول شب توسط مصرف کننده دشارژ مي شوند. لذا هر شبانه روز يک سيکل شارژ و دشارژ براي باتري محسوب مي شود. در نتيجه طول عمر باتري مذکور برابر ???? روز که در حدود ? سال خواهد بود . در طراحي يک سيستم خورشيدي سطح دشارژ باتري توسط طراح بايد به گونه اي در نظر گرفته شود که طول عمر باتري بسيار کوتاه نباشد. ويژگي مهم ديگر باتري هاي خورشيدي قابليت دشارژ تا ظرفيت نامي آنها مي باشد. (Deep Cycle) باتري هاي خودرو در صورتي که تنها چند بار به طور کامل دشارژ شوند طول عمر آنها بسيار کاهش مي يابد و مستهلک خواهند شد. در سيستم هاي خورشيدي پس از روزهاي ابري باتري ممکن است تا عمق ?? درصد دشارژ شود و باتري بايد قابليت تامين بار را در اين شرايط داشته باشد.
ويژگي باتري هاي مختلف
انواع باتري قابل دسترس که بيشترين سهم را در بازار دارند، شامل باتري هاي خودرو و همچنين باتري هاي مخصوص استفاده در دستگاه هاي UPS مي باشد که به باتري ups شناخته مي شوند. ويژگي باتري خودرو تامين جريان لحظه اي بسيار بالا در مدت زمان کم است. اين ويژگي در باتري خودرو به علت استفاده از باتري در زمان استارت موتور فراهم گرديده تا جريان مورد نياز استارتر را تامين کند. مدت زمان استفاده از باتري بسيار کوتاه و مدت زمان شارژ نسبتا طولاني است. در نتيجه استفاده از باتري خودرو در سيستم هاي خورشيدي کاملا غير عاقلانه است.باتري هاي مورد استفاده در UPS به علت اينکه تنها در زمان هاي اضطراري و قطع برق مورد استفاده قرار مي گيرند داراي تعداد سيکل شارژ و شارژ کمتري نسبت به باتري هاي سيستم خورشيدي مي باشند.
مقايسه انواع باتري ها
همانطور که مشاهده شد در باتري مورد استفاده در دستگاه هاي UPS،  تعداد سيکل عمر باتري در سطح دشارژ ?? درصد در حدود ??? سيکل است که نسبت به باتري سيستم هاي خورشيدي اين ميزان نصف گرديده. در باتري مخصوص سيستم خورشيدي تعداد سيکل در سطح دشارژ ?? درصد برابر ???? سيکل است. متاسفانه در اکثر مواقع باتري هاي مورد استفاده در سيستم هاي خورشيدي از نوع UPS بوده و طول عمر آنها تنها يک تا دو سال خواهد بود . از آنجا که هزينه باتري سهم به سزايي در يک سيستم خورشيدي دارد (در حدود ?? تا ?? درصد هزينه کل سيستم) انتخاب باتري مناسب از اهميت بالايي برخوردار است.
باتري مناسب براي سيستم هاي خورشيدي
از بين باتري هاي سرب اسيد خشک دو نوع باتري براي سيستم هاي خورشيدي مناسب مي باشند.
•    باتري سرب اسيد خشک AGM: باتري سرب اسيد خشک از نوع AGM که مخصوص سيستم خورشيدي طراحي شده باشد. اين نوع باتري تنها از روي کاتالوگ و مدل نوشته شده  بر روي بدنه آن قابل تفکيک است. از نظر ظاهري تفاوتي بين باتري مخصوص خورشيدي و UPS وجود ندارد و تنها از روي کاتالوگ آن قابل تفکيک مي باشد. در صورتي که در کاتالوگ باتري هيچ نموداري در مورد طول عمر آن ذکر نشده باشد اين باتري از نوع UPS  مي باشد.
•    باتري سرب اسيد خشک GEL: باتري هاي GEL نسبت به AGM تحمل دمايي بالاتري دارند به اين معني که در شرايط محيطي گرم طول عمر بالاتري نسبت به باتري AGM دارند. همچنين باتري هاي GEL تعداد سيکل شارژ و دشارژ بيشتري نسبت به باتري هاي AGM در شرايط يکسان دارند.
•    نکته 1: بيشتر کارخانجات در کاتالوگ ها ظرفيت باتري ها را در دماي 77 درجه فارنهايت (25 درجه سانتي گراد) بيان مي کنند. هر چقدر دماي محل نصب باتري ها کمتر باشد افت ولتاژ آنها نيز بيشتر مي شود با توجه به اينکه باتري هاي GEL تحمل دمايي بالاتري دارند ولي بيشتر باتري ها در زير سايه نصب مي شوند و در تابستان دماي انها زير 30 درجه و در زمستان دماهاي پايين تر از 10 درجه را بايد تحمل کنند پس من باتري هاي GEL را براي مصارف عادي پيشنهاد نمي کنم و باتري هاي AGM داراي عملکرد بهتري در دماهاي سرد است.
نحوه تعيين ميزان شارژ باتري ها
با استفاده از ولتمتر مي توان ميزان شارژ باتري ها (Sate Of Charge (SOC)) را بدست آورد.
نحوه سيم بندي باتري ها
نحوه سيم بندي باتري ها در سيستم هاي خورشيدي با توجه به ولتاژ سيستم و همچنين ولتاژ باتري ها متفاوت است. مثلاً اگر ولتاژ سيستم برابر 24 ولت باشد و ما از باتري هاي 12 ولتي استفاده کنيم بايد دو عدد باتري 12 ولت را با هم سري کنيم تا بتوانيم ولتاژ سيستم را 24 ولت در نظر بگيريم .

خدمات و محصولات صنعتی

 الکتروپمپ

 

 

 

تولید و ساخت صنعتی