انواع باتری های خورشیدی + کاربرد و راهنمای انتخاب
- فائزه روانبخش
باتری خورشیدی نقش مهمی در پکیج های برق خورشیدی بر عهده دارد. برای انتخاب یک باتری مناسب از میان انواع مختلف باتریهای موجود، می بایست با انواع باتری های خورشیدی و عملکرد آن ها آشنا شوید.
در این مقاله قصد داریم به بررسی انواع مختلف باتری خورشیدی و ارائه اطلاعات لازم از جمله ظرفیت باتری، کاربردها، بازدهی و طول عمرباتری برای انتخاب بهترین نوع آن، برای موقعیت‌های مختلف بپردازیم. پس با ما همراه باشید.
باتری خورشیدی چیست؟
باتریهای خورشیدی، که به نام‌های سیستمهای ذخیره‌سازی انرژی خورشیدی یا بانک‌های انرژی خورشیدی نیز شناخته میشوند، دستگاه‌هایی هستند که انرژی الکتریکی تولید شده توسط پنل‌های خورشیدی را برای استفاده در زمان‌های بعدی ذخیره می‌کنند.
این باتری‌ها در طول روز و زمانی که خورشید در حال تابش است، شارژ میشوند و انرژی اضافی تولید شده توسط پنل‌های خورشیدی را در خود ذخیره می‌کنند و شما می توانید در روزهای تاریک، بارانی و یا پس از غروب خورشید برای تامین برق مورد نیاز خود، از انرژی ذخیره شده در باتری ها استفاده کنید.
باتریهای خورشیدی می‌توانند با فراهم کردن برق پشتیبان در هنگام قطعی‌های برق و کاهش وابستگی به شبکه برق، به افزایش قابلیت اطمینان سیستمهای انرژی خورشیدی کمک کنند.
اگر در سیستم برق خورشیدی جایی برای ذخیره برق تولید شده توسط پنل ها وجود نداشته باشد، سیستم برق خورشیدی نسبتاً ناکارآمد خواهد بود و اگر از برق تولید شده استفاده نکنید، هدر خواهد رفت و نمی توانید در شب از آن استفاده کنید. نقش مهم باتری های خورشیدی در این جا مشخص می شود که انرژی تولید شده توسط پنل ها را برای استفاده در زمانی که واقعا به آن نیاز دارید ذخیره می کنند.
انواع باتری خورشیدی
بطور کلی انواع باتری خورشیدی 5 گونه هستند که در سیستم برق خورشیدی قابل استفاده هستند و هر کدام دارای مزیت ها و معایب خاص خود هستند. این 5 گونه عبارتند از:
- باتریهای لیتیوم یونی
- باتریهای لید اسید یا سرب اسید
- باتریهای جریانی
- باتریهای لوله ای
- باتریهای نیکل-کادمیوم (Ni-Cd)
در انتخاب باتری خورشیدی مناسب برای سیستمهای انرژی، شناخت انواع مختلف باتری‌ها و ویژگی‌های هر یک از آنها بسیار مهم است. در ادامه به معرفی پنج نوع رایج باتریهای خورشیدی و مزایا و معایب هر کدام می‌پردازیم.
1- باتریهای لیتیوم-یون
باتریهای لیتیوم-یون
باتریهای لیتیوم-یون از جمله پرکاربردترین باتریهای خورشیدی هستند که به دلیل طول عمر بالا و مقاومت زیاد، بسیار مورد توجه قرار می‌گیرند. این باتری‌ها به طور معمول تا ۱۲ سال عمر می‌کنند. دو نوع اصلی این باتری‌ها عبارتند از:
نیکل منگنز کبالت (NMC): این نوع باتری‌ها به دلیل قدرت ذخیره‌سازی بالا در فضاهای کوچک، محبوبیت زیادی در بازار دارند.
لیتیوم آهن فسفات (LFP): این باتری‌ها با طول عمر بیشتر و مقاومت بهتر شناخته میشوند.
مزایا و معایب باتریهای لیتیوم-یون
مزایا: عمر طولانی، چگالی انرژی بالا، شارژ سریع
معایب: نگرانی‌های ایمنی، حساسیت دمایی، چالش های بازیافت
باتریهای لیتیوم-یون سبک و قابل حمل هستند، بنابراین آنها را برای کاربردهایی که نیاز به جابه‌جایی دارند، ایده‌آل میکند.
2- باتریهای سرب-اسید
باتریهای سرب-اسید به دلیل قیمت مناسب، یکی از گزینه‌های اقتصادی برای ذخیره‌سازی انرژی خورشیدی هستند. این باتری‌ها نیاز کمی به نگهداری دارند و پس از نصب، برای سال‌ها نیاز به توجه ویژه‌ای ندارند. باتریهای سرب-اسید به دو دسته تقسیم میشوند:
سرب-اسید تر (Flooded Lead-Acid): این باتری‌ها به نگهداری منظم نیاز دارند.
سرب-اسید خشک یا سیلد (Sealed Lead-Acid): مانند باتریهای AGM و ژلی که توان بکاپ مناسبی را با قیمت مقرون به صرفه ارائه می‌دهند.
مزایا و معایب باتریهای سرب-اسید
مزایا: قابل پرداخت بودن، ایمنی، دارای قابلیت بازیافت شدن، قابل اعتماد بودن، سازگاری دمایی داشتن
معایب: عمر محدود، شارژ و دشارژ آهسته، نیاز به نگهداری منظم
باتریهای اسید سرب بهترین نوع باتری برای انرژی خورشیدی در شرایطی هستند که هزینه عامل مهمی محسوب میشود و سیستم نیازی به سبک بودن یا فشرده بودن ندارد.
3- باتریهای جریانی
باتریهای جریانی با استفاده از فناوری نوین و جریان مایع الکترولیت بین دو مخزن داخل باتری ساخته میشوند. این باتری‌ها به دلیل هزینه بالا و نیاز به نگهداری طولانی‌مدت کمتر استفاده میشوند، اما بازیافت آنها آسان است و طول عمری حدود ۱۰ سال دارند.
مزایا و معایب باتریهای جریانی
مزایا: عمق دشارژ (DoD) 100% و عدم از دست دادن شارژ.
معایب: نیاز به نگهداری زیاد، هزینه بالا، اندازه بزرگ.
باتریهای خورشیدی جریانی برای کاربردهایی که نیاز به ذخیره‌سازی انرژی در مدت زمان طولانی و قابلیت اطمینان بالا دارند، بهترین گزینه هستند.
4- باتریهای لوله‌ای
باتریهای لوله‌ای نوعی از باتریهای سرب-اسید هستند و برای مناطقی که با قطع مکرر برق مواجه هستند، مناسب می‌باشند. این باتری‌ها باید بر حسب آمپر ساعت اندازه‌گیری شوند و برای کاربردهایی که نیاز به توان بالاست، مناسب هستند.
مزایا و معایب باتریهای لوله‌ای
مزایا: نرخ تخلیه بالا (C10)، نیاز کم به نگهداری.
معایب: وزن سنگین و نیاز به فضای بزرگ برای نصب.
5- باتریهای نیکل-کادمیوم (Ni-Cd)
باتریهای نیکل-کادمیوم چندان رایج نیستند و بیشتر در صنایع هواپیماسازی و پروژههای بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرند. این باتری‌ها به طور خاص برای سیستمهای فتوولتائیک خورشیدی طراحی نشده‌اند، اما برای کاربردهای صنعتی مناسب هستند.
مزایا و معایب باتریهای نیکل-کادمیوم (Ni-Cd)
مزایا: دامنه دمای وسیع، عمر طولانی چرخه، نرخ خود تخلیه پایین، نرخ تخلیه بالا
معایب: سمی بودن بخاطر داشتن مواد شیمیایی، هزینه نگهداری بالا، چگالی انرژی پایین‌تر
آنها برای آب و هوای گرم یا بسیار سرد مناسب هستند.
جدول مقایسه چند گونه از باتری های خورشیدی با یکدیگر
| ردیف | نوع باتری | عمق دشارژ | قیمت | طول عمر | هزینه نگهداری | استحکام | مراقبت شارژ |
| 1 | سرب اسیدتر | کم | ارزان | کم | پر هزینه | ضعیف | متوسط |
| 2 | سیلد اسید AGM | متوسط | تقریبا ارزان | متوسط | کم هزینه | مناسب | متوسط |
| 3 | سیلد اسید GEL | زیاد | گران | زیاد | بی نیاز به نگهداری | مناسب | زیاد |
| 4 | لیتیوم – یون | زیاد | خیلی گران | زیاد | بی نیاز به نگهداری | مناسب | کم |
کاربردهای باتری‌خورشیدی چیست؟
باتریهای خورشیدی که از انرژی تجدیدپذیر خورشید بهره می‌برند، یک گزینه جذاب برای افرادی یا کسب‌وکارهایی هستند که به دنبال کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی و کاهش ردپای کربنی خود هستند. انرژی خورشید رایگان و فراوان است، و این ویژگی باعث شده است که باتریهای خورشیدی در انواع مختلفی از کاربردها مورد استفاده قرار گیرند.
باتریهای خورشیدی در پروژههای مختلف خانگی تا پروژههای بزرگ تجاری و حتی پروژههای خدماتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این باتری‌ها می‌توانند برای تأمین انرژی وشایل گوناگون شامل لامپ‌ها و لوازم خانگی تا ساختمان‌های بزرگ یا حتی خودروهای الکتریکی به کار روند.
کاربردهای باتریهای خورشیدی شامل موارد زیر است:
- لوازم خانگی
- روشنایی
- تجهیزات صنعتی
- سیستمهای ذخیره‌سازی انرژی
- اینورتر برق
- پشتیبانی از شبکه برق
نکات مهم برای انتخاب انواع باتری خورشیدی
در انتخاب بهترین نوع باتری خورشیدی برای کسب‌وکارهای مختلف، توجه به نکات زیر می‌تواند کمک‌کننده باشد:
1- کاربرد و اندازه باتری
اولین گام در انتخاب باتری خورشیدی، تعیین کاربرد آن است. که بررسیکاربرد آن است، مثلاً آیا در یک سیستم خورشیدی مستقل از شبکه یا متصل به شبکه به کار می‌رود و یا برای تامین برق پشتیبان استفاده خواهد شد. همچنین ضروری است نیازهای توان مورد نظر برای شما مشخص شود، زیرا این امر بر اندازه و ظرفیت باتری تأثیرگذار خواهد بود.
پس از تصمیم‌گیری در مورد کاربرد و استفاده از باتری، مهم است که نیازهای شما با اندازه باتری مطابقت داشته باشد تا بهترین نوع باتری انتخاب شود. بهترین نوع باتری خورشیدی، باتری‌ای است که نیازهای توان مورد نظر را برآورده کند.
2- هزینه
هنگام انتخاب باتری خورشیدی به عنوان منبع برق برای کسب‌وکار، باید به هزینه کل باتری خورشیدی توجه کرد. این شامل هزینه اولیه باتری، طول عمر پیش‌بینی شده، بازدهی و نیازهای نگهداری آن میشود. باتری‌ای که هزینه اولیه بیشتری دارد، ممکن است در بلندمدت اقتصادی‌تر باشد زیرا طول عمر بیشتر، بازدهی بالاتر و نیاز به نگهداری کمتری دارد.
برخی از انواع باتریهای خورشیدی ممکن است هزینه کمی برای خرید داشته باشند، اما عمر کوتاهتری دارند و نیاز به نگهداری مرتب دارند که این هزینه‌ها را افزایش می‌دهد. در این موارد، ممکن است در بلندمدت از گزینه‌های گران‌تر هزینه‌برتر باشند.
3- ظرفیت باتری
ظرفیت باتری یکی از مهم‌ترین عوامل در انتخاب باتری خورشیدی است. ظرفیت باتری به میزان انرژی‌ای که باتری می‌تواند ذخیره کند اشاره دارد و معمولاً با کیلووات ساعت (kWh) اندازه‌گیری میشود.
اندازه باتری خورشیدی باید بر اساس میزان انرژی‌ای که نیاز به ذخیره شدن دارد، تعیین شود.
پیش از انتخاب باتری خورشیدی، باید میزان مصرف انرژی و توان مورد نیاز دستگاه‌ها مستند شود. این اطلاعات کمک میکند تا تصمیم‌گیری صحیحی در مورد انتخاب نوع باتری خورشیدی انجام شود.
3- طول عمر باتری
طول عمر باتری یکی از مهم‌ترین نکات در انتخاب باتری خورشیدی است، زیرا تعیین میکند که باتری تا چه مدت، قبل از اینکه نیاز به تعویض داشته باشد، می‌تواند عملکرد قابل اعتمادی ارائه دهد. طول عمر باتری معمولاً بر اساس تعداد چرخه‌های شارژ و دشارژ باتری اندازه‌گیری میشود.
در مورد طول عمر، بهترین نوع باتری خورشیدی باتری‌ای است که طول عمر یا چرخه دشارژ بیشتری داشته باشد.
رجوع به مشخصات سازنده باتری می تواند به شما کمک کند تا تعیین کنید که مقدار احتمالی طول عمر باتری چقدر است ولی بطور کلی باتری های سرب اسید بسته به نحوه استفاده از آنها می توانند از 1 تا 5 سال عمر کنند و همچنین باتری های لیتیوم یون معمولاً 7 تا 15 سال عمر می کنند.
برای مثال، یک باتری سرب-اسیدی معمولی ممکن است بین 200 تا 1000 چرخه دوام بیاورد، بسته به نوع و الگوی استفاده، در حالی که یک باتری لیتیوم-یونی می‌تواند تا چند هزار چرخه دوام بیاورد. بنابراین، باتری‌ای با طول عمر بیشتر می‌تواند راه‌حل اقتصادی‌تر و پایدارتر برای ذخیره انرژی خورشیدی باشد.
4- بازدهی یا راندمان
بازدهی یک عامل مهم در انتخاب باتری خورشیدی است، زیرا تعیین میکند که چه مقدار از انرژی تولید شده توسط پنل‌های خورشیدی در باتری ذخیره میشود و برای استفاده‌های بعدی قابل دسترسی است.
بازدهی باتری به صورت درصد بیان میشود و نسبت میزان انرژی‌ای که در باتری ذخیره میشود به میزان انرژی‌ای که به باتری وارد میشود را نشان می‌دهد. برای مثال، اگر 100 وات‌ساعت انرژی به یک باتری وارد شود، اما تنها 80 وات‌ساعت در آن ذخیره شود، بازدهی باتری 80٪ خواهد بود.
بازدهی بالاتر باتری به این معناست که مقدار بیشتری از انرژی تولید شده توسط پنل‌های خورشیدی در باتری ذخیره میشود. از نظر بازدهی، بهترین نوع باتری برای سیستمهای خورشیدی باتری‌ای است که بیشترین بازدهی را داشته باشد.
5- نوع ماده یا جنس باتری خورشیدی
در میان انواع باتری هایی که می توان انتخاب کرد، هر نوع مزیت متفاوتی را ارائه می دهد. سنجیدن این مزایا و معایب می تواند به شما کمک کند تصمیم بگیرید که کدام نوع باتری برای شما مناسب است. اگر به دنبال باتری ای فشرده و ماندگار هستید، لیتیوم یون ممکن است برای شما مناسب باشد اما اگر در بودجه مالی محدودیت دارید باتری سرب اسید گزینه بهتری است.
6- توان خروجی
توان خروجی یکی دیگر از نکات مهم در انتخاب باتری خورشیدی است، زیرا نشان می‌دهد که حداکثر میزان توان تولید شده توسط باتری در یک زمان مشخص چقدر است. توان خروجی معمولاً با وات (W) یا کیلووات (kW) بیان میشود و تعیین‌کننده مقدار انرژی‌ای است که باتری می‌تواند به یک بار یا سیستم تحویل دهد.
توان خروجی باتری خورشیدی باید بر اساس نیازهای مشخص سیستم انرژی خورشیدی که در آن استفاده میشود، انتخاب شود. برای مثال، اگر سیستم برای تامین انرژی بارهای بزرگ یا چندین بار به صورت همزمان استفاده میشود، ممکن است نیاز به توان خروجی بالاتری باشد تا از تامین انرژی کافی اطمینان حاصل شود.
هنگام انتخاب باتری خورشیدی بر اساس توان خروجی، مهم است که هم توان خروجی حداکثری و هم توان خروجی پایدار را در نظر بگیرید. توان خروجی حداکثری به حداکثر میزان توانی که باتری می‌تواند برای مدت کوتاهی، مثلاً چند ثانیه یا دقیقه، تولید کند اشاره دارد. توان خروجی پایدار، از سوی دیگر، به میزان توانی اشاره دارد که باتری می‌تواند به طور مداوم در یک دوره زمانی طولانی‌تر تولید کند.
7- عمق دشارژ باتری یا DOD
عمق دشارژ یا Depth Of Discharge باتری مفهومی با توضیحات طولانی و تخصصی است ولی به صورت خلاصه عمق دشارژ به این اشاره دارد که چه مقدار از انرژی ذخیره شده باتری قبل از شارژ مجدد باتری مصرف می شود. به طور معمول، هرچه باتری عمیق‌تر تخلیه شود، طول عمر آن کاهش می یابد. هم باتریهای سرب اسید و هم باتریهای لیتیوم یونی با تخلیه عمیق سریع‌تر از بین می‌روند اما باتریهای سرب اسید نسبت به باتریهای لیتیوم یونی تحمل کمتری برای تخلیه‌های عمیق دارند و در صورت تخلیه عمیق به طور منظم، طول عمر آنها به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.
مزایای استفاده ازباتری خورشیدی
باتری خورشیدی به شما این امکان را می‌دهند که حداکثر استفاده را از انرژی تولید شده توسط سیستم خورشیدی خود داشته باشید. هدر دادن انرژی اضافی قطعاً با هدف اولیه شما که حفاظت از محیط زیست و استفاده بهینه از منابع است، همخوانی ندارد.
اگر سیستم خورشیدی سقف و باتری شما به اندازه کافی بزرگ باشد، می‌توانید خانه خود را بیشتر از طریق انرژی خورشیدی تغذیه کنید. استفاده از برق ذخیره شده در باتری می‌تواند به ازای هر کیلو وات ساعت ارزان‌تر از برق شبکه باشد، البته این بستگی به زمان مصرف و تعرفه‌های برق محل سکونت شما دارد.
ذخیره‌سازی انرژی خورشیدی همچنین مانع از افزایش هزینه به دلیل بالارفتن قیمت برق در فصول گرم سال می شود. علاوه بر این، باتریهای خورشیدی می‌توانند به کاهش نوسانات جریان‌های انرژی خورشیدی (تغییرات میزان نور خورشید که به پنل‌های فتوولتائیک (PV) یا سیستمهای متمرکز توان خورشیدی (CSP) می‌تابد) کمک کنند.
بهترین باتری خورشیدی کدام است؟
در میان انواع باتریهای خورشیدی، باتریهای لیتیوم، بهترین انتخاب برای کاربرانی‌ست که به دنبال دوام، امنیت و آرامش خاطر بلندمدت هستند. این باتری نسبت به مدلهای سیلد اسید و نیکل‑کادمیم، چند ویژگی منحصر‌به‌فرد مانند دوام فوق العاده، امنیت حرارتی بالا و راندمان پایدار دارد که آن را به بهترین انتخاب برای یک پکیج برق خورشیدی تبدیل میکند.
باتریهای LFP یک انتخاب عالی برای پروژه‌هایی مانند سیستمهای خورشیدی خانگی یا ویلایی، نیروگاه‌های هیبرید و سیستمهای پشتیبان برق بدون سرویس مکرر هستند.
به طور کلی اگر به دنبال ترکیب انرژی پایدار و آرامش بلندمدت هستی، بهترین باتری خورشیدی بدون تردید LFP است. این انتخاب نه‌تنها صرفه‌جویی اقتصادی ایجاد میکند، بلکه در عمیق‌ترین سطح، حس آرامش بیانتها و لوکس‌بودن را وارد فضا میکند.
جهت دریافت مشاوره رایگان در زمینه سیستم های برق خورشیدی و خرید انواع محصولات خورشیدی با کارشناسان ما از سایت آریا خورشید، دیدن نمایید.
سوالات متداول
