انواع باتری های خورشیدی

اگر به تازگی وارد دنیای انرژی خورشیدی شده اید و به دنبال بهترین سیستم خورشیدی برای کاربری خود هستید باید این موضوع را بدانید که انتخاب یک باتری خورشیدی مناسب می تواند تفاوت فوق العاده ای در کارایی و تطبیق پذیری سیستم برق خورشیدی شما ایجاد کند. در این مقاله قصد داریم به نکات مختلف و دانستنی های مختلف باتری خورشیدی بپردازیم. پس با ما همراه باشید.

مطالب پیشنهادی:

برق خورشیدی خانگی و کسب درآمد از پشت بام

همه چیز درباره دوربین خورشیدی سیم کارت خور

بهترین فروشگاه‌ دوربین مداربسته تربت حیدریه

باتری خورشیدی چیست؟

باتری‌های خورشیدی 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.

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. مواردی که هنگام انتخاب باتری خورشیدی باید به آنها توجه کنید:

1- نوع ماده 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.

2- عمر باتری خورشیدی

طول عمر هر باتری خورشیدی مفهومی چند وجهی است. یعنی چندین عامل در طول عمر باتری موثر هستند. عواملی مانند سن، نوع، کیفیت و عمق تخلیه باتری در طول آن نقش دارند. 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.

3- 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.

4- بهره وری یا راندمان

سیستم برق خورشیدی و باتری ‌ها در هنگام انتقال و ذخیره انرژی جمع‌آوری ‌شده از پنل‌ها به باتری‌ها، 100% کارآمد نیستند زیرا مقداری از انرژی در این فرآیند از بین می‌رود. بسته به میزان انرژی که می توانید از پنل های خود تولید کنید و نحوه پیکربندی سیستم شما، ممکن است ارزش سرمایه گذاری روی باتری های گران تر و کارآمدتر وجود داشته باشد. این موضوع می تواند به صرفه جویی در دراز مدت کمک کند.

انواع باتری خورشیدی

بطور کلی 4 نوع اصلی فناوری باتری وجود دارد که در سیستم برق خورشیدی قابل استفاده هستند و هر کدام دارای مزیت ها و معایب خاص خود می‌باشند و به شرح زیر می‌باشند:

1. باتری های لید اسید یا سرب اسید
2. باتری های لیتیوم یونی
3. باتری های نیکل – کادمیوم
4. باتری های جریان

باتری های پرکاربرد در سیستم های خورشیدی

در ادامه مقاله، به توضیح باتری های پرکاربرد در سیستم های خورشیدی(سرب اسید و لیتیوم یون) می‌پردازیم و در پایان به مقایسه هر کدام می‌پردازیم.

1- باتری های لید اسید یا سرب اسید: این نوع باتری در سال 1859 میلادی توسط توسط گاستون پلانته ( فیزیکدان فرانسوی) اختراع گردید. این باتری ها از 4 بخش مختلف تشکیل شده اند:

• صفحات الکترود مثبت که به آنها کاتد گفته می شود و جنس این صفحات معمولا از اکسید سرب ( Pbo2) می باشد.
• صفحات الکترود منفی که به آنها آند گفته می شود و جنس این صفحات از عنصر سرب(Pb) می باشد.
• الکترولیت که محیط بین دو الکترود مثبت و منفی را پر می کند و در واقع بستری را برای عبور شارژ بین الکترود های مثبت و منفی را فراهم می کند. الکترولیت محلولی از اسید سولفوریک (H2SO4) با غلظتی در حدود ۲۵ تا ۴۰ درصد و آب (H2O) با غلظتی در حدود ۶۰ تا ۷۵ درصد است که الکترود ها در این محلول غوطه ور هستند. ترکیب آب و اسید سولفوریک باعث می‌شود که اسید سولفوریک به صورت یونیزه درآمده و به یونهای H+ و HSO4- تبدیل شود.
• جدا کننده یا فاصله دهنده، بخش دیگر باتری های سرب اسید را تشکیل می دهد و وظیفه اصلی این بخش جداسازی و ایزوله کردن الکتریکی قطب های مثبت و منفی از یکدگیر می باشد . نوع و ماده جداکننده باتری های سرب اسیدی باعث تفاوت در حجم و ظرفیت و قیمت آنها می شود. در بعضی از انواع که از نظر حجم باتری محدودیتی وجود ندارد این جدا سازی به کمک ایجاد فاصله فیزیکی بین الکترودها ایجاد می‌شود که باعث ارزانتر شدن باتری ولی افزایش حجم آن می‌شود.

انواع مختلف جداکننده‌ها

انواع مختلفی از جداکننده ها وجود دارد که رایج ترین آنها به شرح زیر می‌باشند:

* جداکننده‌های PVC: این نوع جداکننده‌ ها بیشتر در باتریهای معمولی دریچه دار (Vented) با آلیاژ سرب – آنتیموان استفاده می‌شود که از لحاظ هدایت الکتریکی از جمله بدترین جداکننده‌های باتری می‌باشد.

* جداکننده‌های سلولزی: از هدایت الکتریکی نسبی و تخلخل مناسبی برخوردار می‌باشند.

* جداکننده‌های پلی اتیلنی: از استحکام مکانیکی و هدایت الکتریکی مناسبی برخوردار هستند و به ‌دلیل فرم‌ پذیری مناسب خود بیشتر به صورت پاکتی الکترودهای مثبت را در بر می‌گیرند.

* جداکننده‌هایAGM (Absorptive Glass Mat): تقریباً به عنوان بهترین نوع جداکننده شناخته می‌شوند و تأثیر بسزایی در برگشت‌پذیری مجدد اکسیژن آزاد شده در واکنش‌ها به محیط شیمیایی باتری ها دارند.

* جداکننده‌های Gel: در باتری هایی که از جداکننده ژل استفاده می شود، الکترولیت به صورت مایع جریان ندارد و این نوع باتری ها دارای الکترولیت ژل شده هستند که با نمونه های AGM متفاوت است. اسید سولفوریک با فوم سیلیس ترکیب می شود و این ترکیب باعث می شود که ماده حاصل ژل مانند و بی حرکت شود.

اختلاف ولتاژ ایجاد شده به کمک یک سلول از الکترودهای مثبت و منفی در باتری های سرب اسیدی حدود ۲ تا ۲٫۱ ولت است ، لذا ولتاژهای بالاتر مثل ۱۲ ولت از اتصال سری چندین سلول ایجاد می‌شود . همچنین قطر صفحات مثبت و منفی نقش مهمی در ظرفیت باتری بازی دارند. بیشتر برای کاربرد های با ظرفیت معمولی همچون باتری های خودرو قطر این صفحات کمتر از ۲ میلی‌متر است. اما در کاربردهایی با قابلیت شارژ دهی طولانی قطر الکترودها به ۶ میلی‌متر نیز می رسد.

انواع باتری‌های سرب اسیدی

بطور کلی باتری های سرب اسیدی به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند:

1- باتری‌های سرب اسیدی‌تر (Flooded Lead Acid)

این نوع باتری ها شایع ترین نوع باتری های سرب اسیدی هستند و در صنعت خودروسازی بطور گسترده ای استفاده می شوند. از لحاظ اقتصادی در قیاس با انواع دیگر باتری های سرب اسیدی هزینه کمتری دارند و در نتیجه مقرون به صرفه هستند. به دلیل وجود اسید در داخل این باتری ها، باید به شیوه مناسب حمل و نقل شوند که این موضوع یکی از معایب این گونه باتری ها می‌باشد.

2- باتری های سرب اسیدی خشک (SLA یا VRLA)

اغلب با عنوان باتری سرب اسیدی با دریچه قابل تنظیم (VRLA) یا باتری سیلد اسید (SLA) شناخته می شود. باتری های (SLA) در چند نوع مختلف در دسترس هستند. این نوع باتری ها در مقایسه با باتری های اسیدی معمولی مزیت های ویژه ای دارند که استفاده از آن ها را راحت تر میکند. این نوع باتری ها نیاز به افزودن اسید یا آب مقطر ندارند و همچنین کاملاً بسته بوده و نیاز به هیچ دریچه و منفذی ندارند. یکی از ویژگی های این باتری ها این است که قابلیت قرار گیری در هر حالتی (عمودی، افقی، وارونه) را دارا می‌باشد و به دلیل این ویژگی حمل و نقل آنها بسیار آسان است.

این نوع باتری ها به دو گونه اصلی تقسیم می شوند:

* باتری های سیلد اسیدی ای جی ام (AGM): باتری های ای جی ام دارای مناسب ترین قیمت در میان انواع باتری های سرب اسید VRLA هستند. این نوع باتری از فناوری شیشه جاذب (AGM) استفاده می کنند که برتر از فناوری سنتی باتری های سرب اسیدی تر است. جنس جداکننده های این گونه باتری از میکرو فیبر های شیشه ای هستند که الکترولیت را جذب می کنند و با کاهش مقاومت داخلی، کارایی را افزایش می دهند که به نوبه خود ظرفیت را نیز افزایش می دهد.

مقاومت داخلی کمتر همچنین به این معنی است که باتری می تواند بسیار سریعتر از باتری های سرب اسیدی معمولی شارژ شود. باتری‌های AGM ظرفیت بسیار بیشتری را در ابعاد کوچک‌تر ارائه می‌کنند و همچنین در طیف وسیعی از دماها در برابر تخلیه خودبه‌خود مقاوم‌تر هستند.

* باتری های سیلد اسیدی ژل (Gel Sealed Lead Acid): در این باتری ها‌ اسید سولفوریک با سیلیس ترکیب می‌شود و یک خمیر یا ژل غلیظ ایجاد می‌کند و به دلیل وجود همین ژل غلیظ، این باتری ها چرخه عمر بسیار طولانی دارند ولی توان نیرودهی آنها برای استارت زدن خودرو بسیار پایین است و نمی‌توان برای این کار از آن‌ها بهره برد.

در این باتری‌ها بدلیل وجود ماده ژل، الکترولیت باتری با تغییر زاویه آن نشت نخواهد کرد و حمل و نقل آسان‌تر و ایمن‌تری را ممکن می‌کند. این باتری‌ها صفحات کمتر ولی ضخیم‌تری نسبت به باتری‌های دیگر دارند، دارای شیر تنظیم بوده و به هیچگونه مراقبتی نیاز ندارد. این باتری‌های چند منظوره می‌توانند در محیط‌های خیلی گرم و بدون تهویه به کار خود ادامه دهد و در هوای سرد شارژ خود را نگه دارند.

* باتری های لیتیوم یون: باتری های لیتیوم یونی هر روزه انرژی زندگی میلیون ها نفر را تامین می کنند . از لپ ‌تاپ ‌ها و تلفن ‌های همراه گرفته تا خودرو های هیبریدی و الکتریکی، این باتری ها دارای کاربر می باشند. استفاده از فناوری این باتری ها به دلیل وزن سبک، چگالی انرژی بالا و قابلیت شارژ مجدد، در حال افزایش است.

باتری ‌های لیتیوم – یون بالاترین چگالی انرژی را فراهم می‌سازند یعنی در حجم کمتر، انرژی بسیار بیشتری را در اختیار کاربر قرار میدهند. در مقایسه با نسل‌های قدیمی‌تر باتری‌ها یعنی باتری نیکل–کادمیم، باتری‌های لیتیم-یون حدود ۳ تا ۵ برابر وزن و حجم کمتری دارند. بدلیل استفاده از لیتیم، این باتری ها دارای قیمت های بالایی میباشند و به دلیل همین قیمت بالا استفاده از آن ها در سیستم های برق خورشیدی توجیه اقتصادی ندارد.

جدول مقایسه ای انواع باتری خورشیدی

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

 

شرکت مهندسی برق آریاخورشید با بیش از ده سال سابقه در زمینه ی طراحی و اجرای انواع پکیج برق خورشیدی مفتخر است با بهترین کیفیت در خدمت هموطنان عزیز باشد.

جهت مشاوره رایگان در زمینه سیستم های برق خورشیدی با شماره های ذیل در تلگرام، واتساپ، روبیکا و ایتا با ما ارتباط برقرار کنید ، کارشناسان ما در اسرع وقت پاسخگوی شما عزیزان خواهند بود.

09151312500- 09158707500 -09377400157- 05152221335