معرفی انواع باتری خورشیدی

معرفی انواع باتری خورشیدی و نکات خرید آن

در دهه اخیر و با توجه به کم شدن ذخایر انرژی در جهان، استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر اهمیت بسیاری دارد. انرژی خورشیدی به عنوان یک منبع انرژی تجدیدپذیر مناسب و در دسترس، بسیار مورد اقبال قرار گرفته است. انرژی تولید شده توسط سیستم پنل خورشیدی(Solar System)، مستقیما وارد شبکه برق می‌شود. در شب و ساعاتی از روز که هوا ابری باشد، یا هنگام قطعی برق، جریان برق نیز قطع خواهد شد. از این رو، استفاده از یک باتری برای ذخیره انرژی برق تولید شده توسط پنل خورشیدی، ضروری است. در این مقاله، به معرفی باتری خورشیدی و انواع آن و نکات خرید آن می‌پردازیم. با باتری بازار همراه باشید.

 

 

سیستم پنل خورشیدی چیست؟

سیستم پنل خورشیدی و باتری خورشیدی چیست؟

سیستم پنل خورشیدی، نور یا فوتون را به طور مستقیم به جریان الکتریکی تبدیل می‌کند. سولار سیستم، به وسیله پدیده فتوولتائیک(PV) انرژی الکتریکی تولید می‌کند.

 

 

باتری خورشیدی چیست؟

باتری خورشیدی چیست؟

باتری خورشیدی یا همان سلول فوتو ولتایی، انرژی الکتریکی تولید شده توسط سولار سیستم را، ذخیره می‌کند. اولین باتری خورشیدی توسط در آزمایشگاه بل(مخترع تلفن) ساخته شد. در سال 1954 با استفاده از ماده نیمه رساناس سیلیسیوم این باتری اختراع شد.

در مقاله «باتری ذخیره انرژی خورشید چگونه کار می‌کند؟» درمورد نحوه کار باتری‌های خورشیدی بیشتر بخوانید.

پنل‌های خورشیدی دو نوع آنگرید(On-grid) و آفگرید(Off-grid) دارند. در نوع آفگرید یا جدا از شبکه، ذخیره سازی انرژی توسط باتری انجام می‌گیرد. البته در برخی پنل های خورشیدی پیشرفته آنگرید در کشورهای اروپایی نیز، از باتری‌های خورشیدی با ظرفیت زیاد استفاده می‌شود.

 

 

چرا باتری خورشیدی مهم است؟

چرا باتری خورشیدی مهم است؟

ذخیره سازی انرژی الکتریک تولید شده توسط سیستم خورشیدی، به دلایل زیر بسیار اهمیت دارد:

  • جریان دهی پنل خورشید در ساعات مختلف روز، متفاوت است. به وسیله یک باتری خورشیدی، همیشه جریات ثابتی خواهید داشت.
  • پنل خورشیدی بدون باتری، در زمان‌های که نور خورشید نباشد، متوقف خواهد شد. و جریانی نخواهید داشت. مثل هوای ابری روز یا هنگام شب.
  • اگر سیستم خورشیدی به باتری مجهز نباشد، در طول روز جریان الکتریکی تولید شده مستقیما وارد شبکه برق شده؛ و در مواقع قطعی برق، جوابگو نیست.

 

 

انواع باتری های خورشیدی

باتری‌های قابل شارژ یا ثانویه، برای باتری خورشیدی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در میان انواع باتری شارژی، باتری سرب اسید به دلیل قیمت و ظرفیت مناسب، بیشتر استفاده می‌شود. رتبه دوم باتری پنل خورشیدی مربوط به باتری نیکل کادمیم است.

به علت هزینه بالای دیگر انواع باتری شارژی، به ندرت از آن‌ها در باتری‌های خورشیدی استفاده می‌شود.

 

باتری سرب اسید (Lead Acid)

باتری خورشیدی سرب اسید (Lead Acid)

باتری‌ سرب اسید بر اساس تکنولوژی و توع الکترولیت به کار رفته در آن، انواع مختلفی دارد. اما همگی در دو دسته زیر جای می‌گیرند:

  • باتری سرب اسید تر (floaded lead acid battery)
  • باتری سرب اسید خشک (Valve Regulated Lead Acid Battery(VRLA)) یا (Sealed Lead Acid Battery(SLA))

نوع خشک باتری سرب اسید، برای استفاده در باتری سولار سیستم محبوب‌ترند. زیرا این باتری‌ها نیاز به تعمیر و نگهداری ندارند. AGM و GEL بهترین باتری سرب اسید خشک، برای سیستم خورشیدی هستند. مثل VRLA و SLA. اما نوع تر باتری سرب اسید، مثل FLA، کمتر در سیستم‌ها و باتری‌های خورشیدی استفاده می‌شود. زیرا نیاز به تعمیر و نگهداری دارد. و باید هر یک تا سه ماه یکبار سطح مایع این باتری رابررسی کنید. برای کسانی که بازدید دوره‌ای را فراموش نمی‌کنند، باتری سرب اسید تر گزینه مناسبی است. باتری سرب اسید مایع در سیستم‌های فوتوولتائیک، Flooded نام دارد.

 

در بین انواع باتری سرب اسید، باتری شبکه‌ای تر (با الکترولیت مایع)، باتری‌های ژله‌ای، باتری با صفحه گرد و باتری مجتمع، بیشترین استفاده را به عنوان باتری‌های خورشیدی دارند.

 

 

باتری نیکل کادمیم

باتری خورشیدی نیکل کادمیم

باتری نیکل کادمیم، به دلیل داشتن اثر حافظه، در مکان‌هایی که انرژی تولید روزانه به شرایط جوی وابسته باشد، برای باتری‌های خورشیدی مناسب نیست.

اثر حافظه یعنی، اگر باتری نیکل کادمیم 100 درصد شارژ نشود، از ظرفیت باتری کاسته خواهد شد. برای مثال، اگر باتری نیکل کادمیم را 70 درصد شارژ کنید، باتری ظرفیت خود را 30 درصد کمتر از ظرفیت حقیقی دانسته. و در شارژ بعدی باتری فقط تا 70 درصد شارژ خواهد شد. به همین دلیل، از باتری نیکل کادمیم تنها در مواردی که از شارژ شدن کامل آن اطمینان دارید، استفاده کنید.

باتری نیکل کادمیم در مناطق سردسیری برای سولار سیستم بسیار مناسب است. زیرا این باتری تا دمای منفی 40 درجه سانتی گراد، تحمل دمایی دارد. در صورتی که باتری سرب اسید در دمای‌های بسیار سرد، یخ می‌زند.

 

 

بررسی انواع باتری سرب اسید برای باتری خورشیدی

باتری‌های سرب اسید مقرون به صرفه و ایمن هستند. همچنین بازده بالایی در جریان‌های بالا و پایین دارند. به همین دلیل حدود یک سده است که این باتری‌ها یکه تاز سیستم‌های خورشیدی هستند.

 

  • باتری سرب اسید شبکه‌ای تر

از باتری شبکه‌ای تر، در بسیاری از خودروها استفاده می‌شود. از این رو، این باتری تولید بالایی داشته؛ و بسیار در دسترس است. به همین دلیل از باتری شبکه‌ای تر در سیستم‌های خورشیدی نیز بسیار استفاده می‌شود. این باتری حدود 1 تا 3 سال عمر مفید دارد.  عیب باتری شبکه‌ای، طول عمر کم است(100 تا 800 سیکل).

 

  • باتری سرب کلسیم

باتری سرب کلسیم در سیستم‌های کنترل از راه دور کاربرد دارد. این باتری نرخ DOD کمی دارد. از این رو باتری سرب کلسیم برای سیستم‌های خورشیدی توصیه نمی‌شود.

 

  • باتری Seald

الکترولیت درون این نوع از باتری سرب اسید، خشک است و به هیچ عنوان نشت نمی‌کند. همچنین این باتری نیاز به تعمیر و نگهداری ندارد. به همین دلیل، برای باتری‌های خورشیدی بسیار مناسب خواهد بود. دیگر کاربردهای این باتری در موارد پرتحرک، فضاهای کوچک و مواردی است که خروج گاز هیدروژن قابل تحمل نباشد.

 

  • باتری صفحه جاذب (Absorbed Glass MatAGM)

این باتری زیرمجموعه باتری‌های Seald است. این باتری بسیار سخت است. و استحکام بالایی دارد. همچنین در برابر لرزش و جابه جایی مقاوم است. باتری سرب اسید نوع AGM، در دماهای بسیار پایین عملکرد بهتری نسبت به نوع GEL دارد. همچنین قیمت این باتری مناسب‌تر از نوع ژل است.

 

  • باتری GEL

باتری ژلی، باتری سرب اسید شبکه‌ای سنتی است؛ که الکترولیت آن به وسیله ماده سیلیکا، به شکل ژل درآمده است. به همین خاطر، به این آن باتری ژلی می‌گویند. این باتری، کارایی و توان بهتری نسبت به دیگر انواع باتری سرب اسید دارد. تحمل دمایی بالا، متصاعد نکردن هیچ گونه گاز، آب بندی عالی، نیاز نداشتن به تعمیر و نگهداری و تعداد چرخه شارژ بالا، از دیگر مزایای باتری ژلی است.

اما این باتری نسبت به جریان ورودی اضافه (اضافه شارژ) بسیار حساس است. به همین خاطر بسیار مهم است که در صورت استفاده در باتری‌های خورشیدی، یک کنترلر شارژ در نظر بگیرید. تا جریان شارژ با توجه به مقدار تحمل باتری تنظیم شود.

 

  • باتری سرب اسید با صفحات گرد (OPZS و OPZV)

باتری صفحه گرد OPZS، الکترولیت ژله‌ای دارد. همچنین این باتری به بازدید یک تا سه سال یکبار، برای تعمیر نگهداری نیاز خواهد داشت. باتری صفحه گرد OPZV، دارای الکترولیت مایع و صفحات خاصی است. OPZV به تعمیر و نگهداری نیاز ندارد.

از باتری صفحه گرد، در کاربردهای طولانی مدت مثل سیستم‌های قدرت استفاده می‌شود. زیرا طول عمر این نوع باتری سرب اسید، بسیار بالا است(15 تا 50 سال). این باتری مخصوص سیستم خورشیدی طراحی نشده است. اما می‌تواند به این منظور استفاده شود. برای مثال در نیروگاه‌های خورشیدی و مراکز صنعتی بزرگ

سیستم و باتری خورشیدی تجاری

وزن و قیمت این باتری در بین انواع باتری‌های خورشیدی بیشتر از بقیه است. به همین دلیل در موارد خانگی مقرون به صرفه نیست.

 

  • باتری سرب اسید مجتمع (OGL)

باتری مجتمع، صفحات مثبت مسطح و الکترولیت مایع دارد. این باتری از سیکل شارژ بالایی برخوردار است. باتری OGL، برای باتری  پنل خورشیدی گزینه خوبی است. زیرا با جریان‌های بسیار کم نیز شارژ می‌شود. همچنین هنگام ورود جریان بالا، قابل اطمینان خواهد بود.

 

 

عمر باتری خورشیدی

باتری‌های خورشیدی در طول روز شارژ، و در طول شب دشارژ می‌شوند. پس در شبانه روز یک چرخه شارژ انجام می‌گیرد. هر باتری‌ شارژی، یک عدد چرخه شارژ مشخص دارد. این عدد نشان می‌دهد که عمر مفید باتری، به ازای این تعداد چرخه شارژ است.

افزایش عمر مفید باتری‌های شارژی، به نحوه استفاده و نگهداری درست از آن بستگی دارد. به همین دلیل، طول عمر باتری‌های خورشیدی، ارتباط مستقیمی با روش استفاده از آن‌ها دارد. به طور کلی، عمر همه انواع باتری‌های خورشیدی 5 تا 15 سال است. پس اگر عمر پنل خورشیدی شما 20 تا 30 سال باشد، حداقل یکبار نیاز به تعویض باتری خواهید داشت.

طول عمر باتری سرب اسید AGM ، حدود 2 تا 5 سال و باتری GEL ، حدود 5 تا 10 سال است.

عمر باتری با عمق دشارژ آن رابطه عکس دارد. از این رو، هر چه باتری شارژی، بیشتر تخلیه شود، عمر آن کمتر خواهد شد. در نمودار زیر رابطه نرخ DOD و تعداد چرخه شارژ باتری سرب اسید و نیکل کادمیم برای سیستم‌های خورشیدی آورده شده است.

نمودار-نرخ-DOD-و-تعداد-چرخه-شارژ-باتری-سرب-اسید-و-نیکل-کادمیم در باتری خورشیدی

 

 

آیا باتری خودرو برای باتری خورشیدی مناسب است؟

باتری‌های خودرو صفحات نازکی دارند. و قادر به تولید ولتاژ قطع خوبی برای یک سیستم خورشیدی نیستند. به همین دلیل، باتری خودرو برای باتری‌های خورشیدی، مناسب نخواهد بود.

باتری‌های خورشیدی باید صفحات ضخیمی داشته باشند. به همین دلیل، این باتری‌ها سیکل شارژ بیشتری خواهند داشت.  همچنین مقدار اسید و خوردگی باتری پنل خورشیدی، کمتر از دیگر باتری‌هاست. در نتیجه طول عمر این باتری به مراتب بیشتر از باتری‌های شارژی دیگر است.

 

 

اتصال باتری‌ها در سیستم خورشیدی

برای پنل‌های خورشیدی بزرگ، به باتری با ظرفیت زیاد نیاز است. برای این منظور چندین باتری را به صورت موازی یا سری به یکدیگر متصل می‌کنند. در اتصال سری، جریان عبوری باتری‌ها یکسان است.  و ولتاژ آن‌ها با یکدیگر جمع خواهد شد. اما در اتصال موازی برعکس است. به این صورت که ولتاژ باتری‌ها یکسان و جریان‌ها با یکدیگر جمع می‌شوند.

در شکل زیر نمای کلی اتصال سری و موازی برای nباتری را می‌بینید.

اتصال باتری‌ها در سیستم و باتری خورشیدی

 

 

عوامل مهم موثر بر باتری خورشیدی

 

  • دما

هر چه دمای محیط کمتر باشد، ظرفیت باتری سولار سیستم نیز کم خواهد شد. با افزایش مناسب درجه حرارت، ظرفیت باتری بیشتر می‌شود.

 

  • میزان دشارژ (تخلیه)

هر چه نرخ عمق تخلیه (DOD) باتری پنل خورشیدی بیشتر باشد، ظرفیت بیشتری از باتری تخلیه خواهد شد. به این ترتیب، عمر باتری نیز کاهش می‌یابد.

 

  • ظرفیت و کارایی

کارایی یک باتری شارژی به نوع باتری، شرایط دمایی و آب و هوای محیط، تعداد شارژ و دشارژ(چرخه شارژ)، ظرفیت و توان باتری، سن و … وابسته است. همچنین باتری یک سیستم خورشیدی در روزهای ابری ممکن است؛ تا عمق 80 درصد تخلیه شود. به همین علت، بهترین باتری خورشیدی، باتری است که بتواند این شرایط را تحمل کرده و ظرفیت با عمق دشارژ زیاد، پایین نیاید.

 

 

نکات خرید باتری خورشیدی

نکات خرید باتری خورشیدی

حدود 30 درصد از هزینه کل یک سیستم خورشیدی آفگرید، مربوط به باتری آن است.  پس خرید یک باتری مناسب برای سیستم خورشیدی خود بخرید. که مجبور به تعویض زودهنگام ان نشوید.

هنگام خرید باتری AGM برای سیستم خورشیدی، دقت کنید که نوع یو پی اس آن را نخرید. اگر در کاتالوگ باتری، نمودار طول عمر وجود نداشت، این باتری برای UPS است. در بین باتری‌های محبوب برای باتری سولار سیستم،  AGM و ژلی حرف اول را می‌زنند. از آنجایی که قیمت باتری AGM مناسب‌تر از نوع ژلی است. شرایط دمایی محل زندگی و بودجه شما تعیین کننده نوع باتری است که باید بخرید.

باتری سرب اسید HIGH RATE به دلیل تعداد چرخه شارژ پایین، برای باتری‌های خورشیدی مناسب نیست. در سیستم‌های خورشیدی که شارژ و دشارژ هر روز صورت می‌گیرد، بهتر است باتری خورشید ژله‌ای بخرید.

به طور کلی هنگام خرید باتری سولار سیستم به موارد زیر دقت کنید. سعی کنید باتری بخرید که چندین مورد زیر را داشته باشد. زیرا هیچ کدام از انواع باتری‌های خورشیدی، همه موارد زیر را یکجا ندارند. پس نسبت به نیاز و شرایط خود انتخاب کنید.

موارد مهم هنگام خرید باتری پنل خورشیدی:

  • قیمت و عملکرد مناسب در کنار هم
  • عمر مفید بالا
  • نرخ دشارژ خودکار پایین و در نتیجه بازدهی بالا
  • قابلیت دشارژ تا ظرفیت اسمی
  • نیاز کم به تعمیر و نگهداری
  • امکان شارژ با جریان کم
  • استحکام بالا و مقاومت در برابر لرزش
  • اطلاع رسانی فروشنده درمورد ظرفیت، چگالی انرژی، وزن، جدول سیکل شارژ باتری

 

 

کلام آخر

با استقاده از باتری خورشیدی، می‌توانید از سولار سیستم در تمام طول شبانه روز و در هر شرایطی، استفاده کنید. در این مقاله، درمورد باتری‌های خورشیدی و انواع آن توضیحات کاملی ارائه دادیم. همچنین درمورد نکات مهم هنگام خرید باتری پنل خورشیدی و عواملی که بر آن‌ها تاثیر می‌گذارد؛ صحبت کردیم.

اگر در این مورد سوالی دارید، حتما از طریق قسمت نظرات از ما بپرسید.

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

اسکرول به بالا