انواع باتری خورشیدی و مراقبت از آن ها

باتری خورشیدی وسیله‌ای الکترونیکی است، که برای ذخیره انرژی شیمیایی و تبدیل آن به انرژی الکتریکی مورد نیاز است. از این وسیله در دستگاه‌های الکترونیکی، به عنوان منبع انرژی استفاده می‌شود.

امروزه می توان با استفاده از وسیله در سیستم های فتوولتائیک ، از انرژی تولیدی پنل ها در مواقع خاص نیز استفاده کرد . 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 . وظیفه سیستم خورشیدی تبدیل نور خورشید به انرژی الکتریکی به وسیله پنل خورشیدی می‌باشد. در اکثر اوقات مصرف ما از انرژی تولید شده کمتر است و در صورتی که سیستم خورشیدی مجهز به باتری نباشد، مازاد انرژی تولید شده توسط این سیستم به هدر می‌رود و یا در مواقعی مصرف دستگاه‌های متصل به سیستم سولار بیشتر از توان پنل‌ها می‌باشد که در این دو مورد، نیاز به استفاده از باتری برای پنل خورشیدی کاملاً احساس می‌شود.

باتری پنل خورشیدی یکی از مهم‌ترین اجزای هر سیستم خورشیدی به حساب می‌آید که نه تنها با ذخیره برق اضافی تولید شده توسط پنل خورشیدی از هدر رفتن انرژی تولید شده جلوگیری می‌کند، بلکه به شما این امکان را می‌دهد تا در ساعات تاریکی یا بازه‌های زمانی خاص که نیاز به انرژی الکتریکی بیشتری دارید به مدت محدود برای تامین برق مورد نیاز خود با مشکلی مواجه نشوید.

با استفاده از باتریهای خورشیدی می‌توان دستگاههایی چون تلویزیون ، تلفن و پنپ 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 .

در ایران نیز در چند سال اخیر در مناطق بیابانی و کویری مانند یزد هزاران وات سالانه توسط باطری های خورشیدی و انرژی خورشیدی برق تولید میکنند.

انواع 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:

1. باتری لید-اسید :

این باتری ها دارای یک تکنولوژی تست شده هستند که در سیستم های خارج از شبکه سالیان درازی است که مورد استفاده قرار میگیرند . این باتری ها با وجود اینکه طول عمر پایین نسبت به بقیه باتری ها دارند اما یکی از ارزانترین گزینه های حال حاضر می باشند .به عنوان نمونه باتری های قدیمی که در خودرو ها مورد استفاده قرار می گرفت از نوع سرب اسید تر می باشند .

2. باتری یون – لیتیوم :

یک خانواده از باتری‌های قابل شارژاست که در آن در زمان تخلیه، یون‌های لیتیوم از الکترودمنفی به سمت الکترود مثبت و در هنگام شارژ شدن وارونه حرکت می‌کنند. باتریهای لیتیم ـ یون بالاترین چگالی انرژی را فراهم می سازند تقریباً دو برابر انرژی قابل دسترسی از باتریهای نیکل ـ کادمیم آنها به دشارژ کامل نیاز ندارند،میتوان از جریان بالاتری برای شارژ و دشارژ بدون آسیب به باتری استفاده کرد،در هنگام دشارژ افت پتانسیل کمی دارند، به دوره break-in نیاز ندارند و از مسئله حافظه باتری خبر ندارند.

 مهمترین ویژگی باتری های  خورشیدی

1. ظرفیت توان:  انرژی است که در باتری ذخیره می شود و بر حسب وات ساعت اندازه گیری می شود.
2. ظرفیت توان حداکثر: مقدار جریانی است که باطری قادر به ارائه آن است که به آن رتبه C نیز می گویند.
3. ولتاژ اسمی: از آنجایی که ولتاژ باتری ثابت می ماند و متغیر نیست، به عنوان ولتاژ اسمی، یعنی ولتاژ ثابت شناخته می شود.
4. جریان شارژ: حداکثر جریانی است که می توان برای شارژ به باطری اعمال کرد.
5. ولتاژ شارژ: مقدار ولتاژی است که باید به باتری اعمال شود تا به طور موثر شارژ شود.
6. جریان تخلیه: حداکثر مقدار جریانی است که می توان از باطری خارج کرد و به بار تحویل داد. اگر جریان تخلیه شده از این مقدار بیشتر شود، سبب گرم شدن باتری و تخلیه شدن آن خواهد شد. حتی ممکن است که باطری منفجر شود.
7. عمر مفید: این اصطلاحی است که برای باتری های غیر قابل شارژ وجود دارد، چرا که آنها فقط برای یک بار قابل استفاده هستند. باطری های قابل شارژ بعد از تمام شدن عمر مفید، همچنان قابل شارژ هستند.
8. ولتاژ قطع: به ولتاژی گفته می شود که، باطری در آن کاملاً دشارژ شده است. اگر بخواهیم باتری را بعد از آن ولتاژ تخلیه کنیم، ممکن است آسیب ببیند. به عنوان مثال اگر تلفن همراه شما به ولتاژ قطع برسد، خود به خود خاموش می شود.
9. چرخه عمر باتری: این اصطلاح در مورد باطری های قابل شارژ بکار برده می شود. بعد از هربار شارژ کامل باتری و دشارژ شدن آن تا 80 درصد، یک چرخه کامل از عمر آن به پایان می رسد.

پارامترهای مشخصه باتری به منظور استفاده در سیستم خورشیدی در جدول زیر آمده است:

مزایای استفاده از باتری‌های خورشیدی عبارتند از:

1. **انرژی تجدیدپذیر**: باتری‌های خورشیدی از انرژی خورشید بهره می‌برند که منبع تجدیدپذیر و بی‌پایانی است.
2. **پایداری انرژی**: با استفاده از باتری‌های خورشیدی، می‌توانید انرژی جمع‌آوری شده از خورشید را برای زمان‌هایی که خورشید در دسترس نیست، ذخیره کنید.
3. **کاهش هزینه‌های برق**: با استفاده از باتری‌های خورشیدی می‌توانید انرژی جمع‌آوری شده خود را مصرف کنید و در نتیجه هزینه‌های برق خود را کاهش دهید.
4. **استقلال از شبکه برق**: با داشتن باتری‌های خورشیدی، می‌توانید از شبکه برق عمومی مستقل شوید و در مناطقی که دسترسی به برق ندارند یا شرایط پایداری برق ندارند، از انرژی خود استفاده کنید.
5. **کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای**: استفاده از انرژی خورشیدی به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای کمک می‌کند و برای محیط زیست مفید است.
6. **حمل و نقل آسان**: باتری‌های خورشیدی قابلیت حمل و نقل آسان دارند و در موقعیت‌های ضروری می‌توانند استفاده شوند.
7. **کمک به امنیت انرژی**: در مواقع بحرانی مانند قطعی برق یا حوادث طبیعی، باتری‌های خورشیدی می‌توانند به امنیت انرژی شما کمک کنند.
8. **قابل استفاده در مناطق دورافتاده**: باتری‌های خورشیدی در مناطق دورافتاده که دسترسی به شبکه برق ندارند، بسیار مفید واقع می‌شوند.

مهم است توجه داشت که مزایای استفاده از باتری‌ خورشیدی ممکن است در واقعیت به عواملی مانند هزینه، نوع باتری، منطقه جغرافیایی و نیازهای شما بستگی داشته باشد.

معایب استفاده از باتری‌های خورشیدی عبارتند از:

1. **هزینه ابتدایی**: هزینه نصب و خرید باتری‌های خورشیدی ممکن است نسبت به سیستم‌های انرژی معمولی بیشتر باشد. این هزینه معمولاً شامل هزینه‌های نصب پنل‌های خورشیدی و باتری‌ها می‌شود.
2. **صرفه‌جویی محدود در برخی موارد**: در مناطقی که تابش خورشید کمتری دارند یا در فصولی که تعداد ساعات روز با تابش خورشید محدود است، صرفه‌جویی انرژی از طریق باتری‌های خورشیدی ممکن است محدود شود.
3. **ظرفیت محدود باتری**: باتری‌های خورشیدی معمولاً ظرفیت محدودی دارند و ممکن است در صورت نیاز به مصرف اضافی انرژی، کمبود منابع ایجاد شود.
4. **نگهداری و تعمیرات**: باتری‌ها نیاز به نگهداری و تعمیرات دوره‌ای دارند. عمر کاری آنها نیز با زمان کاهش می‌یابد.
5. **وزن و حجم**: باتری‌های خورشیدی معمولاً وزن و حجمی دارند که ممکن است در مواردی محدودیت‌هایی را برای نصب و استفاده ایجاد کند.
6. **عمر محدود باتری**: عمر مفید باتری‌ها معمولاً محدود است و باید به مدت زمانی باشند که بتوان هزینه نصب و تعویض آنها را تراز کرد.
7. **بازدهی کم در شرایط آب و هوایی مختلف**: در شرایط آب و هوایی نامساعد مانند ابریت یا باران، بازدهی باتری‌های خورشیدی ممکن است کاهش یابد.
8. **پایین بودن بازدهی در مدت زمان طولانی**: با گذشت زمان، کارایی باتری‌ها کاهش می‌یابد و احتمال نیاز به تعویض آنها بالا می‌رود.

طول عمر انواع باتری‌ پنل خورشیدی

باتری‌هایی که در سیستم برق خورشیدی به کار می‌رود به علت استفاده مداوم در درجه اول باید طول عمر بالایی داشته باشند. به صورت کلی طول عمر یک باتری بر حسب تعداد سیکل شارژ و دشارژ باتری بیان می‌شود. هرچه تعداد سیکل باتری بیشتر باشد به معنی طولانی‌تر بودن طول عمر آن می‌باشد. از میان باتری‌های سرب اسید خشک دو نوع باتری مناسب برای سیستم خورشیدی موجود است.

باتری سرب اسید خشک AGM:

این مدل از باتری‌ها را به هیچ عنوان نمی‌توان از روی ظاهر مشخص کرد که باتری پنل خورشیدی است یا باتری یو پی اس و تنها با خواندن لیبل روی آن می‌توان به نوع آن پی برد. اگر در کاتالوگ آن‌ها نمودار عمر باتری ترسیم نشده باشد به این معنی است که از نوع یو پی اس می‌باشد.

باتری سرب اسید GEL:

باتری ژل مقاومت دمایی بالاتری نسبت به مدل AGM دارد به این معنی که در محیط‌های گرم عمر بیشتری نسبت به نوع AGM دارند. در باتری‌های ژل به دلیل بیشتر بودن تعداد سیکل باتری، در کل عمر طولانی‌تری دارند.

نتیجه‌گیری

این وسیله یکی از اجزاء مهم سیستم خورشیدی می‌باشد که وظیفه آن نگه داشتن انرژی الکتریکی تولید شده توسط پنل می‌باشد. سیستم‌های خورشیدی اغلب از باتری پنل خورشیدی استفاده می‌کنند که در طول روز شارژ و در شب در صورت مصرف دشارژ می‌شود. با توجه به توضیحات بالا می‌توان به این نتیجه رسید که عمر آن تا حد زیادی به نوع نگهداری و طریقه استفاده از آن بستگی دارد.