باتری سیستم های خورشیدی

مهمترین  قسمت یک سیستم خورشیدی (به انگلیسی solar system) باتری سیستم خورشیدی می باشد، که انرژی تولید شده توسط پنل ها در آن ذخیره می شوند تا در ساعاتی مانند شب که نور خورشید به سطح پنل ها برخورد نمی کند، سیستم توانایی تامین انرژی الکتریکی مصرفی را بر عهده داشته باشد.

کاربرد سیستم های خورشیدی

امروز با توجه به نیاز به انرژی الکتریسیته و محدود بودن سوختهای فسیلی جهت تبدیل به الکتریسیته و بعضی از مناطق (روستاهای دور افتاده و کم جمعیت) که امکان اتصال به شبکه برقی کشور بسیار هزینه بر و مقرون به صرفه نیست.

تمایل به استفاده از انرژی های تجدید ناپذیر بسیار بیشتر از قبل شده است. یکی از منابعی که در طی بیست سال اخیر از آن استفاده می شود، انرژی خورشیدی است.

خورشید در هر ثانیه حدود ۱۰۰۰ ژول انرژی به هر متر مربع از سطح زمین منتقل می کند که با جمع آوری آن می توان انرژی مورد نیاز برای بسیاری از کارها را فراهم نمود. بنابراین تقاضا برای سیستم های خورشیدی هر روز بیشتر می شود.

امروز دولت جمهوری اسلامی هم برای بعضی از روستاهای صعب العبور و روستاهای که جمعیت کمی دارند و اتصال به شبکه برقی مقرون به صرفه نیست از انرژی خورشیدی استفاده میکند.

و همچنین جهت چراغ های راهنمایی که در صورت قطعی برق با مشکلات زیادی برای ترافیک روبرو میشود از باطری های خورشیدی استفاده میکنند.

نقش باتری در سیستم های خورشیدی

باتری ها انرژی الکتریکی را به صورت شیمیایی در خود ذخیره می کنند. در سامانه های فتوولتاییک باتری خورشیدی وظیفه پشتیبانی در طول شب و در روزهای ابری را به عهده دارند.

از آنجا که توان خروجی صفحات فتوولتاییک در طول روز متغییر می باشد، یک باتری ذخیره کننده می تواند یک منبع نسبتا ثابت برای تولید توان باشد تا تغییرات نور تابیده شده به صفحات را جبران کند.

مزیت دیگر استفاده از باتری در سیستم های خورشیدی تامین جریان راه اندازی موتور های الکتریکی است.

از طرف دیگر باتری ها لوازمی با بهره دهی صد در صد نیستند و مقداری از انرژی را به صورت گرما در واکنش های شیمیایی، در طول شارژ و دشارژ از دست می دهند. برای جبران این انرژی تلف شده باید راندمان باتری را در طراحی سیستم خورشیدی لحاظ کرد.

باطری خورشیدی چیست؟

در واقع باتری خورشیدی مهمترین و حساسترین قسمت یک سیستم خورشیدی آفگرید می باشد، چرا که بعنوان یک منبع ذخیره تامین کننده برق مورد نیاز در ساعات تعریف شده میباشد.

انتخاب باتری از حساسترین انتخاب‌ها برای احداث یک نیروگاه خورشیدی خانگی یا صنعتی آفگرید میباشد، چرا که هم سرمایه زیادی از حجم سرمایه گذاری نیروگاهی را به خود تخصیص میدهد و هم ذخیره کننده انرژی مورد نیاز سرمایه گذار میباشد.

باتری خورشیدی چگونه کار میکند؟

باطری‌ انرژی اضافه تولید شده توسط سیستم خورشیدی را جمع کرده و آن را در شب یا وقتی انرژی ورودی دیگر وجود ندارد استفاده می‌کند. باتری می‌تواند سریع دشارژ شوند و جریان زیادی تولید ‌کنند که می‌تواند توسط منبع شارژ تولید شود. بنابراین پمپ‌ و موتور می‌تواند به‌طور متناوب کار کند.

انواع باطری سیستم خورشیدی

انواع باتری های خورشیدی از نظر ساختار که در مصارف خانگی مصرف می شوند معمولا با یکی از سه ترکیب شیمیایی ساخته می شوند:لید اسید(سرب اسید)،لیتیومی و آب نمک

در اکثر موارد باتری های لید اسید (باتری یو پی اس) بهترین گزینه برای یک سیستم خورشیدی هستند اگرچه باتری های دیگر می توانند حاصل بیشتری داشته باشند.

1- لید اسید(سرب اسید)

باتری های لید اسید یک تکنولوژی تست شده هستند که در سیستم های خارج از شبکه برای دهه ها استفاده شده اند. آن ها یکی از ارزان ترین گزینه های حال حاضر در بازار در حوزه ذخیره انرژی خانگی هستند.

برای صاحبان خانه که می خواهند سیستم خارج از شبکه داشته باشند و نیاز به نصب تعداد زیادی ذخیره ساز انرژی دارند،لید اسید یک گزینه خوب می تواند باشد.

باتری لید اسید با به عبارتی باطری خورشیدی ارزان را می توان به دو دسته تقسیم کرد:

1. باتری سرب اسید تر (FLA)
2. باتری سرب اسید خشک (VRLA)

باتری های خشک نیز به دو دسته تقسیم می شوند:

1. باتری AGM
2. باتری ژله ای

اما تفاوت Gel با AGM در تحمل دمایی بالای Gel و اینکه تعداد شارژ و دشارژ Gel بیشتر است. اما در دماهای پایین با توجه به اینکه با کاهش دما، افت ولتاژ افزایش پیدا می‌کند AGM بهتر است.

2- باتری لیتیومی

تکنولوژی ذخیره ساز انرژی اکثر خانه های جدید، از چند ترکیب شیمیایی یون لیتیومی استفاده می کند. باتری های لیتیومی سبک تر و جمع و جور تر نسبت به باتری های لید اسید هستند. آنها همچنین دارای DOD بالاتر و طول عمر بالاتر در مقایسه به لید اسیدها هستند. اگرچه باتری های لیتیومی گرانتر از موردمشابه لید اسیدی هستند.

3- آب نمک(سالت واتر)

یک تازه وارد در صنعت ذخیره سازهای انرژی خانگی باتری های آب نمک(سالت واتر)هستند. برخلاف دیگر ذخیره سازهای انرژی خانگی،سالت واترها حاوی فلزات سنگین نیستند،در عوض وابسته به الکترولیت های آب نمک هستند.

در حالیکه باتری هایی که از فلزات سنگین استفاده می کنند شامل لید اسید و لیتیومی نیاز به آماده شدن با فرایند خاصی دارند،یک باتری سالت واتر می تواند به آسانی بازیافت شود.اگرچه،به عنوان یک تکنولوژی جدید،باتری های سالت واتر نسبتا تست نشده هستند.

باتری مناسب سیستم خورشیدی

نوع دیگری از باتری های لید اسید موجود می باشند که دارای الکترولیت خشک اند و می توان از آن ها در محیط های ساکن نیز استفاده نمود. نام دیگری این باتری ها باتری های خشک یا باتری های UPS نیز می باشد.

این باتری ها یکی بهترین انتخاب ها برای سیستم های برق خورشیدی می باشند که با داشتن قیمت مناسب و نیز قابلیت کار در محیطی ساکن می توانند نیاز های یک سیستم برق خورشیدی را پیاده نمایند.

اما بزرگ ترین مشکل چنین باتری هایی، عمق دشارژ و کم بودن تعداد سیکل شارژ می باشد که موجب کاهش طرفیت باتری و طول عمر آن می شود.

به طور معمول طول عمر چنین باتری هایی با انتخاب عمق دشارژ مناسب چیزی در حدود 2 تا 3 سال و در برخی موارد تا 5 سال نیز می باشد. با توجه به این مسئله تنها قسمتی از یک سیستم برق خورشیدی که نیاز است هر چند سال یک بار تعویض گردد، باتری بوده که با یک طراحی مناسب می توان این بازه زمانی را افزایش داد.

باتری های دیگری مانند باتری های ژله ای و باتری های لیتیوم یون Li-Ion نیز موجود است که از عمق دشارژ بهتری بهتره می برند و با استفاده از آن ها، عمر باتری به 15 سال نیز می رسد که با توجه به قیمت بالا و محدودیت در تهیه آن کمتر توصیه می گردد.

بنابراین در بین انواع باتری های خورشیدی، نوع Lead Acid (اسید سرب ) یا همان باتری یو پی اس مناسب ترین انتخاب برای کاربردهای خورشیدی است. از بین باتری‌های سرب اسید، باتری های تر یا FLA بدلیل نیاز به تعمیر و نگهداری مقبولیت کمتری دارند و درباره باتری‌های خشک سرب اسید از بین AGM و GEL باید با توجه به شرایط دمایی و بودجه یکی را انتخاب نمود.

تفاوت باطری ماشین با باتری سیستم خورشیدی

باتری ها علاوه بر مشخصات الکتریکی داری مشخصات فیزیکی و شیمیایی می باشند که باعث به وجود آمدن محدودیت هایی می شود و نمی توان از هر نوع باتری در هر کاربردی استفاده نمود.

باتری مورد استفاده در سیستم برق اتومبیل از نوع لید اسید ( Lead Acid ) بوده و توانایی تامین جریان لحظه ای بالا را برای راه اندازی موتور استارت اتومبیل که یک موتور DC با جریانی بیش از 100 آمپر می باشد را دارا می باشد.

این باتری ها از الکترولیت مایع تشکیل شده اند و در صورت ساکن بودن دچار مشکلاتی می گردند. برای همین نمی توان از آن ها در سیستم برق خورشیدی استفاده نمود.

مشخصات باتری خورشیدی

باتری مورد استفاده در سیستم های خورشیدی به علت استفاده مداوم هر روزی از آنها در درجه اول باید دارای طول عمر بالا باشند. به طور کل طول عمر یک باتری بر حسب تعداد سیکل شارژ و دشارژ و میزان سطح دشارژ باتری بیان می شود.

در سیستم های خورشیدی باتری خورشیدی در طول روز توسط پنل شارژ و در طول شب توسط مصرف کننده دشارژ می شوند. لذا هر شبانه روز یک سیکل شارژ و دشارژ برای باتری محسوب می شود.

در طراحی یک سیستم خورشیدی سطح دشارژ باتری توسط طراح باید به گونه ای در نظر گرفته شود که طول عمر باتری بسیار کوتاه نباشد.

ویژگی مهم دیگر باتری های خورشیدی قابلیت دشارژ تا ظرفیت نامی آنها می باشد. (Deep Cycle) باتری های خودرو در صورتی که تنها چند بار به طور کامل دشارژ شوند طول عمر آنها بسیار کاهش می یابد و مستهلک خواهند شد.

در سیستم های خورشیدی پس از روزهای ابری باتری ممکن است تا عمق ۸۰ درصد دشارژ شود و باتری باید قابلیت تامین بار را در این شرایط داشته باشد.

به طور معمول ظرفیت باتری ها بر حسب آمپر در ساعت ( Ah ) مشخص می شود که بیانگر میزان ظرفیت جریان دهی یک باتری در طول یک ساعت می باشد به این معنی که اگر از یک باتری 10 آمپر در ساعت، جریان 10 آمپر دریافت نماییم، پس از گذشت یک ساعت، شارژ باتری تمام می شود. بر طبق همین اصل با کشیدن جریان 5 آمپر از یک باتری 10 آمپر در ساعت، باتری می تواند تا دو ساعت جریان دهی نماید .

طول عمر باطری خورشیدی

رنج معمول طول عمر مفید یک باتری خورشیدی بین 2 تا 3 سال است. بطور کلی برای یک سیستم آفگرید حدود 30 درصد از هزینه کلی صرف باتری خواهد شد. طول عمر باتری، همان‌طور که در ادامه توضیح داده خواهد شد، تابعی از نحوه استفاده شما از آن است که می‌تواند تا 3 سال (با توجه به نوع ) هم عمر کند.

اما این طول عمر معمولا DOD (Depth of Discharge) یا عمق دشارژ غیر منطقی به ما می‌دهد، پس در یک سیستم معمولا باید آنرا برای 2 تا 3 سال طراحی کرد تا DOD منطقی تری داشته باشد.

اصول نگهداری از باطری سیستم های خورشیدی

• نگه داری صحیح هم چنین می تواند تاثیر بسزایی در طول عمر باتری داشته باشد.
• باتری های خورشیدی به شدت تحت تاثیر دما هستند، بنابراین محافظت باتری از یخ زدن یا گرمای شدید میتواند عمر مفید آن را افزایش دهد.
• زمانی که باتری خورشیدی در زیر ۳۰ درجه فارنهایت قرار گیرد، نیازمند ولتاژ بیشتری جهت رسیدن به ماکزیمم شارژ خواهد بود.
• زمانی که همین باتری در دمای بالاتر از ۹۰ درجه فارنهایت قرار گیرد،دچار گرمای شدید می شود و نیازمند احیای شارژ خواهد شد.
• تلاش در کیفیت نگه داری می تواند تاثیر فراوانی بر طول عمر باتری شما داشته باشد.

نحوه نصب باتری سیستم خورشیدی

نحوه سیم بندی باتری های خورشیدی

نحوه سیم بندی باتری ها در سیستم های خورشیدی با توجه به ولتاژ سیستم و همچنین ولتاژ باتری ها متفاوت است. مثلاً اگر ولتاژ سیستم برابر ۲۴ ولت باشد و ما از باتری های ۱۲ ولتی استفاده کنیم باید دو عدد باتری ۱۲ ولت را با هم سری کنیم تا بتوانیم ولتاژ سیستم را ۲۴ ولت در نظر بگیریم.

ساخت باتری خورشیدی با اتصال موازی

حداکثر ظرفیت باتری های موجود در بازار به 150 یا حتی در برخی موارد به 200 آمپر در ساعت نیز می رسد و با توجه به کاربرد مورد نظر تعدادی از آن ها به منظور افزایش ظرفیت جریان دهی با یکدیگر موازی می شوند.

برای مثال در یک سیستم برق خورشیدی ممکن است نیاز به ظرفیتی معادل 500 آمپر در ساعت باشد که در این صورت از 5 یا 6 باتری 100 آمپر در ساعت استفاده می شود که به صورت موازی با یکدیگر قرار می گیریند.

منظور از موازی کردن باتری ها، اتصال تمامی قطب های مثبت و همچنین تمامی قطب های منفی به یکدیگر می باشد که در این فرایند باید به نکاتی مهمی نیز توجه نمود. یک اینکه ظرفیت جریان دهی و ولتاژ باتری های انتخابی با یکدیگر برابر باشند و دوم این که برند، سال و سری ساخت باتری ها با یکدیگر یکی باشند.

با رعایت دو نکته گفته شده، مشکلی برای باتری های موازی پیش نمی آید و در صورت عدم رعایت آن ها ممکن است آسیب های جدی به آن ها وارد گردد .

نمودار DOD باتری های خورشیدی

عمر باتری با میزان دشارژ شدن آن رابطه عکس دارد، یعنی هرچه باتری بیشتر دشارژ شود کمتر عمر خواهد کرد. این حقیقت فیزیکی معمولا تحت عنوان یک منحنی DOD توسط سازنده در اختیار مصرف کننده قرار می‌گیرد.
عمر باتری بستگی شدیدی به عمق دشارژ آن دارد که نمودار DOD باتری‌ها راهنمای مناسبی برای تعیین ظرفیت باتری‌هاست.

خرید باتری سیستم خورشیدی

جهت خرید باطری خورشیدی، کافی است با مراجعه به لینک زیر لیست باتری های سیستم خورشیدی را مشاهده و خرید نمایید. و یا با کیان باتری تماس گرفته و از کارشناسان مربوطه مشاره تخصصی دریافت نمایید.

خرید اینترنتی انواع باتری خورشیدی

قیمت باطری خورشیدی

قیمت باتری سیستم خورشیدی، با توجه به آمپراژ و ابعاد و سایر مشخصات مانند کشور و شرکت سازنده متفاوت است. در لیست زیر قیمت به روز باطری ویلچر برقی آمده است.

لیست قیمت باطری های خورشیدی