مفهوم عمق دشارژ باتری (DOD) چیست؟

باتری ها برای ذخیره و آزاد سازی انرژی ساخته شده اند. در اندازه گیری کارایی باتری چندین فاکتور مهم وجود دارد. اولین عامل، باید بتواند مقدار زیادی انرژی را در خود ذخیره کند. و دومین عامل، باتری باید بتواند انرژی موجود خود را کامل خارج کند که همان فاکتور عمق دشارژ باتری است که در این مقاله به آن می پردازیم.

عمق دشارژ باتری (DOD) چیست؟

DOD مخفف کلمه Depth Of Discharge می باشد باتری تولید کننده عمق دشارژ (DoD) را مشخص می کند. هنگامی که باتری تحت بار قرار دارد و در حال انرژی دادن به بار قرار داد تخلیه می گردد.

مقداری که تخلیه می شود تا پس از آن دوباره شارژ گردد همان DoD است. در  واقع DOD، به درصد تخلیهٔ شارژ یک باتری گفته می‌شود که با کاهش آن تعداد سیکل شارژ باتری یا به‌طور کلی طول عمر باتری افزایش می‌یابد.

اگر بگوییم یک باتری 100٪ است، به این معنی است که DOD  این باتری 0٪ است، اگر بگوییم باتری 30٪ انرژی خود را تحویل داده است، در اینجا انرژی 70٪ ذخیره شده است، ما می گوئیم DOD این باتری30٪ است و اگر باتری 100٪ خالی باشد، DOD این باتری 100٪ است.

DOD همیشه می تواند به عنوان مقدار انرژی که باتری تحویل داده است تعریف شود. برای باتری های لیتیوم ما توصیه نمی کنیم که DOD باتری را به 100٪  کامل تخلیه کنیم، این کار عمر باتری را کوتاه می کند.

چرخه شارژ و دشارژ باتری چیست؟

ویدئوی زیر را با دقت تماشا کنید تا به تمام سوالات شما در زمینه اهمیت سیکل شارژ انواع باتری ها توضیح مفصلی در اختیار شما بگذارد!

حالت شارژ (SOC) باتری چیست؟

SOC، مکمل DOD است. هنگامی که یک باتری کاملا شارژ می شود می توانیم بگوییم SOC این باتری 100٪ است. SOC می تواند برای توصیف نحوه کاملا شارژ باتری اسیدی مورد استفاده قرار گیرد، زیرا باتری اسید سرب همیشه باید برای ذخیره سازی به طور کامل شارژ شود.

باتری های نیکل و باتری های لیتیوم نیز SOC را برای توصیف ذخایر انرژی توصیف می کنند. در اینجا یک فرمول توصیف رابطه SOC و DOD است، یعنی “SOC = 100٪ – DOD”.

ظرفیت باتری چیست؟

(Amp-hour (Ah برای توصیف مقدار انرژی که باتری می تواند در خود ذخیره کند به کار می رود. حجم جریان ثابت (در آمپر) چندین بار با زمان (ساعت) و سپس(Amp-hour (Ah به عنوان ظرفیت باتری تعریف می شود.

به عنوان مثال، اگر یک سلول LiFePO4 Bestgo-Power که به عنوان“10AH @ 3C discharge, 25°C” مشخص شده است، به این معنی است که در شرایط 25 درجه سانتیگراد، اگر تخلیه این باتری با جریان بیش از(30A (10AH, 3C باشد، این باتری می تواند انرژی 10AH، مانند جریان 30A برای 1/3 ساعت، یا جریان 5A برای 2 ساعت ارائه دهد.

محاسبه عمق دشارژ باتری

همانطور که در مثال بالا نیز به آن اشاره شده، زمانی که از باتری 10 آمپر در ساعت، جریان معادل 5 آمپر کشیده شود، پس از گذشت یک ساعت، چیزی در حدود 50 درصد شارژ باتری تخلیه می شود که در صورتی که فرایند دشارژ متوقف شود گوییم عمق دشارژ DOD برابر با 50 در صد است.

گفتنی است هر باتری دارای تعدادی سیکل شارژ مجاز می باشد که با افزایش تعداد دفعات شارژ و دشارژ عمر آن کم شده و بعد از رسیدن به سیکل شارژ مجاز، کیفیت کار آن پایین آمده و دیگر نمی توان از تمام ظرفیت آن استفاده نمود.

  حالت CV / CV چیست؟

حالت شارژ ولتاژ کنونی / ثابت (CC / CV) در یوپی اس یک راه موثر برای شارژ باتری های لیتیوم است. هنگامی که یک باتری لیتیوم تقریبا خالی است، ما جریان مداوم برای شارژ آن را می گیریم. ما باید مطمئن شویم که جریان شارژ باید پایین تر از جریان حداکثر شارژ باشد که برای باتری قابل قبول است.

با شارژ ثابت، ولتاژ باتری به آرامی بالا می رود. هنگامی که ولتاژ به حداکثر می رسد ولتاژ به حالت ثابت می رسد شارژر باعث می شود ولتاژ شارژ به عنوان “ولتاژ ثابت” ثابت شود و جریان شارژ را کاهش دهد. هنگامی که باتری کاملا شارژ می شود این حالت متوقف می شود.

رابطه بین چرخه شارژ و DOD

همانطور که در قسمت قبلی نیز گفته شد با افزایش تعداد دفعات شارژ باتری و رسیدن به مقدار مجاز، کیفیت جریان دهی و ظرفیت باتری کاهش پیدا می کند که در این صورت نمی توان از باتری راندمان بالایی را انتظار داشت.

در بیشتر موارد نیز باتری دیگر قابل استفاده نبوده و به اصطلاح گفته می شود عمر باتری به پایان رسیده است. عمر باتری و تعداد سیکل های مجاز شارژ در کاتالوگ باتری ها درج شده است اما مقدار آن ثابت نبوده و به شدت وابسته به پارامتر عمق دشارژ DOD می باشد.

منحنی شارژ و دشارژ باتری

به طوری که با کاهش DOD تعداد سیکل های شارژ باتری و درنتیجه عمر آن افزایش می یابد. برای مثال در یک باتری لید اسید که در سیستم های برق خورشیدی نیز مورد استفاده قرار می گیرد، در صورتی که عمق دشارژ 30 درصد باشد، باتری چیزی در حدود 3 الی 4 سال عمر و در صورتی که عمق دشارژ به عدد 50 یا 60 درصد برسد، عمر باتری بین 2 تا 3 سال می گردد.

با افزایش این مقدار به 80 درصد، ممکن عمر باتری به 6 ماه برسد که در یک سیستم برق خورشیدی این امر بسیار پر هزینه می باشد.

مقاله پیشنهادی: علت خالی شدن باتری ماشین

عمق دشارژ باتری یو پی اس (DOD)

 مقدار DoD یا عمق دشارژ را می توان با محاسبه حداکثر مقدار تولید شده توسط باتری در یک فاصله زمانی 24 ساعته تعیین کرد. این یک روش متناوب برای تجزیه و تحلیل وضعیت شارژ باتری (SoC) است.

SOC یا همان (State of Charge) به معنی وضعیت باتری  است، با افزایش عمق دشارژ، وضعیت شارژ باتری کاهش می یابد. هنگامی که باتری 100٪ کامل شارژ شده است، عمق دشارژ 0٪ است.

چرخه دشارژ باتری یو پی اس چیست؟

چرخه دشارژ باتری یو پی اس یک اصطلاح است برای توصیف فرایندی که در آن تمام انرژی موجود در باتری قابل شارژ استفاده می شود. همچنین می تواند برای تعیین یک عمر باتری یو پی اس مورد استفاده قرار گیرد. روش های مختلف دشارژ وجود دارد: دشارژ عمیق و دشارژ نیمه عمیق.

دشارژ عمیق مربوط به فرایند تخلیه باتری به طور کامل قبل از مجدد شارژ شدن آن است. تخلیه نیمی از قدرت باتری و سپس شارژ دوباره آن یا به وضعیت کامل و یا درصد بالاتر، دشارژ نیمه عمیق گفته می شود. زمانی چرخه دشارژ کامل می شود که باتری دیگر نمی تواند به تولید ولتاژ به قدرت یک بار واکنش نشان دهد.

عمق شارژ باتری پنل خورشیدی

در ایران باتری پنل خورشیدی از نوع سیلد اسید یا همان لید سیلد اسید انتخاب می گردد و به طور معمول پیشنهاد می شود میزان عمق دشارژ حداکثر برابر 50 تا 60 درصد باشد که در این صورت، عمر باتری ها در حدود 2 تا نهایتا 3 سال می شود.

همچنین در صورت استفاده از باتری های لیتیوم یون Li-Ion نیز می توان عمقش دشارژ را تا 70 درصد نیز تایین نمود. برای تنظیم بهتر این فرایند نیز می توان از کنترل شارژ ها هوشمند نیز استفاده نمود.

اهمیت DOD باتری های خورشیدی

از آنجائیکه DOD و عمر باتری باتری ها از هم متصل هستند، مهم است که بدانید که بیشتر باتری خود را به طور کامل تخلیه می کنید، احتمال بیشتری دارد که سرعت آن کاهش یابد. به طور مشابه، چرخه تخلیه بیشتر که باتری می شود، سریع تر آن را کاهش می دهد.

بنابراین، حداکثر DOD برای عمر یک چرخه باتری در ارزش کلی آن اهمیت دارد. توصیه می شود حداکثر DOD برای باتری خود را در عمق مجاز نگه دارید که 80٪ است برای حفظ عمر باتری های چرخه عمیق خود.

نکات ایمنی برای تخلیه باتری یو پی اس

• گرما عملکرد باتری را افزایش می دهد، اما طول عمر آن را کاهش می دهد.
• دمای سرد عملکرد باتری را کاهش می دهد، اما طول عمر آن ها بیشتر می شود زمانی که در محیط سردتر و خنک تری قرار دارند.
• اجتناب از تخلیه بیش از حد.