راهنمای انتخاب صحیح باتری در سیستم های برق خورشیدی

باتری‌ها همانند پنل‌ها در سیستم‌های برق خورشیدی نقش مهمی را ایفا می‌کنند. برای خرید این باتری‌ها از شرکت‌های واردات پنل خورشیدی باید به این نکته توجه کنید که حتما ولتاژ آن‌ها ۱۲ ولت باشد. البته در ولتاژ ۶ ولتی نیز تولید می‌شوند. برای دستیابی به توان بالاتر می‌توانید باتری‌ها را به صورت موازی نصب کنید که باعث افزایش شدت جریان کلی دریافتی نیز می‌شود. هنگام وارد کردن این باتری‌ها از شرکت‌های بازرگانی معتبر مانند آذران ترید دقت داشته باشید که باتری‌ها حتما قابلیت شارژ و دشارژ را داشته باشند. چرا که این ویژگی باعث افزایش راندمان باتری‌ها می‌شود.

آشنایی با ساختار و نحوه اتصال باتری های خورشیدی

انرژی تولید شده در پنل‌ها به طور معمول در باتری‌های سرب- اسیدی ذخیره می‌شود. این باتری‌ها از نظر عملکرد یه باتری‌های ۱۲ ولتی خودرو دارند. البته به علت تفاوتی‌که در ساختار داخلی آن‌ها وجود دارد،  می‌توانید آن‌ها را چندبار شارژ و دشارژ کنید.

علاوه‌بر این‌که ولتاژ این باتری‌ها ۱۲ ولت است، در نمونه‌های ۶ ولتی نیز تولید می‌شود. برای این‌که به توان‌های بالاتر این باتری‌ها دسترسی داشته باشید، می‌بایست پنل‌های خورشیدی را به صورت موازی به هم متصل کنید. در این صورت، اتصال موازی باعث افزایش ولتاژ و توان کلی مجموعه باتری‌ها می‌شود و با این‌کار، علاوه‌بر ثابت ماندن ولتاژ، شدت جریان دریافتی و توان نیز افزایش می‌یابد‌.

زمانی‌که باتری‌های سرب اسیدی به آرامی تخلیه شوند، می‌توانند انرژی بیش‌تری را تامین کنند. به طور مثال در صورتی‌که یک باتری ۱۰۰ آمپر ساعت، به جای یک فاصله زمانی ۲۰ ساعته، در زمان ۵ ساعت تخلیه شود، توان موجود حدود ۲۰ تا ۲۵ درصد افت پیدا می‌کند. به این نکته توجه کنید که باتری‌های سرب اسیدی را نباید به صورت کامل تخلیه کنید. همچنین برای جلوگیری از خراب شدن ناگهانی باتری‌ها می‌بایست ۲۰ درصد از شارژ آن‌ها را حفظ کنید. البته افراد متخصص توصیه می‌کنند که هنگام طراحی سیستم خورشیدی، صفر تا صد نصب پنل خورشیدی به نحوی انجام شود که مقدار شارژ باتری در هیچ شرایطی کم‌تر از ظرفیت اسمی آن نشود. باتری‌ها به صورت مشابه به سلول‌های خورشیدی متصل می‌شوند. در این‌جا برای کسب ولتاژ‌های بالاتر می‌توان آن‌ها را به صورت سری به هم متصل کرد. جهت بالابردن ظرفیت، باتری‌ها را می‌بایست به صورت موازی به هم متصل کنید. هنگام اتصال موازی باتری‌ها می‌بایست این نکته را در نظر بگیرید که اگر از قطب مثبت باتری اول مجموعه باتری‌ها یک کابل خارج شود، کابل منفی را به قطب منفی آخرین باتری وصل کنید. این نکته را نیز در نظر بگیرید که انرژی دریافت شده از باتری‌ها و انرژی داده شده به آن‌ها هنگام شارژ به صورت یکنواخت و متعادل تقسیم می‌شود. اگر این اصول رعایت نشود، یعنی اگر کابل‌های خروجی نهایی به قطب‌های مثبت و منفی باتری اول با اتصال کابل مورد نظر به کنترلر و اینورتر هنگام مصرف، باتری اولی زودتر از بقیه باتری‌ها تخلیه می شود. البته هنگام شارژ آن‌ها با سلول‌های خورشیدی، باتری‌که بیش‌ترین مقدار شارژ را دریافت کرده، همان باتری اولی است.

 اگر باتری‌ها به صورت غلط به هم متصل شوند، تعادل آن‌ها به هم خورده و  باعث عدم همزمانی در به پایان رسیدن انرژی باتری‌های مختلف می‌گردد و عمر باتری کاهش می‌یابد‌. از این رو پس از پر شدن باتری اولی، مقدار ولتاژ و بار آن به کنترل کننده اعلام شده و کنترل کننده، مسیر جریان برق خروجی از سلول به باتری‌ها را قطع می‌کند. به همین علت از اتفاق شارژ اضافی که باعث خراب و کوتاه شدن عمر باتری‌ها می‌شود، جلوگیری می‌گردد. در حالی‌که باتری‌های دیگر هنوز به شارژ نیاز داشته و نتوانسته‌اند به ولتاژ مناسب خود برسند. در این صورت سایر باتری‌ها به حداکثر شارژ خود نرسیده‌اند و عمرشان کوتاه می‌شود.

طول عمر باتری های خورشیدی

به علت استفاده مداوم از باتر‌ی‌های خورشیدی، مهم‌ترین مسئله در خرید آن‌ها از شرکت‌های واردات پنل خورشیدی از چین، طول عمرشان است. جهت افزایش ولتاژ باتری‌ها، می‌توانید آن‌ها را صورت سری به دنبال یکدیگر متصل کنید. همچنین برای افزایش توان آن‌ها و با حفظ ولتاژ یکی از آن‌ها باتری‌ها را به صورت موازی می‌توانید به هم متصل کنید. ظرفیت باتری بر حسب آمپر سنجیده می‌گردد. می‌توان گفت که آمپر ساعت یک باتری معرف این خصوصیت بوده که یک جریان خاصی را طی چه مدتی می‌توان از باتری تامین کرد. به طور مثال یک باتری ۱۰۰ آمپر می‌تواند به مدت ۱۰۰ ساعت یک جریان آمپری را در اختیار شما قرار دهد و یا یک جریان ۱۰۰ آمپری را طی یک ساعت تامین نماید. البته واقعیت چیز دیگر است، زمانی‌که باتری‌های سرب اسیدی به آرامی تخلیه شوند، می‌توانند انرژی بیش‌تری را تامین کنند. به طور مثال اگر یک باتری ۱۰۰ آمپر ساعت، بجای فاصله زمانی ۲۰ ساعته در مدت ۵ ساعت تخلیه شود، توان موجود حدود ۲۰ تا ۲۵ درصد افت می‌کند.

منظور از Deep Cycle در باتری ها چیست؟

منظور از دیپ سایکل این است که باتری قابلیت دشارژ تا ظرفیت نامی خود را دارد. در سیستم‌های خورشیدی، امکان دشارژ باتری تا حدود ۸۰ درصد در روزهای ابری وجود دارد. از این رو باتری باید بار را در این حالت تامین کند.

باتری مناسب سیستم های خورشیدی

در بین باتری‌های سرب اسیدی، باتری‌های زیر برای سیستم‌های سولار خشک مناسب هستند:

• باتری سرب اسید خشک AGM: این باتری‌ها ظاهری شبیه به باتری‌های UPS دارند و می‌بایست بر اساس کاتالوگ و مدل آن‌ها را بررسی کنید. در کاتالوگ باتری های AGM نمودار طول عمر باتری قرار می‌گیرد.
• باتری سرب اسید خشک GEL: این باتری‌ها در محیط گرم طول دارای طول عمر بالاتری نسبت به باتری‌های AGM هستند. به این معنی‌که تحمل دمای بالاتری نسبت به باتری‌های AGM دارند. باتری های GEL در شرایط یکسان داراری سیکل شارژ و دشارژ بالاتری نسبت به باتری‌های AGM هستند.
• باتری های ژله ای (یا ژلاتینی): طول عمر این باتری‌ها قابل قبول بوده و هنگام شارژ از خودشان گاز هیدروژن پخش نمی‌کنند. این باتر‌ی‌ها به مراقبت و نگهداری خاصی نیازی ندارند و به نحوی طراحی شده‌اند که هنگام حرکت هم قابل استفاده هستند.

تعریف پارامترهای  DOD و SOC در باتری های خورشیدی

DOD: عمق دشارژ باتری (سطحی از انرژی دشارژ شده باتری)

SOC: حالت شارژ باتری، یا در واقع این پارامتر میزان نسبی انرژی در باتری‌ها را نسبت به ظرفیت باتری نشان می‌دهند.

مزیت مهمی که این باتری دارد، این است که به نگهداری و مراقبت خاصی نیازی ندارد. همچنین به طور کامل آب‌بندی بوده و هنگام کار هیچ گاز هیدروژنی از خود پخش نمی‌کنند. از این رو مهم‌ است باتری‌ها را بر اساس راهنمای انتخاب برندهای معتبر در تجهیزات خورشیدی انتخاب کنید. اگر پروژه خورشیدی مورد نظر شما با یک باتری ۵۰ آمپز ساعت یا کم‌تر همخوانی داشته باشد، باتری‌های ژله‌ای می‌تواند جایگزین مناسبی برای باتری‌های سنگین و صنعتی باشند‌. شما می‌توانید از باتری‌های سرب اسیدی‌تر دیپ سایکل هم در سیستم خورشیدی خود استفاده کنید. البته استفاده از این‌ باتری‌ها به علت نیاز داشتن به تعمیر و نگهداری و آزاد کردن گازهای سمی هنگام شارژ توصیه نمی‌شود.

ترکیب و پیکربندی باتری ها

برای ذخیره سازی و نگهداری انرژی الکتریکی دریافتی از خورشید می توان از یک یا تعداد بیشتری باتری استفاده نمود. در این‌جا هم مشابه پنل‌های خورشیدی، برای بالا بردن ظرفیت نهایی، باتری‌های موجود را می‌توان به صورت موازی به هم متصل نمود و برای اخذ ولتاژهای بالاتر، آن ها را به شکل سری به یکدیگر ارتباط داد.

عمر مفید باتری های خورشیدی

هنگام خرید باتری‌ها برای سیستم خورشیدی می‌بایست به عمر مفید آن‌ها توجه داشته باشید. چرا که پس از مدتی استفاده، طور عمر آن‌ها به پایان رسیده و می‌بایست آن‌ها را تعویض کنید. یک امر طبیعی که وجود دارد این است که بخواهید باتری را تهیه کنید که عمر مفید بالایی داشته باشد. از این رو می‌بایست به خصوصیات و نقاط ضعف آن‌ها آگاه باشید.

به طور کلی سنجش عمر مفید باتری‌ها به دو صورت امکان پذیر است که هر کدام به ویژگی‌های خاصی مربوط می‌شود:

عمر چرخه‌ای که با توجه به سیکل‌های انجام شده تا یک عمق تخلیه خاص از باتری سنجیده می‌شود.

ماندگاری با طول عمر کلی که در واقع تعداد سال‌هایی را نشان می‌دهد که در صورت شارژ منظم و به موقع و عدم استفاده، باتری حالت بهره‌وری خود را حفظ کرده باشد.

راهنمای انتخاب باتری پنل خورشیدی

هنگام انتخاب باتری مناسب برای پنل خورشیدی در اصفهان می‌بایست نکات زیر را مد نظر قرار دهید:

• طریقه مشخص کردن ظرفیت باتری پنل خورشیدی
• طراحی و طریقه تعیین ظرفیت بانک باتری به نحوه استفاده و کارکرد سیستم مورد طراحی وابسته است.
• باتری‌های استفاده شده در سیستم‌های خورشیدی دارای توان حداکثری ۱۲ ولتی هستند.
• اغلب باتری‌های سیستم خورشیدی به علت ویژگی‌های منحصر به فردی که دارند، همیشه باید آن‌ها را فول شارژ نگهداری کنید.

جهت مشخص کردن ظرفیت باتری برای سیستم خورشیدی، ابتدا باید مصرف روزانه انرژی خود را محاسبه کرده و سپس مقدار انرژی تولیدی توسط پنل‌های خورشیدی را محاسبه کنید. با در نظر گرفتن این مقدار، می‌توانید ظرفیت باتری لازم برای ذخیره انرژی خورشیدی را محاسبه کنید.

جهت محاسبه ظرفیت باتری، از فرمول زیر استفاده می‌شود:

ظرفیت باتری = (مصرف انرژی روزانه * تعداد روز ذخیره) / عمق تخلیه عمق باتری

در این فرمول:

• مصرف انرژی روزانه: مقدار انرژی کلی که سیستم خورشیدی در یک روز مصرف می‌کند.
• تعداد روز ذخیره: تعداد روزهایی که شما می‌خواهید سیستم خود را بدون دسترسی به نور خورشید استفاده نمایید.
• عمق تخلیه باتری: درصدی از ظرفیت کل باتری که می‌توان استفاده کنید، بدون آن‌که به باتری آسیب برسد.

جمع بندی

به طور کلی برای خرید باتری‌های خورشیدی نیاز است که توان، ولتاژ و قابلیت شارژ و دشارژ شدن آن‌ها را در نظر بگیرید. همچنین از نحوه مشخص کردن ظرفیت بانک باتری آگاه باشید. به علت ساختار و ویژگی خاص باتری‌های خورشیدی می‌بایست همیشه آن‌ها را فول شارژ نگه دارید. همچنین برای این‌که بدانید هزینه احداث نیروگاه برق خورشیدی چقدر است؟ ابتدا باید مقدار توان مصرفی روزانه خود را مشخص کرده و سپس با استفاده از آن باتری‌هایی با ظرفیت مورد نیاز خود را خریداری کنید. این نکته مهم است که کیفیت باتری‌های خورشیدی بالا باشد، چرا که می‌تواند روی میزان و کیفیت تولید انرژی الکتریکی تاثیر بگذارد. از این رو توصیه می‌شود که باتری‌های خورشیدی را از طریق شرکت‌های معتبر بازرگانی مانند آذران ترید وارد کنید.