باتري ماشين

باتري

بطور كلي صحبت از باتري براي سيستم‌خورشيدي زماني مطرح است كه قصد ذخيره‌سازي انرژي داشته باشيم؛ پس صحبت از باتري مختص به سيستم‌هاي Off Grid يا جدا از شبكه است. البته در كشورهاي پيشرفته از باتري‌هاي با ظرفيت زياد براي برخي مصارف On Grid (متصل به شبكه برق) هم استفاده مي‌شود ولي از آنجايي كه در كشور ما اين مورد كاربرد ندارد از اين بحث صرف‌نظر مي‌كنيم.

درباره بهره‌گيري پنل‌ها از خورشيد بايد گفت در بهترين حالت با استفاده از Sun Tracker، توليد انرژي از طلوع تا غروب آفتاب خواهيم داشت. طبيعي است با استفاده از پنل‌هاي ثابت توليد انرژي به ساعات مياني روز محدود مي‌شود و توليد در ساعات ابتدايي و انتهايي با بهره‌وري كمتري صورت مي‌گيرد. پس در مواردي كه نياز به استفاده از انرژي در شب داريم، نيازمند ذخيره‌سازي اين انرژي در روز هستيم. علاوه بر مصرف در شب، باتري‌ها براي مصارف در روز كه نزديك يا بيشتر از ظرفيت نامي پنل‌ها هستند (البته طراحي چنين سيستم‌هايي نياز به دقت بالا دارد )، مي‌توانند مورد استفاده قرار بگيرند.

نكته ديگري كه بايد در رابطه با باتري‌هاي موجود در سيستم خورشيدي به آن توجه كرد، هزينه و عمر اين باتري‌هاست. بطور كلي براي يك سيستم آفگريد حدود 30 درصد از هزينه كلي صرف باتري خواهد شد. طول عمر باتري، همان‌طور كه در ادامه توضيح داده خواهد شد، تابعي از نحوه استفاده شما از آن است كه مي‌تواند تا 4 سال (با توجه به نوع ) هم عمر كند، اما اين طول عمر معمولا DOD (Depth of Discharge) يا عمق دشارژ غير منطقي به ما مي‌دهد، پس در يك سيستم معمولا بايد آنرا براي 2 تا 3 سال طراحي كرد تا DOD منطقي تري داشته باشد.

بعد از اين مقدمه كوتاه وقت آن رسيده كه نگاهي به انواع باتري‌ها و منحني‌هاي DOD آنها بيندازيم تا باتري‌هاي مناسب براي سيستم خورشيدي مشخص شوند.

پيش از شروع اين بخش براي رعايت حق كپي بايد گفت مطالب مربوط به انواع باتري‌ها از سايت‌هاي كالا آموز و برق‌نيوز گرفته شده‌اند.

انواع باتري‌

نمودار طبقه‌بندي زير مي‌تواند ديد كلي راجع به انواع باتري‌ها بدهد. در مرحله اول دسته‌بندي، باتري‌ها را به دو دسته قابل شارژ و غير قابل شارژ تقسيم مي‌كنيم. از آنجاييكه باتري در طول عمر يك سيستم خورشيدي در طول روز شارژ و در شب دشارژ مي‌شود، پس حداقل يكبار در روز فرآيند شارژ و دشارژ را بايد براي يك باتري در نظر گرفت كه اين يعني دسته سمت چپ باتري‌ها، يعني باتري‌هاي غير قابل شارژ از بحث ما كنار گذاشته مي‌شوند.

در بين قابل شارژها Lead Acid بدليل قيمت مناسب، بيشترين استفاده را دارد و بعد از آن Nickel Cadmium و انواع ديگر در موارد خاص مورد بهره‌برداري قرار مي‌گيرند. در بين زيرشاخه Lead Acid، باتري‌هاي خشك يعني VRLA و SLA استفاده بيشتري دارند چراكه نياز به تعمير و نگهداري ندارند بر خلاف باتري تر FLA كه با وجود داشتن قيمت مناسب تر به دليل نياز به تعمير و نگهداري مداوم چندان مورد اقبال نيست. باتري هاي سرب اسيد (Lead Acid ) براي كاربردهاي گوناگون طراحي مي شوند. نمودار زير انواع مختلف اين نوع باتري را نشان مي‌دهد.

در توضيح برخي از موارد پرمصرف بالا بايد گفت ، باتري‌هاي Deep Cycle امكان استفاده از تمام ظرفيت نامي باتري بدون كاهش شديد از طول عمر آن را فراهم كرده است در صورتي كه براي يك باتري معمولي خودرو استفاده از تمام ظرفيت باتري عمر آن را بسيار كاهش مي‌دهد. باتري Electric Motor قابليت تحمل جريان‌هاي راه‌اندازي زياد موتورهاي الكتريكي متداول را دارد در حاليكه چنين جريان‌هايي به باتري‌هاي ديگر آسيب مي‌زند. HIGH RATE / UPS مخصوص سيستم‌هاي برق اضطراري است و با توجه به اينكه تعداد شارژ و دشارژ شدن آن كم است براي سيستم خورشيدي مناسب نيست.

درباره دو زير شاخه باتري‌هاي سرب اسيد يعني AGM و Gel بايد گفت مناسب‌ترين انتخاب براي سيستم‌هاي خورشيدي هستند. در رابطه با AGM بايد توجه داشت كه اشتباها نوع UPS آن خريداري نشود كه از روي كاتالوگ قابل تمييز است. اما تفاوت Gel با AGM در تحمل دمايي بالاي Gel و اينكه تعداد شارژ و دشارژ Gel بيشتر است. در دماهاي پايين اما با توجه به اينكه با كاهش دما، افت ولتاژ افزايش پيدا مي‌كند AGM بهتر است.

باتري

بطور كلي صحبت از باتري براي سيستم‌خورشيدي زماني مطرح است كه قصد ذخيره‌سازي انرژي داشته باشيم؛ پس صحبت از باتري مختص به سيستم‌هاي Off Grid يا جدا از شبكه است. البته در كشورهاي پيشرفته از باتري‌هاي با ظرفيت زياد براي برخي مصارف On Grid (متصل به شبكه برق) هم استفاده مي‌شود ولي از آنجايي كه در كشور ما اين مورد كاربرد ندارد از اين بحث صرف‌نظر مي‌كنيم.

درباره بهره‌گيري پنل‌ها از خورشيد بايد گفت در بهترين حالت با استفاده از Sun Tracker، توليد انرژي از طلوع تا غروب آفتاب خواهيم داشت. طبيعي است با استفاده از پنل‌هاي ثابت توليد انرژي به ساعات مياني روز محدود مي‌شود و توليد در ساعات ابتدايي و انتهايي با بهره‌وري كمتري صورت مي‌گيرد. پس در مواردي كه نياز به استفاده از انرژي در شب داريم، نيازمند ذخيره‌سازي اين انرژي در روز هستيم. علاوه بر مصرف در شب، باتري‌ها براي مصارف در روز كه نزديك يا بيشتر از ظرفيت نامي پنل‌ها هستند (البته طراحي چنين سيستم‌هايي نياز به دقت بالا دارد )، مي‌توانند مورد استفاده قرار بگيرند.

نكته ديگري كه بايد در رابطه با باتري‌هاي موجود در سيستم خورشيدي به آن توجه كرد، هزينه و عمر اين باتري‌هاست. بطور كلي براي يك سيستم آفگريد حدود 30 درصد از هزينه كلي صرف باتري خواهد شد. طول عمر باتري، همان‌طور كه در ادامه توضيح داده خواهد شد، تابعي از نحوه استفاده شما از آن است كه مي‌تواند تا 4 سال (با توجه به نوع ) هم عمر كند، اما اين طول عمر معمولا DOD (Depth of Discharge) يا عمق دشارژ غير منطقي به ما مي‌دهد، پس در يك سيستم معمولا بايد آنرا براي 2 تا 3 سال طراحي كرد تا DOD منطقي تري داشته باشد.

بعد از اين مقدمه كوتاه وقت آن رسيده كه نگاهي به انواع باتري‌ها و منحني‌هاي DOD آنها بيندازيم تا باتري‌هاي مناسب براي سيستم خورشيدي مشخص شوند.

پيش از شروع اين بخش براي رعايت حق كپي بايد گفت مطالب مربوط به انواع باتري‌ها از سايت‌هاي كالا آموز و برق‌نيوز گرفته شده‌اند.

انواع باتري‌

نمودار طبقه‌بندي زير مي‌تواند ديد كلي راجع به انواع باتري‌ها بدهد. در مرحله اول دسته‌بندي، باتري‌ها را به دو دسته قابل شارژ و غير قابل شارژ تقسيم مي‌كنيم. از آنجاييكه باتري در طول عمر يك سيستم خورشيدي در طول روز شارژ و در شب دشارژ مي‌شود، پس حداقل يكبار در روز فرآيند شارژ و دشارژ را بايد براي يك باتري در نظر گرفت كه اين يعني دسته سمت چپ باتري‌ها، يعني باتري‌هاي غير قابل شارژ از بحث ما كنار گذاشته مي‌شوند.

در بين قابل شارژها Lead Acid بدليل قيمت مناسب، بيشترين استفاده را دارد و بعد از آن Nickel Cadmium و انواع ديگر در موارد خاص مورد بهره‌برداري قرار مي‌گيرند. در بين زيرشاخه Lead Acid، باتري‌هاي خشك يعني VRLA و SLA استفاده بيشتري دارند چراكه نياز به تعمير و نگهداري ندارند بر خلاف باتري تر FLA كه با وجود داشتن قيمت مناسب تر به دليل نياز به تعمير و نگهداري مداوم چندان مورد اقبال نيست. باتري هاي سرب اسيد (Lead Acid ) براي كاربردهاي گوناگون طراحي مي شوند. نمودار زير انواع مختلف اين نوع باتري را نشان مي‌دهد.

در توضيح برخي از موارد پرمصرف بالا بايد گفت ، باتري‌هاي Deep Cycle امكان استفاده از تمام ظرفيت نامي باتري بدون كاهش شديد از طول عمر آن را فراهم كرده است در صورتي كه براي يك باتري معمولي خودرو استفاده از تمام ظرفيت باتري عمر آن را بسيار كاهش مي‌دهد. باتري Electric Motor قابليت تحمل جريان‌هاي راه‌اندازي زياد موتورهاي الكتريكي متداول را دارد در حاليكه چنين جريان‌هايي به باتري‌هاي ديگر آسيب مي‌زند. HIGH RATE / UPS مخصوص سيستم‌هاي برق اضطراري است و با توجه به اينكه تعداد شارژ و دشارژ شدن آن كم است براي سيستم خورشيدي مناسب نيست.

درباره دو زير شاخه باتري‌هاي سرب اسيد يعني AGM و Gel بايد گفت مناسب‌ترين انتخاب براي سيستم‌هاي خورشيدي هستند. در رابطه با AGM بايد توجه داشت كه اشتباها نوع UPS آن خريداري نشود كه از روي كاتالوگ قابل تمييز است. اما تفاوت Gel با AGM در تحمل دمايي بالاي Gel و اينكه تعداد شارژ و دشارژ Gel بيشتر است. در دماهاي پايين اما با توجه به اينكه با كاهش دما، افت ولتاژ افزايش پيدا مي‌كند AGM بهتر است.