همه چیز در مورد باتری خورشیدی + بهترین باتری خورشیدی

یکی از اصلی ترین و مهمترین بخش سیستم های خورشیدی جدا از شبکه، انتخاب مناسب باتری می باشد. دلیل اهمیت بالای این موضوع هزینه بالای استهلاک باتری های خورشیدی است.

ما میتوانیم از هر نوع باتریی به عنوان منبع ذخیره، در سیستم های خورشیدی استفاده کنیم؛ منتها هر کدام دارای ویژگی و شرایط نگه داری خاص خود هستند. با توجه به تجربه مجموعه همیارسولار در راه اندازی سیستم های آفگرید، عدم توجه و دقت لازم در انتخاب و انتقال شرایط نگهداری باتری خورشیدی به کارفا، به احتمال زیاد به مشکل بر می خورید.

در این مطلب سعی کردیم با توجه به اهمیت بالای باتری خورشیدی، محتوای کافی و وافیی را در اختیار شما همراهان همیارسولار قرار دهیم.

باتری خورشیدی چیست؟

باتری ها به صورت کلی وظیفه ذخیره انرژی را به عهده دارند به همین دلیل به باتری ها منابع ذخیره انرژی نیز می گویند. ما در یک سیستم خورشیدی برای استفاده از برق تولیدی پنل ها در طول شب نیاز به یک منبع ذخیره داریم؛ به همین منظور از باتری استفاده میکنیم. باتری ها می توانند انرژی الکتریکی پنل ها را به صورت انرژی شیمیایی در خود ذخیره کنند.

همانطور که در ابتدای مطلب بیان شد انتخاب باتری از اهمیت بالایی برخوردار است چرا که اکثر خرابی و نارضایتی ها مربوط به این بخش می باشد. ما میتوانیم از انواع مختلفی باتری در سیستم های خورشیدی استفاده کنیم که هر کدام دارای ویژگی های خاص خود هستند. قبل از انتخاب باتری نیاز است به چند فاکتور مهم توجه کنیم که در ادامه به آنها می پردازیم.

باتری ماشین برای سیستم برق خورشیدی

سوالی که برای اکثر دوستان اولین بار پیش می آید این است که «از باتری ماشین می توانیم در سیستم خورشیدی استفاده کنیم؟» در باسخ به این سوال می توان گفت، بله می توانیم استفاده کنیم ولی اصلا گزینه مناسبی نیستند؛ چرا که حتی بهترین برند های باتری ماشینی بیش از یک سال در سیستم های خورشیدی دوام ندارند.

فاکتور های مهم در انتخاب باتری خورشیدی

در انتخاب باتری خورشیدی نیاز است سه فاکتور زیر را در نظر بگیریم:

1. طول عمر باتری
2. قیمت و هزینه
3. میزان جریان کار باتری(*)

فاکتور طول عمر باتری خورشیدی

طول عمر باتری یکی از اصلی ترین معیارهای انتخاب باتری خورشیدی می باشد. طول عمر مناسبی که از باتری های خورشیدی انتظار می رود میانگین 3 سال است.

نکته ای که در اینجا باید مدنظر قرار دهید این است که طول عمر باتری ها را معمولا بر حسب تعداد دفعات پر و خالی شدن آن ها بیان میکنند و در اصطلاح به سیکل شارژ و دشارژ معروف است.(برای مثال 300 سیکل )

فاکتور هزینه باتری خورشیدی

همانطور که در ادامه اشاره خواهیم کرد ما چهار گزینه برای انتخاب باتری خورشیدی داریم که هر کدام دارای ویژگی و قیمت های متفاوتی دارند.

فاکتور جریان کار باتری خورشیدی

منظور از جریان کار باتری همان میزان حداکثر جریانی است که می توانیم از باتری به صورت دائم بکشیم بدون آنکه به باتری آسیب برسد. متاسفانه این فاکتور اهمیت بالایی در انتخاب باتری خورشیدی دارد منتها کمتر مورد توجه قرار میگیرد و حاصل آن ممکن است این باشد که باتری با پنج سال عمر مفید در مدت زمان 6 ماه خراب شود. که در ادامه بیشتر این مورد را توضیح می دهیم.

حال که معیار های خود را برای انتخاب باتری خورشیدی شناختیم؛ در ادامه به معرفی انواع باتری به همراه ویژگی و شرایط نگهداری آن ها میپردازیم.

عمق دِشارژ باتری یا DOD

قبل از معرفی انواع باتری خورشیدی نیاز است که با مفهوم مهم DOD یا همان عمق دِشارژ باتری آشنا شویم. یکی از مشخصه های اصلی تمامی باتری ها DOD میباشد که با طول عمر باتری رابطه مستقیم دارد. DOD به صورت درصد بیان می شود و بیانگر این موضوع که: در هر بار شارژ و خالی شدن باتری، چه درصدی از باتری میتواند تخلیه شود.

ارتباط DOD با طول عمر باتری به این صورت است که هرچه در هر سیکل شارژ و دشارژ، باتری کمتر تخلیه شود(DOD کمتر) طول عمر بالاتری خواهد داشت.

برای مثال  طول عمر یک باتری ماشین با عمق دشارژ 20 درصد حدود 3 سال است به این معنی که این باتری  گونه ای طراحی شده است: در صورتی که به صورت میانگین در هر بار استفاده از باتری 20 درصد از آن تخلیه شود و سپس کامل شارژ شود، باتری 3 سال عمر میکند؛ و اگر در هر بار تخلیه شدن بیشتر از 20 درصد تخلیه شود کمتر از سه سال عمر میکند و برعکس.

انواع باتری خورشیدی 

از لحاظ تکنولوژی ساخت ما به صورت کلی دو نوع باتری برای استفاده در سیستم های خورشیدی داریم:

1. باتری های سرب اسید
2. باتری های لیتیومی

هر کدام از باتری های سرب اسید و لیتیومی خود چند نوع هستند که در ادامه به معرفی آن ها می پردازیم. به صورت کلی می توان گفت قیمت باتری  لیتیومی از سرب اسید بیشتر است؛ منتها طول عمر باتری لیتیومی نسبت به باتری سرب اسید بالاتر است.

1.انواع باتری سرب اسید:

1. باتری استارت یا ماشینی
2. باتری AGM یا یو پی اسی
3. باتری ژل(GEL)

لازم به ذکر است که باتری سرب اسید خود به دو دسته باتری های های خشک و تر تقسیم می شوند که نوع اول تر بوده و مورد دوم و سوم خشک هستند. امروزه استفاده از باتری های خشک نسبت به باتری های تر به علت کاهش هزینه تعمیر و نگهداری افزایش یافته است.

باتری استرات یا ماشینی (flooded lead acid battery)

باتری های استارت یا همان باتری های ماشینی به نحوی طراحی شده اند که بتوانن در لحظه جریان زیادی به ما بدهند. همانطور که از اسم این نوع باتری ها مشخص است برای مواردی کاربرد دارد که در لحظه استارت جریان زیادی نیاز باشد و پس از استارت سریعا شارژ شوند(کاربرد ماشینی).

باتری های استارت دارای درصد DOD پایینی می باشند و معمولا برابر 20 درصد است؛ به این معنی که در هر بار شارژ و دشارژ شدن به صورت میانگین 20 درصد از ظرفیت باتری تخلیه شود.

در صورت استفاده از باتری ماشینی به عنوان باتری خورشیدی طول عمر آن ها در حدود 6 ماه خواهد بود.

باتری AGM یا یو پی اسی

این نوع از باتری جزو باتری های سرب اسید خشک محسوب میشوند که بیشتر برای سیستم های برق اضطراری یا همان UPS کاربرد دارند. باتری های AGM به گونه ای طراحی شده اند که جریان دهی بالایی را در کنار درصد DOD بالا(عمق دشارژ زیاد) داشته باشند.

به صورت استاندارد باتری های AGM دارای درصد DOD حدود 70 درصد می باشند و در صورت استفاده به عنوان باتری خورشیدی طول عمر آن ها حدود 3 سال خواهد بود.

باتری ژل(GEL)

باتری های ژل همانند باتری های AGM از نوع سرب اسید خشک می باشند و جزو بهترین گزینه ها به عنوان باتری خورشیدی محسوب میشوند چرا که در کنار طول عمر بالابیی که دارند درصد DOD آنها حدود 80 درصد می باشد. در صورت استفاده از آنها در سیستم خورشیدی، حدود 5 سال عمر مفید دارند.

عیبی که به باتری های ژل وارد است یا بهتر است بگوییم نقطه ضعف آن، جریان دهی لحظه ای پایین آن است. برای درک بهتر مثال پایین را در نظر بگیرید:

در صورتی گه بخواهیم با سیستم خورشیدی حتی برای مدت زمان کوتاهی جوشکاری کنیم(نیاز به جریان موقت بالا)، بدون اینکه به باتری ها آسیب برسد، درصورتی که از باتری ماشین استفاده کنیم به 2 عدد باتری، اگر AGM باشد به 4 عدد، اگر ژل باشد به 8 عدد باتری نیاز داریم.

2.لیتیومی

در صورتی که فاکتور هزینه مطرح نباشد، بهترین گزینه برای باتری خورشیدی باتری لیتیومی می باشد؛ چرا که باتری های لیتیومی از لحاظ طول عمر، عمق دشارژ و جریان دهی دارای بهترین عملکرد هستند؛ منتها به دلیل هزینه بالای این نوع باتری ها، کمتر مورد استقبال قرار می گیرند.

جدول مقایسه بین باتری ها

بهترین گزینه برای باتری خورشیدی

با توجه به جدول فوق و توضیحاتی که تا الان ارائه شد، می توان گفت بسته به کاربری ما از سیستم خورشیدی ممکن است از هر چهار نوع باتری استفاده کنیم ولی به صورت کلی بیشتر سهم بازار را باتری های AGM و ژل در اختیار دارند.

نحوه سیم بندی باتری ها

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 .