البطاريات الشمسية وأنواعها

مع ارتفاع أسعار الكهرباء اليوم، يسعى الناس إلى توفير المال. وهذا ممكن باستخدام مصادر الطاقة الصديقة للبيئة. على سبيل المثال، تُعدّ الطاقة الشمسية خيارًا ممتازًا. ولإنشاء نظام مستقل تمامًا، ستحتاج إلى اختيار بطارية جيدة لألواحك الشمسية.

ستتعلم في هذه المقالة كيفية صنع محطة طاقة تعمل بالبطارية، وأنواع البطاريات الموجودة، وما تحتاج إلى معرفته عند اختيار بطارية 12 فولت.

لتزويد منزل خاص أو كوخ بالطاقة، ستحتاج إلى شراء العديد من الأجهزة، وأهمها البطارية. فهي تخزن الطاقة، ويمكن استخدام هذه الطاقة في الأجواء الغائمة، وخلال أشهر الشتاء الملبدة بالغيوم، وفي الليل، وفي البرد القارس. يضمن تخزين الطاقة تشغيل النظام بكفاءة عالية وعلى المدى الطويل. استخدام بطاريات متعددة سيزيد بشكل ملحوظ من مدة التشغيل المستقل لنظام الطاقة الشمسية، كما سيحسن كفاءته بشكل كبير.

تصنيع نظام بطاريات فعال

يحل هذا النظام مشكلة نقص الطاقة. فبطارية واحدة لا تكفي لتزويد منزل أو كوخ كامل بالطاقة. ولضمان توفير الكهرباء الكافية، يلزم تركيب المزيد من الألواح الشمسية.

طرق توصيل البطاريات في سلسلة واحدة:

1. باستمرار.
2. موازي.
3. استخدام ورق الحائط بهذه الطرق.

خيار الاتصال الأول

الطريقة الثانية للاتصال

للتوصيل، يجب معرفة جهد الخرج والطاقة. ولضمان أقصى كفاءة وعمر بطارية طويل، التزم بمعايير التشغيل.

يجب وضع البطاريات متقاربة، مع الالتزام التام بمخطط التوصيل. ولتوفير المساحة، توضع البطاريات على حوامل خاصة متعددة الطبقات. يجب مراعاة وزنها؛ فقد لا تتحمل قواعد الرفوف الضعيفة وزنها. يعتمد الوزن على مادة البطارية وحجمها.

ميزات تشغيل البطارية الشمسية

يجب دراسة مخطط توصيل البطارية بعناية، وإلا ستكون عملية الشحن غير فعالة، كما ستكون مدة تشغيلها قصيرة. ولضمان توصيل كامل، يُنصح باستخدام عاكس تيار ومنظم شحن في الدائرة، حيث يُمكّن منظم الشحن من التحكم بدقة في مستوى الشحن.

يُنصح بتركيب وصلات التوصيل أثناء تصنيع حزمة البطاريات، مما يسمح بمعادلة مستويات الشحن. علاوة على ذلك، يُفضل استخدام بطاريات من نفس الشركة المصنعة والطراز، لضمان دورة شحن وتفريغ منتظمة.

بعد سقوط ضوء الشمس على لوحة كهروضوئية، يتحول إلى تيار مستمر (DC). تستهلك الأجهزة المنزلية تيارًا مترددًا (AC)، لذا يلزم وجود محول كهربائي لإجراء التحويل اللازم. الجهد الناتج هو 220 فولت، وهو جهد مثالي للأجهزة الكهربائية.

أنواع البطاريات

ل لوحة شمسية يمكن استخدام أي بطارية تقريبًا. لكن الأهم هو أن تدوم طويلًا. يعتمد أداء البطارية على نوع التصنيع والمواد المستخدمة.

الأنواع الرئيسية لأجهزة تخزين الطاقة:

1. الليثيوم.
2. الرصاص الحمضي.
3. قلوي.
4. جل.
5. اجتماع الجمعية العمومية
6. مملوء بالنيكل والكادميوم.
7. OPZS.

الليثيوم

تتولد الطاقة عندما تتفاعل أيونات الليثيوم مع جزيئات المعادن. وتُعد المعادن مكونات إضافية.

تتميز هذه الأنواع من البطاريات بسرعة شحنها العالية مع الحفاظ على سعتها الكبيرة. كما أنها خفيفة الوزن وصغيرة الحجم. ومع ذلك، فإن تكلفة إنتاجها مرتفعة نسبيًا، ولذلك نادرًا ما تُستخدم في أنظمة الطاقة الشمسية. يبلغ عمرها نصف عمر بطاريات الجل، بل ويقصر عمرها أكثر إذا تجاوز مستوى الشحن 45%، وهي النسبة التي تستطيع عندها الحفاظ على سعتها عند المستوى المطلوب.

تعمل هذه البطاريات ضمن نطاقات جهد ضيقة. ومن أبرز عيوبها انخفاض سعتها بمرور الوقت، بغض النظر عن استيفائها لجميع المتطلبات الفنية.

حمض الرصاص

خلال مرحلة التطوير، زُوِّدت هذه البطاريات بعدة حجرات لمحلول إلكتروليتي يحتوي على محلول مائي. وتُغمر أقطاب الرصاص ومواد مضافة مختلفة في هذا المزيج، مما يجعل البطارية مقاومة للتآكل.

لا تدوم هذه الأجهزة لفترة طويلة بسبب سرعة تفريغ بطاريتها.

قلوي

تحتوي هذه البطاريات على نسبة منخفضة من الإلكتروليت، لذا فإن موادها الكيميائية غير قادرة على الذوبان فيه، بل إنها لا تتفاعل مع بعضها البعض.

تتميز البطاريات القلوية بعمرها الطويل ومقاومتها العالية لتقلبات الجهد. وعلى عكس بطاريات الجل، يمكن لهذه البطاريات العمل بكفاءة في درجات الحرارة المنخفضة، بل ويمكنها العمل لفترات طويلة في درجات حرارة متجمدة.

يجب تخزينها وهي فارغة تماماً من الشحنة. وذلك لتجنب فقدانها. سعةأثناء عمليات الشحن المستقبلية. قد تؤثر هذه الخاصية سلبًا على تشغيل محطة الطاقة الشمسية.

جل

يُطلق على هذا النوع هذا الاسم لأن الإلكتروليت فيه موجود على شكل هلام. وبفضل الطبقة الشبكية، فإنه عملياً لا يتسرب.

تتميز هذه البطارية الشمسية بعمرها الطويل وإمكانية إعادة شحنها عدة مرات. وهي مقاومة للتلف الميكانيكي، ولن تؤثر الشقوق من أي نوع على أدائها.

يمكنه العمل في درجات حرارة منخفضة تصل إلى -50 درجة مئوية، و سعةلا ينخفض. بعد فترة طويلة من الخمول بطارية جللا يفقد خصائصه.

إذا كان سيتم استخدام هذه البطارية في بيئة باردة، فيجب عزلها. تجنب شحنها بشكل زائد، فقد يؤدي ذلك إلى انفجارها أو تلفها. كما أنها حساسة للغاية لارتفاعات الجهد المفاجئة.

اجتماع الجمعية العمومية

هي في الأساس نوع من بطاريات الرصاص الحمضية. إلا أنها تختلف عن غيرها باحتوائها على ألياف زجاجية مغمورة في محلول إلكتروليتي. يملأ الحمض طبقات هذه المادة، مانعًا إياها من الانتشار. وهذا يعني إمكانية وضع هذا النوع من البطاريات الشمسية بأي اتجاه.

تتميز هذه البطاريات بسعة جيدة، وعمر طويل، وإمكانية إعادة شحنها حتى 500 أو 1000 مرة، وذلك حسب الشركة المصنعة. ومع ذلك، ورغم كل هذه المزايا، فإن لها عيبًا كبيرًا: حساسيتها للتيار العالي، مما قد يؤدي إلى انتفاخ غلافها.

بطاريات النيكل والكادميوم المصبوبة

هذه بطاريات قلوية وتتطلب إعادة تعبئة المحلول الإلكتروليتي. على عكس البطاريات المملوءة بالهلام، فهي أكثر أمانًا. كما أنها غير مكلفة وتحتفظ بطاقتها بشكل جيد. وتتحمل العديد من دورات الشحن والتفريغ.

عمر الجهاز قصير جدًا. كلما طالت مدة استخدامه، كلما قصر عمره. سعة.

بطاريات السيارات

تُعد هذه الأجهزة فعّالة من حيث التكلفة، حيث توفر الكثير من المال. ويستخدمها في الغالب الأشخاص الذين يقومون ببناء أنظمة الطاقة الشمسية الخاصة بهم.

من عيوب هذه البطاريات سرعة تلفها وحاجتها إلى استبدال متكرر. ونتيجة لذلك، تُستخدم عادةً لفترات قصيرة ومع وحدات الطاقة الشمسية منخفضة الطاقة.

كيف تختار بطارية مناسبة للألواح الشمسية؟

عندما يفكر شخص ما في تجهيز منزله بألواح الطاقة الشمسية، يتبادر إلى الذهن السؤال التالي: "ما هي أفضل بطارية للشراء؟"

عليك اختيار بطارية تلبي الظروف التي تنوي استخدامها فيها. فيما يلي بعض النقاط التي يجب مراعاتها عند الاختيار.

1. وزن الجهاز وأبعاده. هذه المعلومات تسمح بالتصميم الصحيح للهيكل الداعم.
2. كم عدد دورات الشحن والتفريغ التي يمكن أن تتحملها بطارية الطاقة الشمسية؟ سيسمح لك هذا بحساب عدد السنوات التي ستستمر فيها.
3. حجم الحاوية. تعتمد قوتها بشكل مباشر على ذلك.
4. تؤثر سرعة شحن البطارية على عمرها الافتراضي.
5. في أي درجات حرارة يمكن استخدامه؟
6. ما مقدار استهلاك البطارية عند عدم استخدامها؟ هذا يؤثر على تآكلها.
7. من الضروري معرفة كيفية العناية ببطارية 12 فولت.
8. أقصى تيار أثناء الشحن والتفريغ.

لضمان تشغيل محطة الطاقة الشمسية بشكل صحيح، يجب الانتباه إلى معايير جميع الأجهزة.

نعتقد أن المعلومات المنشورة أعلاه ستساعدك في اختيار بطارية جيدة للألواح الشمسية.