باتری خورشیدی

باتری خورشیدی وسیله ای است که بار الکتریکی را به شکل شیمیایی ذخیره می کند و شما می توانید در هر زمانی از آن انرژی استفاده کنید، حتی زمانی که پنل های خورشیدی شما برق تولید نمی کنند. اگرچه سیستم های پشتیبان باتری که با پنل های خورشیدی همراه هستند اغلب به عنوان باتری های خورشیدی شناخته می شوند، اما می توانند شارژ را از هر منبع برق ذخیره کنند. این بدان معناست که می‌توانید باتری را با انرژی شبکه برق نیز شارژ کنید، زمانی که پنل‌های خورشیدی بهره‌وری پایینی دارند یا می‌توانید از منابع تجدیدپذیر دیگر مانند توربین‌های بادی استفاده کنید.

انواع مختلفی از باتری های خورشیدی وجود دارد که هر کدام مزایا و محدودیت هایی دارند. برخی از انواع باتری ها برای کاربردهایی مناسب هستند که در آن به مقدار زیادی انرژی در مدت زمان کوتاهی نیاز دارید، در حالی که برخی دیگر زمانی که به یک خروجی ثابت در مدت زمان طولانی نیاز دارید، بهترین عملکرد را دارند. برخی از مواد شیمیایی رایج مورد استفاده توسط باتری های خورشیدی عبارتند از: سرب-اسید، لیتیوم-یون، نیکل-کادمیم و جریان ردوکس که در ادامه هر کدام را توضیح می دهیم.

انواع باتری خورشیدی

همه باتری های خورشیدی عملکرد اصلی یکسانی دارند، اما هر نوع برای کاربردهای مختلف مناسب است. باتری خورشیدی زمانی که ترکیب شیمیایی آن برای کاربرد مورد نظر مناسب باشد، قابلیت اطمینان و بازگشت سرمایه بالاتری را ارائه می دهد.

به عنوان مثال، هزینه مصرف برق در زمان های خاصی از شبانه روز که ساعات اوج مصرف برق یا به اصطلاح پیک مصرف برق نامیده می شود، گرانتر محاسبه می شود. با ذخیره کردن انرژی خورشیدی در طول روز با استفاده از باتری های خورشیدی می توانید از این انرژی در ساعات اوج مصرف برق استفاده نمایید تا مجبور به پرداخت هزینه اضافی برای مصرف برق نباشید. در این مورد، شما به یک بانک باتری نیاز دارید که بتواند مقادیر زیادی برق را در مدت زمان کوتاهی در اختیار شما قرار دهد. باتری های لیتیوم یونی برای این کار مناسب هستند، اما باتری های جریان ردوکس مناسب نیستند.

صرف نظر از نوع باتری، باید عمق دشارژ (DoD) را نیز در نظر بگیرید، که نشان دهنده ظرفیت قابل استفاده باتری است. در صورت تجاوز از DoD، عمر باتری می تواند به شدت کاهش یابد یا حتی می توانید آسیب دائمی ایجاد کنید.

باتری خورشیدی اسید سرب

باتری های سرب اسیدی یک فناوری جا افتاده است که معمولاً توسط سیستم های انرژی خورشیدی خارج از شبکه و در مکان های دور از شبکه اصلی برق استفاده می شوند. باتری های سرب اسیدی مقرون به صرفه هستند و از محبوبیت بالایی نیز برخوردارند.

باتری‌های سرب اسیدی علی‌رغم هزینه پایین، محدودیت‌های فنی دارند که باید در نظر گرفته شوند:

• باتری های سرب اسید معمولاً دارای عمر شارژ 500 تا 1000 چرخه هستند.
• این باتری ها باید پس از هر بار استفاده کاملاً شارژ شوند، در غیر این صورت طول عمر آنها به شدت کاهش می یابد.

باتری AGM نسخه بهبود یافته باتری سرب اسیدی سنتی است. این نوع باتری ها می توانند سریعتر شارژ شوند و از طراحی ضد نشت و طول عمر بیشتری برخوردارند. استفاده از باتری های سرب اسید به همراه پنل های خورشیدی به شارژ کنترلرهایی برای حفظ جریان شارژ مناسب نیاز دارد. این باتری ها نباید مستقیماً به مجموعه پنل های خورشیدی شما متصل شوند، در غیر این صورت ممکن است سیستم شما در اثر جریان بیش از حد آسیب ببیند.

باتری خورشیدی لیتیوم یون

باتری‌های لیتیوم یونی در سال‌های اخیر بسیار محبوب شده‌اند، زیرا می‌توانند با پانل‌های خورشیدی و توربین‌های بادی به هم افزایی دست یابند. باتری‌های لیتیوم آهن فسفات یا LFP زیرگروهی از باتری‌های لیتیومی هستند که از طول عمر بالاتری برخوردارند. بهترین باتری‌های LFP عمری بیش از 4000 چرخه در 80% DoD دارند، به این معنی که می‌توانند بیش از 10 سال در یک چرخه شارژ روزانه دوام بیاورند. این مساله باعث می شود باتری های LFP مکمل ایده آلی برای تاسیسات خورشیدی باشند. برخلاف باتری‌های سرب اسید که به شارژ کنترلر جداگانه نیاز دارند، بسیاری از مدل‌های باتری لیتیومی که به صورت تجاری در دسترس هستند دارای شارژرها و کنترل‌های داخلی هستند.

اشکال اصلی باتری‌های لیتیوم یون قیمت بالای آن ها است. باتری‌های لیتیومی همچنین هنگام استفاده در دمای بالا ممکن است دچار آتش سوزی شوند و مشکلات زیادی ایجاد نمایند. می‌توانید با اطمینان از کیفیت بالای باتری‌ها و نصب آن‌ها توسط برق‌کاران ماهر، از این مشکل جلوگیری نمایید.

باتری خورشیدی نیکل کادمیوم

از ویژگی های باتری های نیکل کادمیوم می توان به طول عمر بالا، تحمل دماهای بالا و تعمیر و نگهداری ساده آن ها اشاره نمود. به لطف این ویژگی‌های کاربردی، باتری‌های نیکل کادمیوم در کاربردهای صنعتی بسیار محبوب هستند. متأسفانه، کادمیوم برای انسان بسیار سمی است، بنابراین استفاده از باتری های نیکل-کادمیم در خانه ها توصیه نمی شود.

باتری خورشیدی فلو یا جریان ردوکس

باتری های فلو با جداسازی بارهای الکتریکی مثبت و منفی در محلول های شیمیایی که در مخازن جداگانه ذخیره می شوند، انرژی را ذخیره می کنند. هنگامی که این دو محلول با هم تعامل می کنند، تحت یک واکنش شیمیایی قرار می گیرند و باتری انرژی آزاد می کند. به همین دلیل این فناوری باتری با عنوان “جریان ردوکس” نیز شناخته می شود.

نقطه ضعف اصلی باتری های جریان ردوکس، فضای مورد نیاز آنها است و برای پروژه های کوچک مقرون به صرفه نیستند. حتی یک سیستم باتری جریان ردوکس کوچک می تواند به اندازه یک کانتینر فضا اشغال نماید، بنابراین استفاده از باتری های فلو در سیستم های خورشیدی خانگی قابل اجرا نیست.