بطاريات الطاقة الشمسية

 

بطاريات الطاقة الشمسية

 

في نظام الطاقة الشمسية يتم استخدام بطاريات لتخزين الكهرباء، والتقليل من هدر الطاقة الكهربائية التي تم الحصول عليها من الألواح الشمسية في فترة النهار وفي وجود أشعة الشمس الساقطة عليها، وتخزين الكهرباء في حين الاحتياج اليها او لتغطية فترة الليل وتوفير الكهرباء اثناءها. ويتم استخدام البطاريات في أنظمة الطاقة الشمسية المنفردة أي الغير متصلة بشبكة الكهرباء الحكومية.

 

وكما موضح في الصورة أعلاه فإن دورة توليد الكهرباء من أشعة الشمسية كالتالي: يتم توجيه اللوح الشمسي نحو الشمس بزاوية ميل معينة فتسقط أشعة الشمس المركزة على اللوح الشمسي فتتولد الكهرباء وتسير في موصل (الأسلاك الكهربائية) الى الانفرتر لتنظيم تحويل التيار المستمر DC المولد من الالواح الى تيار متردد AC  فيقوم الانفرتر تغذية الأحمال ثم الى عملية شحن البطاريات المتصلة بالنظام الشمسي.

 

بطاريات الطاقة الشمسية تختلف عن اي بطاريات الأخرى بطارية السيارة مثلاً حيث انها مصممة لعملية الشحن أثناء النهار ثم التفريغ أثناء الليل وهذا النوع من البطاريات يسمى بـ Deep cycle batteries أي بطاريات دورة الشحن العميق.

 

بطاريات الشحن العميق (Deep cycle batteries )

أن بطاريات الشحن العميق يتم استخدامها من خلال أنظمة الطاقة الشمسية كما ذكرنا الغير متصلة بالشبكة الحكومية غير انها تستخدم ايضاً في تطبيقات اخرى لنفس الوظيفة في توليد الكهرباء من طاقة الرياح و تطبيقات صناعية أخرى. حيث أن النوع من البطاريات لها القدرة على الشحن في وقت طويل بتيار منخفض وتفريغ الشحنة ايضاً.

 

بطاريات الطاقة الشمسية

وتقدر كفاءة الشحن والتفريغ بهذا النظام للبطاريات بكفاءة تصل إلى 90% واحياً 95% لذلك فهي تعتبر في نظام الشحن متميزة عن غيرها. وعلينا  ان نعرف ان هناك فرق بين بطاريات بطاريات دورة الشحن العميق بطاريات الطاقة الشمسية وبطاريات السيارات أو البطاريات العادية.

 

وهذا الفرق عبارة عن ان بطاريات الشحن العميق تستطيع ان تتحمل عملية تفرغ شحنتها بالكامل وذلك دون أي تلف. حيث انها تتميز بحجم وسمك صفائح الرصاص لتحمل الجهد الواقع عليها اثناء الشحن او التفريغ. ولذلك فإن ثمنها مرتفع نظراً لارتفاع سعر الرصاص.

 

 

 

 

انواع بطاريات الطاقة الشمسية

يوجد العديد من انواع البطاريات مثل بطارية Lead-Acid  وتكون قيمة جهدها 12 فولت او 24 فولت وتوجد عناصر اساسية يتم تحديد بها جودة وقدرة البطارية على العمل وذلك من خلال الجهد الكهربائي ووحدة قياسه الفولت والتيار الكهربائي ووحدة قياسه الفولت والتيار الكهربائي ووحدة قياسه الامبير والقدرة ووحدة قياسها Watt، ويتم تحديد سعة البطارية بعددد الامبيرات خلال ساعة واحدة ( Ah ) اختصاراً لـ Amps - Hours. ويوجد نوعين مختلفين من بطاريات الطاقة الشمسية؛ بطاريات الرصاص المغمورة  Flooded Lead Acid والنوع الاخر  الاخر بطاريات الرصاص الغير مغمورة Valve Regulated Lead Acid.

 

 

 

بطاريات الطاقة الشمسية

 

بطاريات الرصاص المغمورة  Flooded Lead Acid

وهي عبارة عن الواح رصاص تكون مغمورة تماماً بسائل قابل للتأمين الكهربي وللعلم فإن هذا النوع من البطاريات أثناء عمله يطلق منه غاز الهيدروجين القابل للانفجار لذا يجب توخي الحذر والتأكد من عدم وجود اي نوع من انوع اللهب او الشرارة اثناء عمل وتصميم البطارية.

 

بطاريات الرصاص المغمورة  Flooded Lead Acid

اما هذا  النوع من البطاريات يتميز بعدم احتياجها للصيانة ،ويخرج منها كميات قليلة ومهملة من غاز الهيدروجين لذلك فهي أسهل في التركيب وليس هناك خطورة في التعامل معها. وينقسم هذا النوع من البطاريات الغير مغمورة إلى ثلاثة أنواع رئيسية  هما:  Wet, AGM, Gel.

 

بطارية Wet  الغير مغمورة

ويستطيع هذا النوع بالقيام بعمل مايقرب من 500 عملية تفريغ عميقة لما يقرب من 80% من شحنته ويستخدم في أغراض متعددة ومنها استخدامات الطاقة الشمسية.

 

بطارية AGM

بطارية AGM وهي اختصاراً لـ Absorbed Glass Mat أي أن السائل القابل للتأين الكهربي يتم امتصاصه في حصيرة اسفنجية.

 

بطارية Gel

حيث يتم تحويله إلى مايشبه الجيلي، حيث انه يصبح أكثر تماسكاً من مستوى السائل. Gel, AGM يعتبران جيدان جداً منهما افضل واعلى كفاءة ويمتاز بالعمر الافتراضي الأكبر وكل منهم يستطيع ان يقوم بعمل دورة تفريغ عميقة قد يصل فيها التفريغ إلى 95% من الشحنة الموجودة بالبطارية.

 

أنواع بطاريات الطاقة الشمسية من حيث اختلافها في شرائح الرصاص

 

الجديد بالذكر هنا أن هناك نوعين من بطاريات الطاقة الشمسية من حيث شكل شرائح الرصاص:

  • نوع وهو عبارة عن الواح رصاص على شكل شرائح متراصة او مسطحة وعمرها الافتراضي يكون ما بين 10 إلى 12 عام.

  • وهذا الشكل يكون الرصاص فيه على شكل اسطوانات او الواح اسطوانية متداخلة وعمرها الافتراضي يكون من 20 إلى 25 عام ويوجد سهولة في التمييز بين النوعين من حيث الشكل حيث ان الالواح الاسطوانية أطول من غيرها من الالواح المسطحة.