اخر تحديث في مايو 27, 2023 بواسطة حمدي بانجار
مقدمة عن بطاريات الدورة العميقة – المستخدمة في تطبيقات الطاقة الشمسيةوالمتجددة
بطاريات التدوير العميق المستخدمة في تطبيقات الطاقة الشمسية وتطبيقات الطاقة المتجددة الأخرى والاختلافات بين حمض الرصاص المغمور والبطاريات محكمة الغلق.
توفر البطاريات ذات الدورة العميقة (المعروفة أيضًا باسم “البطاريات الشمسية”) تخزينًا كهربائيًا في أنظمة الطاقة المتجددة (RE). إذا كنت ترغب في استخدام الكهرباء في أي وقت بخلاف وقت إنتاجه للنظام ، فستحتاج إلى بطاريات. لذا ، إذا كانت مصفوفتك الشمسية تنتج الكثير من الكهرباء خلال يوم مشمس لطيف ، فستحتاج إلى بطاريات للوصول إلى تلك الطاقة بعد غروب الشمس. وعلى الرغم من أنه قد يبدو غير بديهي ، إلا أنه صحيح أيضًا أنه إذا كان لديك توربين رياح أو مجموعة ألواح شمسية متصلة مباشرة بالشبكة الكهربائية بدون بطاريات ، فلن تتمكن من استخدام الطاقة التي تنتجها أثناء انقطاع التيار الكهربائي. . إذا كنت تريد أن تكون قادرًا على استخدام الطاقة في أي وقت ، فأنت بحاجة إلى بطاريات. لكن أيها؟ أول شيء عليك فعله هو تحديد نوع البطارية التي ستستخدمها في نظامك.
بطاريات الدورة العميقة
تختلف بطاريات الدورة العميقة المستخدمة في أنظمة الطاقة المتجددة (RE) عن بطاريات السيارات وهذا الاختلاف مهم.
أنظمة الطاقة المتجددة بطبيعتها دورية:
يتم التقاط الطاقة وتخزينها ، ثم يتم استهلاكها لاحقًا ، بشكل منتظم (عادةً). على سبيل المثال ، في نظام كهربائي شمسي قائم على البطارية ، يتم تخزين الطاقة التي تنتجها الألواح الشمسية يوميًا في بنك البطاريات ، والتي يتم استخدامها بعد ذلك بواسطة الأحمال في الليل أو في الأيام غير المشمسة. تُخضع هذه العملية المتكررة البطاريات إلى نمط شحن وتفريغ يومي بطيء.
لا يُقصد باستخدام بطاريات السيارات بهذه الطريقة. يمكنهم إطلاق قدر كبير من طاقتهم المخزنة دفعة واحدة ، لبدء تشغيل المحرك ، ثم يتلقون على الفور إعادة شحن سريعة من مولد التيار المتردد في السيارة. ليس من المفترض أن تستعيد شحنتها ببطء ، كما يحدث في النظام الكهربائي الشمسي. لقد نفد صبرهم بهذه الطريقة! في الواقع ، ستموت بطارية السيارة في نظام الطاقة المتجددة بسرعة وتحتاج إلى استبدالها. من ناحية أخرى ، يمكن تفريغ البطاريات ذات الدورة العميقة تدريجيًا بما يصل إلى نصف سعتها وستنتظر بصبر إعادة الشحن التدريجي. عند صيانتها بشكل صحيح ، يمكن أن تدوم بطارية الدورة العميقة من أربع إلى عشر سنوات.
هناك قسمان وثلاثة أنواع رئيسية من البطاريات العميقة المستخدمة في أنظمة الطاقة المتجددة. الأقسام مغمورة بالمياه وبطاريات محكمة الغلق. تستخدم البطاريات المغمورة سائل إلكتروليت ، ولها منافذ للوصول إلى خزانات السوائل في خلاياها ، وتتطلب صيانة (إضافة سائل). تستخدم البطاريات المختومة إلكتروليتًا غير سائل موجود في خلايا لا يمكن الوصول إليها.
هناك نوع واحد فقط غمرته المياه:
بطاريات الرصاص الحمضية المغمورة. تشمل البطاريات محكمة الغلق بطاريات بساط زجاجي ممتص (AGM) وبطاريات خلوية هلامية.
بطاريات الرصاص الحمضية المغمورة (FLA) ذات الدورة العميقة
تُستخدم بطاريات الرصاص الحمضية المغمورة بالغمر (FLA) ، والتي تسمى أيضًا “الخلايا الرطبة” ، بشكل شائع في أنظمة الطاقة المتجددة للطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة الكهرومائية. غالبًا ما تكون أقل أنواع البطاريات ذات الدورة العميقة تكلفة ويمكن أن تدوم أطول. كما أنها تأتي في مجموعة واسعة من الأحجام.
في بطاريات FLA ، يتفاعل محلول حامض الكبريتيك مع ألواح الرصاص في الخلايا لإنتاج الكهرباء. عندما يتم إعادة شحن بطاريات FLA ذات الدورة العميقة ، يحدث التحليل الكهربائي ، مما ينتج عنه غازات الهيدروجين والأكسجين في عملية عادية تسمى “إطلاق الغازات”.
قد تتسرب هذه الغازات (الهيدروجين والأكسجين) من الخلايا من خلال أغطية الحشو / التهوية ، مما يخلق مشكلتين: فقدان السوائل يعني أن مستوى السائل في البطارية ينخفض ، مما قد يؤدي إلى تعريض ألواح الرصاص “المغمورة” عادةً – وهذا ليس بالأمر الجيد . لذا فإن استخدام بطاريات FLA في نظامك يعني أنك ملتزم بمراقبتها وصيانتها بانتظام عن طريق إضافة الماء المقطر إلى كل خلية حسب الحاجة. يمكن أن تساعد أغطية تنفيس Water Miser في منع تسرب بعض الرطوبة ، وبالتالي تقليل تكرار الري.
المشكلة الأخرى هي وجود وتراكم الغازات المتفجرة. تعتبر غازات الهيدروجين والأكسجين شديدة الخطورة ويجب تنفيسها بشكل صحيح – للهواء الخارجي. لذلك من الواضح أنه مع بطاريات FLA ، تعد صيانة البطارية جزءًا أساسيًا من صيانة النظام.
بطاريات دورة عميقة مختومة
تتمثل إحدى الميزات الرائعة لبطاريات الدورة العميقة محكمة الغلق في إمكانية وضعها في أي اتجاه: في وضع مستقيم ، وعلى جوانبها ، وفي بعض الحالات ، حتى مقلوبة رأسًا على عقب. في بطارية محكمة الغلق ، يتم تعليق المنحل بالكهرباء إما في حصيرة زجاجية ماصة (AGM) أو في مادة هلامية.
تكلف البطاريات العميقة المختومة أكثر من بطاريات الرصاص الحمضية المغمورة ولا تدوم لدورات شحن كثيرة ؛ ومع ذلك ، فهي الخيار المفضل للتطبيقات التي تتطلب معالجة متكررة للبطارية ، أو حيث يحتاج النظام إلى تركه دون رقابة في مكان بعيد. مثل بطاريات FLA ، تحتوي البطاريات المغلقة على فتحات للسماح للهيدروجين بالهروب عند الضرورة ، على الرغم من أن هذا لا ينبغي أن يحدث في العادة. الفرق هو أنه نظرًا لإغلاق البطاريات ، لا توجد طريقة لاستبدال الرطوبة المتسربة بإضافة الماء إلى الخلايا ؛ هذا هو السبب في أن البطارية محكمة الغلق لن تدوم طويلاً مثل بطارية FLA.
لطالما كانت بطاريات الخلايا الهلامية أغلى قليلاً من بطاريات AGM ؛ ومع ذلك ، فهي تتمتع بميزة فريدة تتمثل في الأداء الأفضل في درجات الحرارة شديدة البرودة أو في تطبيقات التفريغ العميق جدًا وتتطلب بطبيعتها صيانة أقل ، حيث لا يمكنك إعادة ملء مستويات الإلكتروليت. من ناحية أخرى ، قد يكون شحنها أكثر حساسية. إذا قمت بشحنها أكثر من اللازم ، ستخرج البطاريات من الغاز وستزيل الماء العالق في الجل أو الحصيرة الزجاجية بشكل دائم (حيث لا يمكن إعادة حقن الماء المقطر في بطاريات محكمة الغلق).
بطاريات الليثيوم ذات الدورة العميقة
بطاريات الليثيوم ذات الدورة العميقة هي تقنية البطاريات الجديدة والمثيرة في الكتلة. هناك أنواع مختلفة من بطاريات الليثيوم. تم العثور على فوسفات الحديد الليثيوم (LiFePO4) ليكون أكثر التقنيات أمانًا ، خاصة في أنظمة الطاقة الشمسية السكنية القائمة على البطاريات. إنه بديل رائع للإسقاط لبطاريات الرصاص الحمضية المختومة. لماذا ا؟
فيما يلي بعض الأسباب:
دورة حياة أطول – يمكنك الحصول على ما يصل إلى 6 أضعاف الدورات من بطارية الليثيوم مقابل AGM. هذا يعني أنك توفر تكاليف الاستبدال ، ويؤدي في النهاية إلى تقليل تكلفة العمر الافتراضي.
انخفاض الوزن البدني – هل تهتم بظهرك؟ حسنا يفعل الليثيوم. في بعض الحالات ، تكون بطارية الليثيوم ذات السعة نفسها نصف وزن AGM. يساعد هذا أيضًا في تطبيقات الهاتف المحمول مثل RVs أو القوارب.
عمق تفريغ أكبر – الليثيوم آمن بنسبة تصل إلى 80٪ DoD ، حيث أوصى AGM DoD هو 50٪. هذا يعني أن لديك سعة أكثر قابلية للاستخدام وأوقات تشغيل أطول.
كفاءة شحن أكبر – يمكنك شحن بطارية ليثيوم أسرع بكثير من AGM ، مما يتيح لها الاستعداد للتطبيق بشكل أسرع.
معدل تفريغ ذاتي أقل – وهذا يعني ، إذا لزم الأمر ، يمكنك تركها في المخزن لفترة أطول دون إعطائها شحنة أعلى. ولن تتضرر البطارية من خلال تركها في وحدة التخزين مشحونة بالكامل.
نطاق درجة حرارة أوسع – يمكن أن تعمل بطاريات الليثيوم في درجات حرارة أقل من AGMS ، دون التأثير على السعة.
ما نوع بطارية الدورة العميقة المناسب لتطبيقك؟
في معظم الحالات ، تعد بطاريات FLA خيارًا ممتازًا لأنظمة الطاقة المتجددة نظرًا لفعاليتها من حيث التكلفة ، خاصة بالنسبة للأنظمة التي تتطلب قدرًا كبيرًا من تخزين الطاقة. لكن بطاريات FLA تتطلب صيانة! ستضمن المراقبة والصيانة المنتظمة أن يعمل نظامك بشكل صحيح وأن بطارياتك تعيش حياة طويلة وصحية. من ناحية أخرى ، إذا كنت تستخدم بطاريات الدورة العميقة في منطقة نائية حيث يتعذر إجراء الصيانة الدورية لها ، فستكون البطاريات محكمة الغلق خيارًا أفضل. علاوة على ذلك ، تتوافق البطاريات محكمة الغلق مع المواقف ذات المساحات المحدودة التي تتطلب منك تخزين البطاريات في اتجاهات غير معتادة أو حيث لا يكون التنفيس ممكنًا. بطاريات الليثيوم هي كريمة المحصول. سوف يقومون بتخزين وتوفير الطاقة المتجددة التي أنتجتها بشكل أكثر كفاءة ، دون أي صيانة من جانبك.
تتمثل إحدى المزايا الرئيسية لبطاريات الليثيوم المغلقة مقابل بطاريات FLA في زيادة سهولة النقل. يمكن شحن البطاريات ذات الدورة العميقة المختومة وبطاريات الليثيوم عن طريق الجو (يسمح بالوزن) أو الشحن ، ولكن غالبًا ما يتم تصنيف بطاريات FLA ضمن قواعد “المواد الخطرة” ، التي تقيد خيارات الشحن. لن تشحن US Post FLAs الخاصة بك!
يتم تحديد حجم جميع البطاريات بناءً على جهدها الاسمي و (آه) للتخزين. تشتمل أنظمة التصنيف على “مجموعات” البطاريات ، ولكن القوائم حسب الجهد وسعة الأمبير متاحة بشكل شائع من الشركات المصنعة أيضًا.
بالنسبة للنظام خارج الشبكة ، يجب أن يتطابق جهد بنك البطارية مع جهد المصفوفة الشمسية إلا إذا كنت تستخدم وحدة تحكم شحن MPPT يمكنها قبول جهد إدخال أعلى من جهد بنك البطارية.
تختلف الأحجام المتوفرة في جميع البطاريات اختلافًا كبيرًا. أصغر بطاريات AGM تحمل أقل من 20 أمبير-ساعة (آه) ؛ أكبر اقتراب 1000 هكتار من التخزين. عادة ، هذه البطاريات الكبيرة جدًا لا يتجاوز حجمها 2 فولت. إذا كنت ترغب في استخدامها في نظام بجهد 48 فولت ، فستحتاج إلى 24 منها موصلة بأسلاك متسلسلة. يمكن أن تزن هذه البطاريات الكبيرة 200-300 رطل أو أكثر. في تقنية الليثيوم ، تتراوح السعات من 50 أمبير إلى أكثر من 300 أمبير في الساعة ، لكنك ستحتاج إلى القليل منها في بنك البطارية للحصول على نفس السعة القابلة للاستخدام ، نظرًا لارتفاع عمر الدورة. غالبًا ما تؤثر قيود الحجم والوزن على الاختيار النهائي للبطارية. تأكد من حصولك على المعدات والمساحة اللازمة للتعامل مع مثل هذه البطاريات كبيرة الحجم قبل أن تطلبها. شاهد اختيارنا لبطاريات الدورة العميقة لمشاهدة عينة من بطاريات الدورات العميقة التي تقدمها altE.
أنتهى …
اذا اعجبك الموضوع مقدمة عن بطاريات الدورة العميقة لاتبخل علينا بمشاركتة على مواقع التواصل الاجتماعي ليستفيذ منه الغير,كما نتمنى اشتراككم في قناة الموقع على اليوتيوب بالضغط هنا وكذلك الاشتراك في مجموعة الفيس بوك بالضغط هنا والتيليقرام بالضغط هنا وكذلك التسجيل بالموقع لتتمكنو من تحميل بعض الملفات الخاصة بالأعضاء كما يمكنكم رفع ملفاتكم مجانا على مركز ملفات حضرموت التقنية بالضغط هنا ولاتترددو في وضع أي استفسارات للرد عليكم .
دمتم بكل ود والسلام عليكم ورحمة الله وبركاتة … حضرموت التقنية
