انتخاب باتری سیستم خورشیدی مناسب برای سانورتر و اینورتر یکی از مهمترین بخشهای طراحی سیستم برق خورشیدی محسوب میشود. در ابتدا باید چند موضوع اصلی مانند باتری سیستم خورشیدی، میزان ذخیرهسازی انرژی و توان مورد نیاز مصرفکننده بررسی شود تا بتوان بهترین باتری را انتخاب کرد.
باتری سیستم خورشیدی در سیستم خورشیدی وظیفه ذخیره انرژی تولیدشده توسط پنل خورشیدی و یا از طریق برق شهری را بر عهده دارد. همچنین در زمانهایی که تولید برق کاهش پیدا میکند، یا برق شهر قطع میشود انرژی ذخیرهشده توسط باتری مورد استفاده قرار میگیرد.
در سیستمهایی که از سانورتر یا اینورتر استفاده میشود، برق DC ذخیرهشده در باتری لیتیومی به برق AC تبدیل میشود تا تجهیزات برقی بتوانند از آن استفاده کنند.
نحوه محاسبه ظرفیت باتری سیستم خورشیدی برای سانورتر و اینورتر
برای انتخاب باتری سیستم خورشیدی مناسب سانورتر و اینورتر ابتدا باید توان مصرفی تجهیزات محاسبه شود. برای این کار لازم است تمامی دستگاههای مصرفکننده برق مشخص شوند و میزان توان مصرفی هرکدام محاسبه گردد.
فرمول محاسبه توان به شکل زیر است:
P = V × I
در این فرمول:
– P توان مصرفی- V ولتاژ- I جریان مصرفی
پس از محاسبه توان مصرفی، میزان انرژی مورد نیاز بر حسب کیلووات ساعت (kWh) مشخص میشود. سپس با در نظر گرفتن مدت زمان مورد نیاز برای ذخیره انرژی، ظرفیت باتری تعیین خواهد شد.
مشخصات مهم در انتخاب باتری سیستم خورشیدی
1. ولتاژ باتری سیستم خورشیدی
باتری لیتیومی باید متناسب با ولتاژ ورودی سانورتر یا اینورتر انتخاب شود. برای مثال اگر ولتاژ سیستم 12 ولت باشد، باتری نیز باید 12 ولت باشد.
2. ظرفیت باتری (Ah)
باتری لیتیومی با واحد آمپرساعت (Ah) مشخص میشود و نشان میدهد باتری چه مقدار انرژی را میتواند ذخیره کند.
3. میزان ذخیره انرژی (kWh)
مقدار انرژی ذخیرهشده در باتری لیتیومی بر حسب کیلووات ساعت (kWh) بیان میشود و نشاندهنده میزان برق قابل استفاده توسط مصرفکننده است.
4. عمق دشارژ (DOD)
عمق دشارژ یا DOD نشان میدهد چه میزان از ظرفیت باتری قابل استفاده است. هرچه عمق دشارژ بیشتر باشد، استفاده مؤثرتری از ظرفیت باتری انجام میشود.
5. دمای کاری
دمای محیط تأثیر زیادی بر عملکرد باتری دارد. عملکرد مناسب باتری در بازه دمایی استاندارد باعث افزایش طول عمر و راندمان آن خواهد شد.
6. طول عمر و تعداد سیکل شارژ
یکی از مهمترین ویژگیهای باتری، تعداد دفعات شارژ و دشارژ آن است. هرچه تعداد سیکل بیشتر باشد، طول عمر باتری لیتیومی نیز بیشتر خواهد بود.
انواع باتری مورد استفاده در سیستم خورشیدی
برای استفاده در سیستم خورشیدی و تجهیزات مرتبط مانند سانورتر و اینورتر، انواع مختلفی از باتریها مورد استفاده قرار میگیرند که هرکدام ویژگیهای خاص خود را دارند.
باتری اسیدی
باتری اسیدی یکی از قدیمیترین و رایجترین انواع باتری در سیستمهای خورشیدی است. این نوع باتری قیمت پایینتری نسبت به سایر مدلها دارد و برای پروژههای اقتصادی و سبک مناسب است.- طول عمر ۱ تا ۲ سالـ عمق دشارژ ۵۰٪- تعداد سیکل ۷۰۰ بارـ دمای کار کرد ۰ تا ۴۰ درجه سانتیگراد
البته این باتریها نیاز به نگهداری بیشتری دارند و به دلیل تولید گاز بهتر است محیط دارای تهویه باشد. طراحی این نوع باتریها برای جریانهای شدید و لحظهای است.
باتری ژل
باتری ژل نسبت به باتری اسیدی عملکرد بهتری دارد و به دلیل ساختار خاص خود، نیاز به نگهداری کمتری خواهد داشت.
ویژگیهای باتری ژل:
– طول ۱ تا ۲ سال- عمق دشارژ در حدود ۶۵٪- تعداد سیکل ۸۰۰ بار- دمای کارکرد منفی ۱۰ تا مثبت ۵۰ درجه سانتیگراد
این نوع باتری برای سیستمهای UPS بسیار مناسب است.
باتری سیلد یا AGM
باتری سیلد یا باتری خشک، این باتریها کاملاً بسته هستند و نیازی به افزودن آب یا سرویس دورهای ندارند.
مزایای باتری سیلد:
– طول عمر ۵ سال- عمق دشارز ۷۰٪- تعداد سیکل ۲۵۰۰ بار- دمای کار کرد صفر تا ۵۰ درجه سانتیگراد
البته ای نوع باتریها برای جریانهای مداوم و آرام طراحی شدهاند.
باتری لیتیومی
باتری لیتیومی بهخصوص مدل LiFePO4، جدیدترین و پیشرفتهترین گزینه برای سیستمهای خورشیدی است. این نوع باتری راندمان بسیار بالایی دارد و طول عمر آن نسبت به سایر مدلها بیشتر است.
مزایای باتری لیتیومی:
– طول عمر ۱۲ تا ۱۵ سال- عمق دشارژ بیش از ۹۰٪- تعداد سیکل بیش از ۶۰۰۰ بار- دمای کار کرد منفی ۲۰ تا مثبت ۷۰ درجه سانتیگراد- حجم کم- سرعت شارژ بالاـ ظاهر زیبا
هرچند قیمت اولیه باتری لیتیومی بالاتر است، اما به دلیل طول عمر زیاد و عملکرد بهتر، در بلندمدت گزینهای اقتصادی محسوب میشود.
اهمیت انتخاب باتری و شارژربا محاسبه و طراحی اصولی سیستم ذخیره سازی انرژی میتوان بهترین راندمان را دریافت کرد.
همانطور که گفته شد باتری برق DC را ذخیره میکند. برق شهری یا همان برق AC را نمیتوان ذخیره سازی کرد، به همین جهت اگر برق اگر باتری را بخواهیم با برق شهر شارژ کنیم باید برق شهر را به برق DC تبدیل کرد. برای شارژ باتری از طریق پنل خورشیدی و یا برق شهر به شارژر احتیاج داریم. البته اگر از سانورتر استفاده میکنیم، به شارژر احتیاجی نیست.شارژر وظیفه کنترل میزان برق ورودی از لحاظ شدت جریان و میزان برق ذخیره شده به باتری را دارد.
نکته بسیار مهم این است که ولتاژ باتری باید با ولتاژ شارژر و اینورتر و سانورتر کامل یکسان باشد.در سیستمهای خورشیدی و سیستم برق اضطراری میتوان برای افزایش توان، دو یا چند باتری را بهم متصل کرد. البته این که تمام باتریها دارای جنس، توان، آمپر، ولتاژ، طول عمر و مدت زمان یکسان باشند بسیار مهم است.
درواقع باتریهای متصل شده باید دارای برند و تیپ و مدل یکسان باشند. برای انجام چنین کاری میتوان از دو روش استفاده کرد.
نحوه اتصال باتری در سیستم خورشیدی
باتریها در سیستمهای خورشیدی به دو روش سری و موازی متصل میشوند.
اتصال سری باتری
در اتصال سری، قطب مثبت یک باتری به قطب منفی باتری بعدی متصل میشود. قطب مثبت باتری ابتدایی و یا انتهایی به قطب مثبت سانورتر و یا اینورتر متصل میشود. برای قطب منفی نیز به همین گونه به اینورتر وصل میکنیم. برای شارژر نیز دقیق به همین روش متصل میشوند. در این حالت ولتاژ افزایش پیدا میکند اما ظرفیت باتری ثابت باقی میماند.
برای مثال:دو باتری 12 ولت 100 آمپرساعت در اتصال سری، خروجی 24 ولت 100 آمپرساعت ایجاد میکنند.
اتصال موازی باتری
در اتصال موازی، قطبهای مثبت به یکدیگر و قطبهای منفی نیز به یکدیگر متصل میشوند. پس از اتصال قطبهای همنام به هم به قطب مثبت به مثبت و منفی به منفی سانورتر یا اینورتر متصل میشود. برای شارژر نیز به همین گونه عمل می شود. در این روش ظرفیت افزایش پیدا میکند اما ولتاژ ثابت میماند.
برای مثال:دو باتری 12 ولت 100 آمپرساعت در اتصال موازی، خروجی 12 ولت 200 آمپرساعت ایجاد میکنند.
جمع بندی
انتخاب باتری مناسب سانورتر و اینورتر نقش بسیار مهمی در عملکرد صحیح سیستم خورشیدی دارد. در زمان انتخاب باتری باید به عواملی مانند ظرفیت، ولتاژ، طول عمر، نوع باتری، میزان عمق دشارژ و تعداد سیکل شارژ توجه شود.
در میان انواع باتریها، باتری اسیدی گزینهای اقتصادی، باتری ژل و باتری سیلد گزینههایی مناسب برای استفاده مداوم و باتری لیتیومی بهترین انتخاب برای سیستمهای حرفهای خورشیدی محسوب میشود.
سلام