باتری پنل خورشیدی

یک یا چند سلول الکترو شیمیایی با اتصالالت خارجی به یکدیگر متصل می شوند و قطعه ای به نام باتری را به وجود می آورند. باتری ها با ایجاد واکنش شیمیایی درون ماده الکترولیت و الکترود ها انرژی شیمیایی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. از باتری برای تامین انرژی دستگاه و وسایل مختلف الکتریکی مثل تلفن های همراه، ساعت و … استفاده می شود.

باتری پنل خورشیدی

با شروع استفاده از نور خورشید برای تولید انرژی الکتریکی، تغییرات بزرگی را در زمینه تامین انرژی الکتریکی خانه و صنعت های مختلف شاهد هستیم. یکی از موارد قابل توجه در مورد تولید برق از نور خورشید توسط پنل های خورشیدی این است که امکان تولید انرژی از نور خورشید فقط وابسته به ساعات روز و حضور خورشید است، بنابراین باتری های خورشیدی این امکان را برای ما فراهم می کند که انرژی الکتریکی تولید شده خورشید را بتوانیم ذخیره کنیم و در ساعت عدم حضور خورشید استفاده کنیم.

در محیطی که پنل های خورشیدی احداث شده اند بهتر است باتری های خورشیدی هم قرار داده شوند، چون انرژی تولید شده توسط پنل های خورشیدی باید بلافاصله مصرف شود یا در صورت وجود باتری ذخیره شود و بعدا برای مصارف مختلف مورد استفاده قرار بگیرد. باتری های خورشیدی انرژی الکتریکی تولید شده را به صورت شیمیایی ذخیره و در صورت نیاز آن را آزاد می کند. در صورت عدم وجود باتری این انرژی به راحتی از بین خواهد رفت و امکان ذخیره ندارد.
برای باتری های سولار یا پنل خورشیدی از نوعی از باتری سیلد اسید انتخاب مناسبی است، به دلیل اینکه  این باتری ها ویژگی های خوب و قابل توجهی مثل طول عمر بالا، قابلیت بازیافت و در مقایسه با سایر باتری ها نیاز به پشتیبانی و نگهداری کمتری دارند و به لرزش هم مقاوم هستند.

به این ترتیب با استفاده از این باتری ها می توان شب ها که به نور و انرژی خورشید دسترسی نداریم، از انرژی الکتریکی ذخیره شده در باتری های سولار استفاده کنیم و از هدر رفتن انرژی جلوگیری کنیم.

باتری های سولار از چه اجزایی تشکیل شده اند؟

هر باتری خورشید یا سولار از یک یا چند سلول تشکیل شده که قسمت های اصلی آن شامل پوسته، صفحات منفی، صفحات مثبت و عایق جداکننده صفحات می شود.

پوسته باتری سولار

قسمت پوسته باتری سولار همان بخشی است که اجزای مختلف باتری را در خود جای می دهد. پوسته باتری باید عایق الکتریسیته باشد و در مقابل ضربات مختلف و گرما و سرمای شدید مقاومت داشته باشد.

صفحات منفی باتری خورشیدی 

این صفحات بر روی خود ماده فعالی دارند که از جنس سرب است و خاکستری رنگ هستند. مواد دیگری در صفحات منفی وجود دارد که شامل لینگو سولفات سدیم، سولفات باریم و دوده صنعت می شود.

صفحات مثبت باتری سولار

تعداد صفحات خورشیدی مثبت نسبت به منفی به دلیل نحوه قرارگیری آن ها به طور قطعی یک عدد کمتر است و صفحات مثبت خورشیدی به رنگ قهوه ای سوخته یا قهوه ای مایل به رنگ قرمز هستند. جنس صفحات مثبت سولار از سرب پر اکسید است و در خمیر آن مواد دیگری مثل دوده صنعتی و دانیل فلاک وجود دارد.

عایق جداکننده صفحات

عایق ها وظیفه جداکردن سلول های خورشیدی از یکدیگر را دارند. هر باتری ممکن است از چندین سلول خورشیدی تشکیل شده باشد که توسط این صفحات جداکننده از یکدیگر جدا می شوند.

انواع باتری ها

باتری های اولیه یا غیر قابل شارژ

باتری های روی-کربن از نمونه های اولیه ی باتری ها هستند که در زندگی روزمره از آن ها استفاده می کنیم. این باتری های غیر قابل شارژ سال 1865 توسط مخترعی فرانسوی به نام ژئورژ لکلانچ اختراع شدند. بعد از مدت کوتاهی که از این باتری ها استفاده می کنیم باید آن ها را تعویض کنیم و این مورد نشان دهنده ی این است که این باتری ها ظرفیت و طول عمر کمی دارند.

باتری های ثانویه یا قابل شارژ

این نوع باتری ها را می توان با وصل کردن به شارژ بار ها مورد استفاده قرار داد بدون اینکه نیازی به تعویض داشته باشند. هزینه اولیه باتری های ثانویه نسبت به باتری های اولیه بیشتر است اما قبل شارژ بودن آن ها باعث می شود که در مقابل اثرات مخرب محیط زیستی کمتری داشته باشد
باتری های ثانویه یا قابل شارژ به انواع مختلفی تقسیم می شوند که شامل موارد زیر است:

• باتری های سرب-اسید
• باتری های لیتیوم-یون
• باتری های نیکل-هیدرید فلز
• باتری های نیکل-کادمیوم

باتری های سرب-اسید(Lead-Acid)

این باتری ها کیفیت بالایی دارند که همین ویژگی آن ها را نسبت به سایر باتری ها متمایز می کند. باتری های سرب-اسیدی توسط فیزیکدان فرانسوی گاستون پلانته در سال 1859 اختراع شد. از این باتری های سرب-اسید برای ذخیره انرژی خورشیدی استفاده می شود و از متدوال ترین باتری های قابل شارژ هستند.

این باتری ها نسبت به حجم و وزنی که دارند انرژی کمی ذخیره می کنند ولی با این وجود به علت قیمت و قابل دسترس بودن و عرضه بالای آن ها در بازار درخواست زیادی دارند.

باتری های لیتیوم-یون(Li-ion)

یک از ویژگی های خوب این باتری ها توان بالایی است که آن ها دارند، به همین دلیل معمولا از این باتری ها بیشتر در حوزه الکترونیک استفاده می شود. در این باتری های قابل شارژ یون های لیتیوم در زمان تخلیه از سمت الکترود منفی به الکترود مثبت حرکت می کند و در هنگام شارژ شدن در جهت برعکس و از الکترود مثبت به منفی می روند. انرژی که از این باتری های لیتیوم -یون تامین می شود تقریبا دو برابر انرژی تولید شده باتری های نیکل-کادمیم است.

باتری های نیکل-هیدرید فلز(Ni-MH)

نوعی از باتری های قابل شارژ هستند و برای اولین بار در سال 1989 به بازار عرضه شدند و شباهت زیادی با باتری های نیکل-کادمیمی دارند. این باتری ها ظرفیت بالا و طول عمر مناسبی دارند و از نظر مقاوت به حرارت نسبت به باتری های لیتیوم–یون بهتر هستند و در رده بالاتری قرار می گیرند. جنس الکترود مثبت در باتری نیکل-هیدرید فلز از نیکل اکسی هیدروکسید است و الکترود منفی از آلیاژ جذب کننده هیدروژن ساخته شده است.

باتری های نیکل-کادمیوم(Ni-cd)

باتری های قابل شارژ نیکل-کادمیوم سال 1899 توسط فردی به نام والدمر جانگنر اختراع و به بازار عرضه شدند. هنوز زمان زیادی از عرضه و استفاده از این باتری ها نگذشته بود که سهم زیادی از بازار خود را از دست داد و باتری های لیتیوم-یون و نیکل متال هیدرید جای باتری نیکل –کادمیوم را در بازار گرفتند. در ساختار این باتری اکسید نیکل و آهن به کار رفته است و معمولا افت ولتاژ بسیار کمی دارند.

تفاوت باتری های اولیه و ثانویه

• از نظر اندازه و ابعاد باتری های اولیه و ثانویه با هم متفاوت هستند. باتری های اولی برای وسایل قابل حمل مورد استفاده قرار می گیرند ولی معمولا امکان استفاده از باتری های ثانویه را برای وسایل قابل حمل نداریم.
• باتری های اولیه به دلیل اینکه از ساختار ساده ای برخوردار هستند عملکرد مشخص و کاربرد محدودی دارند. ولی باتری های ثانویه قابل شارژ متنوع هستند و شامل انواع مختلفی می شوند و هر کدام از آن ها برای کاربرد های مشخصی مورد استفاده قرار می گیرند.
• باتری های اولیه نسبت به باتری های ثانویه شارژ بهتری نگه می دارند
• تهیه باتری های اولیه هزینه ابتدایی کمتری نسبت به باتری های ثانویه دارد
• باتری های اولیه غیر قابل شارژ و باتری های ثانویه قابل شارژ هستند به همین دلیل اثرات تخریب محیط زیست باتری های ثانویه کمتر است
• باتری ثانویه می تواند بارها تخلیه و مجدد شارژ شود ولی باتری اولیه فقط یکبار تخلیه می شود