نیروگاه انرژی خورشیدی (انرژی پاک) تولید و ذخیره و استفاده در ساختمان (مهندسی برق _الکترونیک) (قسمت سوم )
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )
قسمت های مهم یک سیستم تولید و ذخیره برق خورشیدی در ساختمان
باطری ذخیره کننده در سیستم تولید برق خورشیدی:
نکته:در اکثر موارد باتری های لیتیومی بهترین گزینه برای یک سیستم خورشیدی هستند اگرچه باتری های دیگر می توانند حاصل بیشتری داشته باشند.
باتری هایی که در مصارف خانگی مصرف می شود معمولا با یکی از سه ترکیب شیمیایی ساخته می شوند:لید اسید(سرب اسید)،لیتیومی و آب نمک
مزیت دیگر استفاده از باتری در سیستم های خورشیدی تامین جریان راه اندازی موتور های الکتریکی است.
از طرف دیگر باتری ها لوازمی با بهره دهی صد در صد نیستند و مقداری از انرژی را به صورت گرما در واکنش های شیمیایی، در طول شارژ و دشارژ از دست می دهند. برای جبران این انرژی تلف شده باید راندمان باتری را در طراحی سیستم خورشیدی لحاظ کرد.
باتری ها انرژی الکتریکی را به صورت شیمیایی در خود ذخیره می کنند . در سامانه های فتوولتاییک باتری خورشیدی وظیفه پشتیبانی در طول شب و در روزهای ابری را به عهده دارند.از آنجا که توان خروجی صفحات فتوولتاییک در طول روز متغییر می باشد، یک باتری ذخیره کننده می تواند یک منبع نسبتا ثابت برای تولید توان باشد تا تغییرات نور تابیده شده به صفحات را جبران کند.
باطری های لید اسید(سرب اسید)
باتری های لید اسید یک تکنولوژی تست شده هستند که در سیستم های خارج از شبکه برای دهه ها استفاده شده اند.در حالی که نسبتا طول عمر پایین و DOD کمتری نسبت به مابقی انواع باتری دارند،آن ها یکی از ارزان ترین گزینه های حال حاضر در بازار در حوزه ذخیره انرژی خانگی هستند.برای صاحبان خانه که می خواهند سیستم خارج از شبکه داشته باشند و نیاز به نصب تعداد زیادی ذخیره ساز انرژی دارند،لید اسید یک گزینه خوب می تواند باشد.
باتری های سرب اسید را می توان به دو دسته تقسیم کرد:
۱- باتری سرب اسید تر (floaded lead acid battery)
۲- باتری سرب اسید خشک
۲.لیتیومی
تکنولوژی ذخیره ساز انرژی اکثر خانه های جدید،از چند ترکیب شیمیایی یون لیتیومی استفاده می کند.باتری های لیتیومی سبک تر و جمع و جور تر نسبت به باتری های لید اسید هستند.آنها همچنین دارای DOD بالاتر و طول عمر بالاتر در مقایسه به لید اسیدها هستند.اگرچه باتری های لیتیومی گرانتر از موردمشابه لید اسیدی هستند.
۳.آب نمک(سالت واتر)
یک تازه وارد در صنعت ذخیره سازهای انرژی خانگی باتری های آب نمک(سالت واتر)هستند. برخلاف دیگر ذخیره سازهای انرژی خانگی،سالت واترها حاوی فلزات سنگین نیستند،در عوض وابسته به الکترولیت های آب نمک هستند. در حالیکه باتری هایی که از فلزات سنگین استفاده می کنند شامل لید اسید و لیتیومی نیاز به آماده شدن با فرایند خاصی دارند،یک باتری سالت واتر می تواند به آسانی بازیافت شود.اگرچه،به عنوان یک تکنولوژی جدید،باتری های سالت واتر نسبتا تست نشده هستند.
باتری مورد استفاده در سیستم های خورشیدی به علت استفاده مداوم هر روزی از آنها در درجه اول باید دارای طول عمر بالا باشند. به طور کل طول عمر یک باتری بر حسب تعداد سیکل شارژ و دشارژ و میزان سطح دشارژ باتری بیان می شود.
در سیستم های خورشیدی باتری خورشیدی در طول روز توسط پنل شارژ و در طول شب توسط مصرف کننده دشارژ می شوند. لذا هر شبانه روز یک سیکل شارژ و دشارژ برای باتری محسوب می شود. در طراحی یک سیستم خورشیدی سطح دشارژ باتری توسط طراح سیستم سولار باید به گونه ای در نظر گرفته شود که طول عمر باتری بسیار کوتاه نباشد.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )