فهم بيانات بطاريات الطاقة الشمسية تعد من الامور الهامة جدا ، و لكن عدم الاخذ فى الاعتبار بتلك البيانات قد يؤدى إلى نقص عمر البطارية او تلفها نهائيا.و سنتناول فى هذا الشرح بطارية Trojan 12 volt 920 ah على سبيل المثال ، علما بان شركة Trojanهى من الشركات الرائدة فى صناعة بطاريات الطاقة الشمسية.
هناك الكثير من انواع البطاريات على سبيل المثال NorthStar , PowerSafe , Ultra Cell.
VOLTAGE: 6 Volt
جهد البطارية فى هذا المثال هو 6 فولت ، لكن لو اردنا الحصول على جهد منظومة يعادل 48 فولت ، ففى هذة الحالة يمكن توصيل 8 بطاريات على التوالى.
CAPACITY: 920 Ah @ 100 Hr
سعة البطارية 920 امبير ساعى
فحرف (A) يقصد به امبير ، لكن حرف (h) يقصد به ساعة. أى أن البطارية تستطيع أن تمدنا بتيار شدته 920 امبير لمدة ساعة، و بعد انتهاء الساعة تكون شحنة البطارية قد نفذت. ولكن يجب ملاحظة ان نفاذ سعة البطارية بالكامل يؤدى الى تلف البطارية.
معدل التفريغ للبطارية 100Hr
100Hr هو معدل التفريغ للبطارية. و يعنى اننا نستطيع ان نسحب من البطارية ( 9.2 امبير ) لمدة 100 ساعة.وهى افضل الحالات. لكن من الممكن ان نسحب بمعدلات مختلف طبقا للجدول. علما بأنه فى تطبيقات الطاقة الشمسية يفضل أن لا يقل معدل التفريغ عن 20Hr . للحفاظ على عمر البطارية.
BATTERY: Deep-Cycle Flooded/Advanced Lead Acid Beatty
بطارية سائلة ذات دورة شحن عميقة ، أي عدد مرات الشحن و الفريغ للبطارية كبير ، وهو شرط اساسى فى بطاريات الطاقة الشمسية . و كل هذه المعلومات نحصل عليا من بيانات بطارية الطاقة الشمسية المسجلة فى الدتا شيت و ستم توضيحها بعد قليل.
Watering: Single-Point Watering Kit(Optional)
هى أداه تتعلق بالبطاريات السائلة. و تستخدم لزيادة محلول البطارية فى حالة النقصان. و هى ليست الزامية .
PRODUCT HIGH LIGHTS: Smart Carbon for Improved Performance
عندما يتم شحن البطارية قد لا تصل الى الشحن الكامل بسبب تراكم مواد كبرتية على الصفائح السالبة للبطارية ، و مع تكرار هذه العملية ، قد يقلل من العمر الافتراضى للبطارية. هنا يأتى دور هذه التقنية المبتكرة من شركة Trojan بالتقليل من الكبرتة المتراكمة على الصفائح السالبة للبطارية. و بالتالى تحسين عمر البطارية.
الخصائص الكهربائية للبطارية ELECTRICAL SPECIFICATIONS
و هذا الجدول خاص بمعدلات التفريغ للبطارية عند أوقات مختلفة . و فى تطبيقات الطاقة الشمسية لابد أن لا يقل معدل التفريغ عن 20 ساعة. على سبيل المثال نجد ان معدل التفريغ عند 20 ساعة هو 708 امبير ساعى ، اى انه فى حالة تفريغ البطارية فى 20 ساعة تكون شدة التيار 708امبير / 20 ساعة = 35.4 امبير . و لكن فى حالة التفريغ خلال 72 ساعة تكون شدة التيار = 870 امبير / 72 ساعة = 12.08 امبير.
تعليمات الشحن CHARGING INSTRUCTIONS
تيار الشحن Maximum Charge Current (% of C20 Rate)
اقصى تيار لشحن البطارية هو 13% من ال C20 اي = 13% * 708 = 92 امبير .و تمر البطارية بعدة مراحل اثناء عملية الشحن و هى مرحلة الامتصاص و يكون الفولت 7.35 فولت ثم مرحلة ال Float Voltage ويكون الفولت 6.75 فولت . ثم مرحلة الشحن التام Equalization Voltage و يكون الفولت 8.1 فولت. و هذا كله بالنسبة للبطارية 6 فولت. و يتم التحكم فى فولت الشحن من خلال اعدادات شاحن البطاريات.
حالات الشحن المختلفة STATE OF CHARGE Measure of open Circuit Voltage
نلاحظ فى هذا الجدول عند شحن البطارية بنسبة 100% يكون جهد البطارية 6.33 فولت. و ذلك تحسبا لعملية التفريغ الذاتى للبطارية. البطارية ال 6 فولت مقسمة من الداخل الى 3 خلايا . جهد كل خلية 2.110 فولت ( 2.110 فولت * 3 خلايا = 6.33 فولت) .
التأثر بدرجة الحرارة Charging Temperature
من الجدول يتضح لنا ان جهد البطارية يتأثر بارتفاع او انخفاض درجة الحرارة عن 25 درجة مئوية. ففى حالة ارتفاع درجة الحرارة عن 25 درجة فهذا يؤدى الى زيادة الجهد بمقدار 0.005فولت مقابل كل درجة زائدة . و لكن فى حالة انخفاض درجة الحرارة عن 25 درجة ، فهذا يؤدى الى انخفاض الجهد بمقدار 0.005 فولت مقابل كل درجة ناقصة.
يوضح الرسم البيانى الاتى العلاقة بين درجة الحرارة و سعة البطارية، فنجد انه عند درجة حرارة 40 ، تصل سعة البطارية الى 110 % ، و ذلك لزيادة التفاعلات داخل البطارية ( الخط الاحمر ). لكن عند درجة حرارة 10، تصل السعة الكلية للبطارية ال 82 % تقريبا ( الخط البرتقالى ). مع الاخذ فى الاعتبار ان الاحتفاظ بالبطارية فى مكان تختلف درجة حرارته عن 25 درجة . فهذا يؤثر على العمر الافتراضى للبطارية. علما بأن التغير الذي يحدث فى سعة البطارية يحدث بسبب تغير الفولت .
التفريغ الذاتى للبطارية Self Discharge
فى حالة تخزين البطارية فى مكان جيد التهوية و درجة حرارة المكان (25 درجة)،فإنه يتم فقد من 5 إلى 15 % من شحنتها كل شهر، و يعرف هذا بالتفريغ الذاتى للبطارية، و يحدث نتيجة تفاعلات كيميائية داخل البطارية، على سبيل المثال فى حالة تخزين البطارية لمدة 8 اسابيع عند درجة حرارة 24 درجة (يمثلها الخط باللون الأحمر ). فإن نسبة شحن البطارية تصل الى 73%. و لكن عند تخزينها لنفس المدة عند درجة حرارة 29 درجة ( يمثلها الخط الازرق). فتصل نسبة شحن البطارية الى 58 %.
عمق التفريغ Depth of Discharge (DOD)
الرسم البيانى يوضح العلاقة بين نسبة التفريغ للبطارية و عدد دورات الشحن و التفريغ لها ،ويعد هذا الرسم البيانى من اهم المعلوت الخاصة ببيانات بطاريات الطاقة الشمسية ، على سبيل المثال فى حالة استخدام80 % من شحنة البطارية نجد ان عدد مرات الشحن و التفريغ تصل الى 2000 مرة او أقل (اللون اللاحمر) . و لكن فى حالة إستخدام 40 % من شحنة البطارية نجد ان عدد دورات الشحن و التفرغ ارتفع إلى 4600 مرة تقريباً (اللون البرتقالى ).
و قد انتهينا من توضيح البيانات المسجلة فى الداتا شيت الخاصة ببطاريات الطاقة الشمسية ، و لكن ما سبق ذكره هو على سبيل المثال و ليس الحصر.
