بطارية نظام الإضاءة الشمسية مسؤولة عن تخزين الكهرباء التي تنتجها الألواح الشمسية لاستخدامها لاحقًا. تُنقل هذه الطاقة بعد ذلك إلى المصباح الكهربائي. تُشغّل أنواع مختلفة من البطاريات القابلة لإعادة الشحن مصابيح تعمل بالطاقة الشمسية. انظر أدناه للاطلاع على تفاصيل خيارات بطاريات NiCd وNiMH للإضاءة الشمسية. كما يمكنك معرفة بعض معلومات تشغيل البطاريات، مثل إمكانية شحن بطاريات NiMH باستخدام شاحن NiCd.
ما هي بطاريات NiCd وNiMH؟
غالبًا ما تستخدم الأجهزة القابلة لإعادة الشحن مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة والمثاقب وكاميرات الفيديو وغيرها من الأجهزة الإلكترونية المحمولة التي تتطلب تدفقًا ثابتًا من الطاقة بطاريات النيكل والكادميوم (NiCd أو NiCad)يُستخدم إلكتروليت قلوي، مثل هيدروكسيد البوتاسيوم، مع أقطاب هيدروكسيد أكسيد النيكل ومعدن الكادميوم في بطارية النيكل والكادميوم. فكّر فالديمار جونجر في بطارية النيكل والكادميوم وحصل على براءة اختراع لها عام ١٨٩٩.
بطارية NiMH بطارية هيدريد النيكل-معدن (NiMH) قابلة لإعادة الشحن، وتُستخدم على نطاق واسع في الأجهزة الإلكترونية المحمولة، مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف المحمولة وكاميرات الفيديو وغيرها. عادةً ما يكون القطب السالب لبطارية NiMH سبيكة ماصة للهيدروجين، مع أنه قد يحتوي أيضًا على العديد من المركبات بين المعدنية. وكما هو الحال في بطاريات نيكل-كادميوم من شركة آبل، يتكون القطب الموجب من هيدروكسيد أكسيد النيكل. تتميز بطاريات NiMH، التي طُرحت لأول مرة عام ١٩٨٩، بسعة شحن أعلى بمرتين إلى ثلاث مرات، وعمر افتراضي أطول بنسبة تصل إلى ٤٠٪ من بطاريات النيكل-كادميوم التقليدية.
أيهما أفضل: NiCd أم NiMH للإضاءة الشمسية؟
لكي تعرف أي بطارية هي الأفضل بين NiCd وNiMH للأضواء الشمسية التي سيتم تركيبها في منزلك أو مكتبك، ضع في اعتبارك ما يلي.
| العامل الذي يعتمد عليه | بطارية نيكل-كادميوم | بطارية NiMH |
| المتانة ودورة إعادة الشحن | تتميز بطاريات النيكل والكادميوم بقدرتها على الحفاظ على شحنها لفترة طويلة، كما تتمتع بفترة ضمان طويلة. وتُعدّ بطاريات النيكل والكادميوم القابلة لإعادة الشحن مفيدة في الأماكن ذات الإضاءة الخافتة أو خلال المواسم التي يقل فيها ضوء النهار، نظرًا لسرعة شحنها. | لا يمكن شحن هذه البطاريات وإعادة شحنها إلا لعدد محدد من المرات قبل أن تنفد. ونتيجةً لذلك، تتدهور بسرعة وتصبح معيبة. عند غروب الشمس، ستكون سعيدًا بإحضار شاحن بطاريتك. |
| معدل التفريغ الذاتي | يُتاح إضاءة ثابتة لمصابيح الطاقة الشمسية بفضل الشحن المستمر لبطاريات النيكل والكادميوم. ومع ذلك، عند انخفاض طاقة شحن البطارية، ينطفئ الضوء على فترات غير متوقعة. هناك خطر من أن ينطفئ الضوء دون سابق إنذار. | بسبب النمو الأسّي لـ NiMH اضمحلال الشحنةسينخفض سطوع المصباح تدريجيًا مع مرور الوقت. ومع خفوت ضوء الشمس، تخفت الطاقة المتبقية، مما يُتيح التخطيط وفقًا لذلك. |
| الكفاءة | تتميز بطاريات NiCd بأنظمة الطاقة الشمسية المتكاملة والتي غالبًا ما تفضلها بسبب قدرتها على العمل في درجات الحرارة المنخفضة. | قد تؤثر بطاريات NiMH عند درجات الحرارة العالية على الأداء، وخاصةً عند استخدامها في الخارج. |
| الحفاظ على البيئة | ال الكادميوم في النيكل والكادميوم، مما يجعلها ضارة بالنظام البيئي. ونظرًا لخصائصها الخطرة، فإن إعادة التدوير غير ممكنة. | تعتبر هذه البطاريات آمنة للإنسان والحيوان والكوكب. ويمكن إعادة استخدامها بعد استنفادها كمورد مفيد. |
| تأثير الذاكرة | تعتبر بطاريات NiCd ذات ذاكرة ضعيفة وقابلة لإعادة الشحن حتى بعد استنفادها للحصول على أقصى أداء. | لا تعاني هذه البطاريات من فقدان الذاكرة ويمكن إعادة شحنها قبل نفادها. |
اقرأ أيضا: كيفية منع الأضواء الشمسية من الوميض؟
هل يمكنني استخدام NIMH بدلاً من NiCd في الأضواء الشمسية؟
تحظى مصابيح الطاقة الشمسية بشعبية كبيرة نظرًا لسهولتها وموثوقيتها. ورغم أنها لا تحتاج إلى صيانة تقريبًا، إلا أنك ستحتاج غالبًا إلى تغيير البطاريات في وقت ما. ولأن بطاريات النيكل-كادميوم والنيكل-هيدريد قابلة لإعادة الشحن، فقد تتساءل عن إمكانية استبدالها. يعتمد إجابة سؤال "هل يمكنني استخدام بطاريات النيكل-كادميوم في مصابيح الطاقة الشمسية؟" على:
ملخص عن البطاريات القابلة لإعادة الشحن
تحتوي الأضواء الشمسية على بطاريات متخصصة تستخدم أشعة الشمس لإنشاء احتياطي من الطاقة يتم إطلاقه تدريجيًا في المواقف المظلمة. بطارية قابلة لإعادة الشحنقد تُكرر البطاريات، سواءً كانت من نوع Ni-CD أو Ni-MH، الدورة مئات المرات. تفقد البطارية في النهاية قدرتها على تحويل طاقة الشمس إلى طاقة مُخزَّنة، ويجب استبدالها.
بطاريات Ni-Cd / بطاريات Ni-MH الفرق
على الرغم من أن أداء بطاريات Ni-Cd وNi-MH متشابه، إلا أنها تختلف اختلافًا كبيرًا. تستهلك بطارية Ni-Cd وقت أقل للشحنمع ذلك، لا يُضاهي أداء بطارية Ni-MH في درجات الحرارة المنخفضة جدًا، وهو أمرٌ يجب مراعاته حسب المناخ. تتميّز بطارية Ni-MH بقدرتها على تخزين طاقة أكبر، كما أن تركيبها الكيميائي أقل ضررًا بالبيئة من بطارية Ni-Cd، ولكن يُنصح بإعادة تدويرها بدلًا من التخلص منها.
ما هي البطاريات التي يجب عليك تفضيلها؟
عند استبدال البطارية في بعض التركيبات، يُحدد مُصنِّع الإضاءة أو الجهاز أو أي جهاز إلكتروني آخر نوع البطارية المُراد استخدامها. عمومًا، يمكن استخدام بطاريات Ni-MH بدلاً من بطاريات Ni-Cdمع ذلك، ينبغي توخي الحذر عند استخدامهما معًا. عند التفكير في تصميم حزمة بطارية خاصة بك، يُنصح بمراعاة الفروق بين بطاريات Ni-Cd وNi-MH، بالإضافة إلى توقعاتك من حيث الموثوقية والأداء في ظروف محددة.
اقرأ أيضا: هل يمكنك شحن الأضواء الشمسية داخل المنزل؟
هل يمكنني استبدال بطاريات NiMH ببطاريات NiCd؟ هل يُمكن شحن بطاريات NiMH باستخدام شاحن NiCd؟
نعم، للأغراض العامة يمكنك استبدال بطاريات Ni-MH ببطاريات Ni-Cdمع ذلك، يجب توخي الحذر الشديد لعدم خلطهما للاستخدام في نفس الوقت. يُعد الشحن الصحيح لخلايا وبطاريات NiMH أمرًا بالغ الأهمية لكفاءتها. معرفة كيفية شحنها بشكل صحيح تضمن أداءً أفضل وعمرًا أطول. يُعد شحن خلايا NiMH أصعب قليلًا من شحن خلايا NiCd، لأن ذروة الجهد والانخفاض اللاحق لها لتحديد الشحن الكامل لبطاريات وخلايا NiMH أصغر بكثير.
في التشغيل، تُشبه خلية NiMH إلى حد كبير بطارية NiCd الأكثر شيوعًا. تتميز بمنحنى تفريغ يُشبه إلى حد كبير منحنى تفريغ NiCad، مما يسمح لها بتحمل شحنة أكبر. وهي حساسة بشكل خاص للشحن الزائد، وتعاني من انخفاض سعتها في حال حدوث ذلك.
عندما يتم شحن بطارية NiCad بالكامل، تكتشف العديد من الشواحن الذكية "نتوءًا" صغيرًا ولكنه ملحوظ في خرج الجهدومع ذلك، فإن الزيادة في خلايا NiMH أقل بكثير، مما يُصعّب ملاحظتها. ونتيجةً لذلك، يُمكن استشعار درجة حرارة الخلايا أيضًا، لأنه بمجرد شحنها بالكامل، تُطلق الخلية جزءًا كبيرًا من الشحنة الزائدة على شكل حرارة. ومن المشاكل الأخرى اختلاف خصائص خلايا NiMH اختلافًا كبيرًا بين الشركات المصنعة، مما يُصعّب تحديد أداء الشحن.
لا تشحن أبدًا بطارية NiMH باستخدام شاحن NiCd لا يجوز شحن أي نوع من البطاريات بشاحن غير متوافق. لا يمكن شحن خلايا NiMH بشاحن NiCd لأن استشعار نهاية الشحن غير فعال.
