تلعب هذه البطاريات دورًا محوريًا في تسخير وتخزين الطاقة الشمسية لاستخدامها خلال فترات الغيوم أو في الليل. ولكن كم تدوم بطارية الطاقة الشمسية ليلًا؟ سنحاول الإجابة على هذا السؤال. وأيضا ماذا يحدث عندما تصبح بطارية الطاقة الشمسية فارغة؟
كم من الوقت تدوم البطارية الشمسية في الليل؟
تُعدّ بطاريات الطاقة الشمسية أساسية لتزويد المنازل بالطاقة خلال ساعات الليل عندما لا تُنتج الألواح الشمسية الكهرباء. مدة أداء بطارية الطاقة الشمسية ليلاً يعتمد على عوامل مثل سعة البطارية واستخدام الطاقة والكفاءة لتقدير مدة عمل بطارية نظامك الشمسي بدقة، ضع في اعتبارك احتياجاتك من الطاقة، وسعة نظامك الشمسي، ونوع نظام الطاقة الشمسية لديك. قد يكون تركيب عدة بطاريات ضروريًا للمنازل ذات الاستهلاك العالي للطاقة. بالإضافة إلى ذلك، فإن مراعاة ساعات ذروة ضوء الشمس والاستعداد للأيام الغائمة يضمنان إمدادًا مستمرًا بالطاقة وأداءً مثاليًا لنظامك الشمسي.
بدون تشغيل سخان كهربائي أو مكيف هواء، تستطيع بطارية 10 كيلوواط/ساعة تشغيل وظائف منزلية أساسية لمدة 24 ساعة على الأقل، بل وأكثر مع إدارة حكيمة للطاقة. هذا يُعطي فكرة عامة عن مدة عمل بطارية الطاقة الشمسية ليلاً. بعد ذلك، لنرَ ماذا يحدث عندما تنفد طاقة بطارية الطاقة الشمسية.
ماذا يحدث عندما تصبح بطارية الطاقة الشمسية فارغة؟
عندما تكون بطارية الطاقة الشمسية فارغة، فهذا يعني أنها إما استنفدت طاقتها المخزنة أو أنها مشحونة جزئيًا فقط. في هذه الحالة، ستحتاج إلى استخدام الشبكة الوطنية للكهرباء. تعتمد آثار انخفاض طاقة بطارية الطاقة الشمسية على تصميم النظام وتطبيقاته. فيما يلي بعض النتائج النموذجية:
1. فقدان الطاقة
بمجرد البطاريات الشمسية إذا كانت البطارية فارغة، فستتوقف جميع الأنظمة أو الأجهزة الكهربائية التي كانت تعمل بالبطارية عن العمل. سيؤثر انقطاع التيار الكهربائي على الأجهزة المتصلة.
2. نظام الطاقة الشمسية المنفصل
إذا كانت البطارية الشمسية جزءًا من نظام شمسي أكبر لمنزل أو شركة، فقد تعمل أو لا تعمل حسب الظروف. قد يحدث هذا إذا تم تفعيل ميزة أمان عند انخفاض مستوى شحن البطارية عن حد معين.
3. توافر الطاقة المحدود
في الأنظمة المزوّدة بميزات إدارة الطاقة، قد يكون توافر الطاقة المُخزّنة محدودًا حتى إعادة شحن بطارية شمسية فارغة. وبينما قد تعمل بعض الأنظمة بنمط طاقة مُخفّض أو بدون كهرباء حتى إعادة شحن البطارية، قد تُعطي أنظمة أخرى الأولوية لتخصيص الطاقة للأحمال الحيوية.
4. تقليل الاستهلاك الذاتي
تُستخدم بطاريات الطاقة الشمسية بكثرة لتخزين الطاقة الشمسية الفائضة المُنتَجة طوال اليوم لاستخدامها مستقبلًا. عند نفاد شحن البطارية، يعتمد النظام فورًا على الطاقة المُنتَجة من الشمس فقط، إذ لا يتبقى أي طاقة مُخزَّنة للاستخدام الذاتي.
اقرأ أيضا: استكشاف إيجابيات وسلبيات تخزين البطاريات الشمسية
كيف أعرف أن بطارية الطاقة الشمسية الخاصة بي مشحونة بالكامل؟
إن مجرد تعلم المدة التي تدوم بها بطارية الطاقة الشمسية في الليل ليس كافيًا، لاستخدام هذه البطارية بكفاءة يجب عليك تعلم كيفية معرفة متى يتم شحن بطارية الطاقة الشمسية الخاصة بك بالكامل.
1. وحدات التحكم في الشحن
يتم التحكم في الجهد المتدفق إلى البطارية بواسطة تحكم تهمة الشمسيةعند الحاجة إلى شحن البطارية، تدخل مرحلة الشحن الشامل عندما يرتفع الجهد إلى 14.4-14.6 فولت قبل امتصاص التيار المُزوَّد. ينخفض الجهد إلى مستوى عائم بين 13.4 و13.7 فولت بعد امتصاص البطارية لما تبقى من الشحنة التي تحتاجها.
وحدات التحكم في الشحن مع تشير الشاشات إلى الجهد الذي يتم توفيره للبطارية وما إذا كانت البطارية مشحونة بالكامل أم لا. تتميز وحدات التحكم هذه بجودة عالية. تُشحن البطارية بالكامل عند وصولها إلى مستوى التعويم. تحتوي العديد من وحدات التحكم بالشحن بدون شاشات على شاشة عرض ضوئية تُعلمك ما إذا كانت الشحنة في طور السائبة، أو الامتصاص، أو التعويم، مما يُعلمك أيضًا بموعد امتلاء البطارية. مع أن وجود وحدة تحكم شحن مُلحقة بنظامك يُفترض أن يمنع الألواح من شحن البطارية بشكل زائد، إلا أنه من الضروري التحقق من شحن البطاريات في حال عدم شحنها.
2 العاكسون
سوف تحتاج إلى محول لتحويل طاقة البطارية العاصمة السلطة إذا كنت تستخدمه لتشغيل آلات تعمل بالتيار المتردد. تعتمد كمية المعلومات التي يمكنك الحصول عليها عن بطاريتك على خصائص العاكس. يمكنك تحديد ما إذا كانت البطارية ممتلئة أم قيد الشحن فورًا بفضل بعض الميزات. شاشات عرض العاكس تعرض معلومات حول حالة شحن البطارية. قد تحتوي العاكسات الأخرى التي لا تحتوي على شاشة عرض على نظام ضوضاء/إضاءة يُنبهك عند انخفاض مستوى شحن البطارية أو عند امتلائها أو شحنها.
3. متر
يمكن استخدام عدد كبير من الأجهزة للتحقق من البطارية، وأكثرها شيوعًا هي الفولتميتر، أو الملليمتر، أو مقياس كثافة السوائل.
أ) الفولتميتر
يتم قياس الجهد الكهربائي بين نقطتين باستخدام الفولتميتر. يجب عليك قم بتوصيل الفولتميتر بالمنافذ السوداء والحمراء للبطارية للتحقق من شحن البطارية. للحصول على قراءة دقيقة، يجب إراحة البطارية وعدم شحنها أو تزويدها بشحنة إضافية لبضع ساعات. يجب أن تسجل بطارية ١٢ فولت جهدًا يتراوح بين ١١ و١٣ فولت عند القياس. عندما تكون القراءة ١٣ فولت، تكون البطارية مشحونة بالكامل؛ أما عندما تكون ١١ فولت، تكون البطارية فارغة تمامًا. تتوفر أجهزة الفولتميتر بنسختين: تناظرية ورقمية، وكلاهما يوفر قراءة دقيقة.
ب) أجهزة القياس المتعددة
تعتبر أجهزة القياس المتعددة أدوات متعددة الاستخدامات التي يمكن أن قياس المعلمات المختلفة مثل الجهد والتيار والمقاومة وغيرها، مما يوفر معلومات مهمة عن حالة بطاريتك. يعمل ويتصل بالبطارية بشكل مشابه لجهاز الفولتميتر.
ج) أجهزة قياس كثافة السوائل
هذا العداد بالذات هو مناسب حصريًا لبطاريات الرصاص الحمضية المغمورة لأنه يتطلب قياسات من السائل داخل البطارية. علاوة على ذلك، لا يمكن قياس البطارية بهذه الطريقة إلا بعد خضوعها لدورة شحن وتفريغ بعد إضافة ماء جديد إليها.
باستخدام هذه الخيارات، يمكنك بسهولة معرفة متى تكون بطارية الطاقة الشمسية مشحونة بالكامل. الآن، لمزيد من المعلومات حول العوامل التي قد تتلف بطاريات الطاقة الشمسية، اقرأ أدناه.
انظر أيضا: كم من الوقت تستغرقه بطاريات الطاقة الشمسية للشحن؟
ما الذي يمكن أن يتلف بطارية الطاقة الشمسية؟
هذه هي الأشياء الأربعة التي يمكن أن تلحق الضرر ببطارية الطاقة الشمسية-
1. فقدان الإلكتروليت
يمكن أن تؤدي درجات الحرارة المرتفعة ومعدلات الشحن السريعة والإفراط في الشحن إلى تلف الإلكتروليت، وهو حمض الكبريتيك. تسرب من البطاريات المغمورة أو غير المغلقةقد ترتفع أجزاء من الصفائح فوق مستوى الإلكتروليت نتيجةً لذلك، مما قد يحد من أداء البطارية. ستؤدي تيارات الشحن العالية والشحن الزائد إلى رفع درجة الحرارة والضغط داخل البطاريات المغلقة، مما قد يؤدي في النهاية إلى تسرب الغاز من الصمامات (و ربما إلكتروليتحتى الضرر الذي لا يمكن إصلاحه قد يحدث. لذا، فإن البطاريات المغلقة (أو التي لا تحتاج إلى صيانة) معرضة بشكل خاص لتأثيرات درجة الحرارة والشحن الزائد.
2. الكبريتات
تتكون بلورات كبريتات الرصاص على الألواح أثناء تفريغ بطارية الرصاص الحمضية كتفاعل كهروكيميائي طبيعي. تنعكس العملية الكيميائية أثناء الشحن، فتتحول بلورات كبريتات الرصاص إلى رصاص على القطب السالب وأكسيد رصاص على القطب الموجب. ومع ذلك، إذا استُخدمت البطارية لفترة طويلة وهي لا تزال مشحونة جزئيًا، فقد تتصلب بلورات كبريتات الرصاص. التوقف عن التحويل مرة أخرى إلى الرصاص أو أكسيد الرصاص أثناء الشحن. ويتم تقليل سعة البطارية نتيجة لذلك.
في درجات الحرارة المرتفعة، يحدث هذا التأثير بشكل أسرع. لذلك، من الضروري تصميم نظام كهروضوئي يُقلل من مدة الشحن الجزئي ويُسهّل عودة البطارية إلى الشحن الكامل بسرعة.
3. طبقات الإلكتروليت
يعتمد أداء بطاريات الرصاص الحمضية على الإلكتروليت، وهو محلول من حمض الكبريتيك في الماء. يُفضل أن يكون الإلكتروليت موزعًا بالتساوي على جميع خلايا البطارية أو حجراتها. ومع ذلك، نظرًا لاختلاف كثافة حمض الكبريتيك والماء، قد تحدث حالة تُسمى التطبق، مما يؤدي إلى: تركيز أعلى للحمض في الجزء السفلي من البطارية مقارنةً بالأعلى. هذا التقسيم الطبقي يؤثر سلبًا على الأداء العام للبطارية.
اقرأ أيضا: هل تحتاج بطاريات AGM إلى التهوية؟
4. تفريغ عميق جدًا
بينما بطاريات دورة عميقة لديها القدرة على تحمل مستويات التفريغ التي تصل إلى 80٪، فمن المستحسن الحد الأقصى للتصريف إلى 50٪ واحتفظ بنسبة 30% لحالات الطوارئ. يزداد عمر هذه البطاريات عند إعادة تدويرها بعمق أقل. لذلك، للحصول على عمر بطارية مثالي، يُنصح باستخدام بطاريات ذات دورة عميقة ذات دورة سطحية. على سبيل المثال، توفر مجموعة TORR من بطاريات EXIDE الشمسية الأنبوبية أعمار دوراتها التالية:
- 1500 دورة عند عمق تفريغ 80% (DoD)
- 3000 دورة عند 50% من DoD
- 5000 دورة عند 20% من DoD
كما ذُكر سابقًا، قد يؤدي ترك البطارية في حالة شحن غير مكتمل أو غير كافٍ إلى مشاكل في الكبريتات. إضافةً إلى ذلك، فإن تفريغ البطارية لأكثر من 80% يحمل خطر حدوث تغييرات لا رجعة فيها في تركيبها الكيميائي، وقد يُسبب ضررًا دائمًا جسيمًا.
رغم صعوبة تحديد مدة عمل بطارية الطاقة الشمسية ليلاً بدقة، إلا أنها تتراوح عادةً بين بضع ساعات وعدة أيام. تُعد سعة البطارية عاملاً أساسياً، حيث توفر البطاريات ذات السعة الأكبر طاقة احتياطية أطول. كما تؤثر الظروف الجوية والموقع الجغرافي على أداء البطارية ليلاً. لمزيد من المعلومات حول بطاريات الطاقة الشمسية، يمكنك متابعة تصفح موقعنا الإلكتروني أو اضغط هنا.
