تؤدي هذه البطاريات دورًا بالغ الأهمية في تسخير وتخزين الطاقة الشمسية لاستخدامها خلال فترات الغيوم أو الليل. ولكن كم تدوم بطارية الطاقة الشمسية ليلًا؟ سنحاول الإجابة على هذا السؤال، بالإضافة إلى ما يحدث عندما تنفد طاقة بطارية الطاقة الشمسية.
كم من الوقت تدوم البطارية الشمسية في الليل؟
تُعدّ بطاريات الطاقة الشمسية ضرورية لتزويد المنازل بالطاقة خلال ساعات الليل عندما لا تُنتج الألواح الشمسية الكهرباء. يعتمد أداء البطارية خلال الليل على عوامل مثل سعة البطارية، واستهلاك الطاقة، وكفاءة نظام الطاقة الشمسية. لتقدير مدة عمل بطارية الطاقة الشمسية بدقة، ضع في اعتبارك احتياجاتك من الطاقة، وسعة نظام الطاقة الشمسية، ونوع نظام الطاقة الشمسية لديك. قد يكون تركيب عدة بطاريات ضروريًا للمنازل ذات الاستهلاك العالي للطاقة. بالإضافة إلى ذلك، يضمن مراعاة ساعات ذروة سطوع الشمس والاستعداد للأيام الغائمة استمرار إمداد الطاقة دون انقطاع وأداءً مثاليًا لنظام الطاقة الشمسية.
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 نفاد شحنة البطارية الشمسية ، ستتوقف جميع الأنظمة والأجهزة الكهربائية التي كانت تعمل بها عن العمل. وسيؤثر انقطاع التيار الكهربائي على الأجهزة المتصلة بها.
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 أيضاً: استكشاف مزايا وعيوب تخزين الطاقة الشمسية في البطاريات
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
يتحكم منظم شحن الطاقة الشمسية في الجهد المتدفق إلى البطارية . عند الحاجة إلى الشحن، تدخل البطارية مرحلة الشحن السريع عندما يرتفع الجهد إلى 14.4-14.6 فولت قبل امتصاص التيار المُزوَّد. ثم ينخفض الجهد إلى مستوى الشحن العائم بين 13.4 و13.7 فولت بعد أن تمتص البطارية الكمية المتبقية من الشحنة المطلوبة.
تُشير منظمات الشحن المزودة بشاشات إلى الجهد الكهربائي المُزوَّد للبطارية، وما إذا كانت مشحونة بالكامل أم لا. تتميز هذه المنظمات بجودتها العالية. تُعتبر البطارية مشحونة بالكامل عند وصولها إلى مستوى الشحن العائم. تحتوي العديد من منظمات الشحن غير المزودة بشاشات على مؤشر ضوئي يُوضح مراحل الشحن (الشحن السريع، الامتصاص، أو الشحن العائم)، كما يُشير إلى اكتمال شحن البطارية. على الرغم من أن وجود منظم شحن مُتصل بنظامك يمنع الألواح من شحن البطارية بشكل زائد، إلا أنه من الضروري التحقق من شحن البطاريات دوريًا.
2 العاكسون
ستحتاج إلى محول تيار لتحويل طاقة التيار المستمر من البطارية إذا كنت تستخدمها لتشغيل آلات تعمل بالتيار المتردد. وتعتمد كمية المعلومات التي يمكنك الحصول عليها حول بطاريتك على خصائص محول التيار. يمكنك معرفة ما إذا كانت البطارية مشحونة بالكامل أو قيد الشحن فورًا بفضل شاشات العرض في بعض محولات التيار التي تُظهر معلومات حول حالة شحن البطارية. أما محولات التيار الأخرى التي لا تحتوي على شاشة عرض، فقد تحتوي على نظام صوتي/ضوئي يُنبهك عندما ينخفض مستوى شحن البطارية بشكل كبير، أو يُشير إلى ما إذا كانت البطارية مشحونة بالكامل أو قيد الشحن.
3. متر
يمكن استخدام عدد كبير من الأجهزة للتحقق من البطارية، وأكثرها شيوعًا هي الفولتميتر، أو الملليمتر، أو مقياس كثافة السوائل.
أ) الفولتميتر
يقيس الفولتميتر فرق الجهد الكهربائي بين نقطتين. يجب توصيل الفولتميتر بالطرفين الأسود والأحمر للبطارية للتحقق من شحنها. وللحصول على قراءة دقيقة، يجب أن تكون البطارية في حالة راحة، أي لم يتم شحنها أو تزويدها بأي شحنة لعدة ساعات. يجب أن تُسجل بطارية 12 فولت قراءة تتراوح بين 11 و13 فولتًا عند قياسها. عندما تكون القراءة 13 فولتًا، تكون البطارية مشحونة بالكامل؛ وعندما تكون 11 فولتًا، تكون البطارية فارغة تقريبًا. يتوفر الفولتميتر بنوعين: تناظري ورقمي، وكلاهما يوفر قراءة دقيقة.
ب) أجهزة القياس المتعددة
أجهزة القياس المتعددة هي أدوات متعددة الاستخدامات يمكنها قياس معايير مختلفة مثل الجهد والتيار والمقاومة وغيرها، مما يوفر معلومات حيوية حول حالة البطارية. تعمل هذه الأجهزة وتتصل بالبطارية بطريقة مشابهة للفولتميتر.
ج) أجهزة قياس كثافة السوائل
هذا الجهاز مُصمم خصيصاً لبطاريات الرصاص الحمضية السائلة، حيث يتطلب قياسات من السائل الموجود داخل البطارية. كما لا يمكن قياس البطارية بهذه الطريقة إلا بعد إتمام دورة شحن وتفريغ كاملة 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
قد تؤدي درجات الحرارة المرتفعة، ومعدلات الشحن السريعة، والشحن الزائد إلى تسرب الإلكتروليت، وهو حمض الكبريتيك، من البطاريات السائلة أو غير المحكمة الإغلاق . ونتيجة لذلك، قد ترتفع مستويات الإلكتروليت في أجزاء من الألواح، مما قد يحد من أداء البطارية. كما أن تيارات الشحن العالية والشحن الزائد ترفع درجة الحرارة والضغط داخل البطاريات المحكمة الإغلاق، مما قد يؤدي في النهاية إلى تسرب الغاز (وربما الإلكتروليت ) من الصمامات. وقد يحدث تلف لا يمكن إصلاحه. ولذلك، فإن البطاريات المحكمة الإغلاق (أو التي لا تحتاج إلى صيانة) معرضة بشكل خاص لتأثيرات درجة الحرارة والشحن الزائد.
2. الكبريتات
تتكون بلورات كبريتات الرصاص على ألواح بطارية الرصاص الحمضية أثناء تفريغها كتفاعل كيميائي كهربائي طبيعي. وتنعكس هذه العملية الكيميائية أثناء الشحن، حيث تتحول بلورات كبريتات الرصاص إلى رصاص على القطب السالب وأكسيد الرصاص على القطب الموجب. مع ذلك، إذا استُخدمت البطارية لفترة طويلة وهي لا تزال مشحونة جزئيًا، فقد تتصلب بلورات كبريتات الرصاص وتتوقف عن التحول إلى رصاص أو أكسيد الرصاص أثناء الشحن ، مما يؤدي إلى انخفاض سعة البطارية.
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. من الناحية المثالية، يجب أن يكون الإلكتروليت موزعًا بالتساوي وبشكل متجانس في جميع خلايا أو حجرات البطارية. مع ذلك، ونظرًا لاختلاف الكثافة بين حمض الكبريتيك والماء، قد تحدث ظاهرة تُعرف باسم التطبق، مما يؤدي إلى تركيز أعلى للحمض في الجزء السفلي من البطارية مقارنةً بالجزء العلوي. يؤثر هذا التطبق سلبًا على الأداء العام للبطارية.
اقرأ أيضاً: هل تحتاج بطاريات AGM إلى تهوية؟
4. تفريغ عميق جدًا
على الرغم من قدرة بطاريات الدورة العميقة على تحمل مستويات تفريغ تصل إلى 80%، يُنصح بتقليل التفريغ إلى 50% كحد أقصى ، مع الاحتفاظ بنسبة 30% لحالات الطوارئ. يزداد عمر هذه البطاريات عند تقليل عمق دورات الشحن والتفريغ. لذا، وللحصول على أفضل عمر افتراضي للبطارية، يُوصى باستخدام دورات شحن وتفريغ جزئية لبطاريات الدورة العميقة. على سبيل المثال، توفر بطاريات EXIDE TORR الأنبوبية الشمسية دورات الشحن والتفريغ 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.
على الرغم من صعوبة تحديد مدة تشغيل بطارية الطاقة الشمسية بدقة خلال الليل، إلا أنها تتراوح عادةً بين بضع ساعات وعدة أيام. تُعد سعة البطارية عاملاً أساسياً، حيث توفر البطاريات ذات السعة الأكبر طاقة احتياطية لفترة أطول. كما تؤثر الظروف الجوية والموقع الجغرافي على أداء البطارية ليلاً. لمزيد من المعلومات حول بطاريات الطاقة الشمسية، يمكنك مواصلة تصفح موقعنا الإلكتروني أو النقر هنا.
