النصر سولر

بطاريات الطاقة الشمسية

بطاريات الطاقة الشمسية وظيفتها تخزين الطاقة الكهربية التي ولدتها الألواح اثناء سطوع الشمس في ساعات النهار. و نستخدم هذه الطاقة الكهربية المخزنة اثناء فترة غياب الشمس بالمساء.
هذه الفكرة تستخدم في معظم النظم الكهروضوئية المستقلة عن الشبكة
بالنسبة لأعمدة الأنارة فغالبا ما يتم الأكفاء ببطارية واحدة أو اثنين.
اما الطلمبات فعادة لا تحتاج الي تخزين طاقة و يتم الأكتفاء بالري النهاري.
و لا يمكن استخدام بطارية السيارة في النظم الفوتوفولطية لان بطارية السيارة ستفسد بعد فترة قصير لانها مصممة لكي تعطيك كمية كبيرة من الشحنة الكهربية في فترة قصيرة.
وهذه الفترة هي فترة بداية دوران المحرك و باقي الوقت يتم شحنها عن طريق الدينامو في السيارة.
و ذلك علي عكس بطاريات الطاقة الشمسية التي هي مصممة لكي يتم شحنها طوال فترة سطوع الشمس ثم تقوم بتفريغ شحنتها طوال الليل و تسطيع ان تقوم بعملية الشحن في وقت طويل وبتيار منخفض وكذلك تستطيع تفريغ الشحنة في وقت طويل.
كما ان يمكن شحنها التفريغها بنسبة تصل الي 50% لتعيش 2000 دورة,  وهذا رقم كبير جدا مقارنة ببطارية السيارة التي لن تعيش اكثر من 100 دورة عند تفريغها بنسبة 50%
و تسطتيع بطارية الشحن العميق ان تفرغ شحنتها كاملة دون ان تتلف 200 مرة أما بطارية السيارة العادية فقد تتحمل تفريغ ما بين 12 الي 15 مرة فقط.

عمق التفريغ عمر بطارية السيارة عمر بطاريات الطاقة الشمسية
100%12–15 دورة150–200 دورة
50%100–120 دورة400–500 دورة
30%30–150 دورةاكثر من 1000 دورة

وتتميز بطارية الشحن العميق بالحجم والسمك الكبير لصفائح الرصاص التي بداخلها حتي يتحمل الحمل الواقع عليها اثناء الشحن الكامل أو التفريغ الكامل.
وهذا ما يرفع ثمنها نظرا لأن الرصاص سعره مرتفع.

بطارية سيارة

سمك صفائح الرصاص في بطارية السيارة قليل – خفيفة الوزن

 

بطاريات الطاقة الشمسية

بطارية الشحن العميق سمك صفائح الرصاص كبير جدا و هي بالتالي اغلي بكثير


أسعار بطاريات الطاقة الشمسية لدينا بتاريخ اليوم

بطاريات الطاقة الشمسية Chloride
الماركة: Chloride
الوصف: تصنيع خاص لأستخدامات الطاقة الشمسية بطاريات شحن عميق من اكبر شركة مصرية – حاصلة علي شهادات الجودة TUV و IAFT….. ابتعد عن البطاريات المستعملة و المجهولة المصدر!!
القدرة: 200 امبير
النوع: FLA – Flooded Lead Acid
السعر بالجنيه المصري: 4000 EGP
الضمان: 1 عام ضد عيوب الصناعة و 1500 دورة شحن




برنامج لتحديد بيانات تصميم بنك البطاريات في أسواء شهر

اختار احداثيات الموقع من الخريطة او اكتبها مباشرة




خطوات التصميم

  • يتم اولأ تحديد الأحمال وساعات الأستخدام خلأل اليوم:
    مثال:استخدامات الكهرباء لأستراحة مزرعة بالقرب من القاهرة
    اسم الجهاز الكهربائي القدرة بالوات ساعات الأستخدام اجمالي الأستهلاك اليومي بالوات
    ثلاجة10024 ساعة2400
    مروحة100 من 10 صباحا حتي 8 مساء1000
    موتور مياه750 من 12 ظهرا حتي 12.5 ظهرا375
    تلفزيون150 من 5 مساء حتي 10 مساء750
    اضاءة موفرة50 من 6 مساء حتي 11 مساء250
  • تحديد حجم مصفوفة الألواح:
    اجمالي الأستهلاك اليومي = 4775 وات
    الأنتاج اليومي لواحد كيلو وات الواح شمسية في شهر ديسمبر (من الجدول في البرنامج) = 3410 وات
    حجم الألواح المطلوبة =4775/3410 = 1.4 كيلو
    فيتم هنا استخدام 6 الواح بقدرة 250 وات
  • يتم رسم منحني الأحمال اليومي باستخدام برنامج الاتوكاد كما في الصورة
    منحني الأحمال اليومي
  • يتم رسم شكل بيضاوي Ellipse في الأتوكاد لانتاجية الألواح علي مدار اليوم في القاهرة, شهر ديسمبر باستخدام بيانات البرنامج و هي كما يلي:
    طول النهار = 10.27 ساعة (عرض البيضاوي)
    اقصي انتاجية في الظهيرة ل1.5 كيلووات من الألواح = 1.5* 420 = 630 وات (ارتفاع البيضاوي)
    الساعة 12 ظهرأ هي مركز البيضاوي
    منحني الأحمال و انتاجية الألواح
  • يتم من رسمة الأتوكاد تحديد مساحة الأستخدام الليلي للأجهزة الكهربائية (رسم Bpoly و تحديد مساحته كما في الصورة)
    الأستهلاك الليلي للنظام الشمسي
    و من المثال يتضح ان حجم الستهلاك الليلي = 1990 + 686 = 2676 وات
  • يتم تحديد حجم القدرة التخزينية المطلوبة طبقا للمعادلة الأتية:
    القدرة التخزينية = الأستهلاك / (معدل التفريغ *(1- فاقد دورة الشحن))
    و بافتراض ان معدل التفريغ = 60% ( النسبة المثلي)
    و فاقد دورة الشحن = 20%
    تكون القدرة التخزينية المطلوبة = 2676 / (0.6 * 0.8) = 5575 وات
  • و في حال استخدام بطارية ذات جهد 12 فولت يكون اجمالي الأمبير المطلوب = 5575/12 = 464 امبير
    و هنا في هذا المثال يمكن استخدام الأتي مع مراعاة مواصفة الأنفرتر و منظم الشحن:
    اما عدد 2 بطارية قدرة 250 امبير
    او عدد 4 بطارية قدرة 120 امبير

أنواع بطاريات الطاقة الشمسية

هناك العديد من ألأنواع ولكن الأقتصادية تكون من النوعية ذات الحمض والألواح الرصاصية Lead-Acid وغالبيتها 12 فولت أو 24 فولت.
وللتعامل معها نحتاج لمعرفة متغيران على الأقل من أصل ثلاثة متغيرات هم الجهد الكهربائي ويقاس بالفولت (Volt) والتيار ويقاس بالأمبير (Amp) والقدرة وتقاس بالواط (Watt).
يتم الإشارة إلي سعة البطارية بعدد الأمبيرات في الساعة (Amps-Hours (Ah
فعلي سبيل المثال إذا قرأتم البيانات على البطارية كالتالي 12V/200Ah فإن هذا نظريا يعني أنها تستطيع توفير 200×12 وات طاقة اي 2400 وات
و لكن من الناحبة العملية لا يمكن تفريغها بنسبة اكثر من 50% اي انها سوف تعطي سعة تخزينية 1200 وات فقط

هناك نوعين رئيسين من بطاريات الطاقة الشمسية وهما :

  1. بطارية الرصاص المغمورة FLA – Flooded Lead Acid

    كما هو واضح من اسمها فالواح الرصاص بها تكون مغمورة تماما بسائل قابل للتأين الكهربي.
    سميت بهذا الإسم لأن فيها سائل يجب تغييره كل فترة معينة (كبطاريات السيارة).
    و هذا النوع هو الأقدم و الأكثر استعمالا و تتراوح قدرتها بين 100 و 500 AH. وعمرها قد يصل الى 10 سنوات.

  2. البطاريات الغير مغمورة VRLA – Valve Regulated Lead Acid

    هذا النوع من بطاريات الطاقة الشمسية شبيه بالنوع الأول إلا أنه لا يجب تغيير السائل بداخلها.
    فهي تقريبا لا تحتاج الي صيانة كما انها تطلق كمية مهملة من غاز الهيدروجين مما يجعلها اسهل في النقل وفي التركيب ولا يعتبر التعامل معها فيه شيء من الخطورة.
    و يوجد منه ثلاثة انواع رئيسية وهي:

    1. Wet – تستطيع ان يقوم بعمل ما يقرب من 500 عملية تفريغ عميقة لما يقرب من 50% من شحنتها وهو اصلا مصمم لاأغراض ملاحية ولكن يمكن استخدامه في الأنظمة الفوتوضوئية وهو يعتبر حل اقتصادي
    2. AGM – أختصار Absorbed Glass Mat وهو يعني السائل القابل للتأين الكهربي تم امتصاصه في حصيرة اسفنجية.
    3. Gel – الرصاص مغمور في سائل تم تحويله الي ما يشبه الجيلي اي انه اصبح أقل ميوعة وأكثر تماسك.

فكلا النوعين سواء AGM أو Gel هما جيدان جدا ويمكن ان يعملوا في اي ظرف.
ولكن بالطبع ال Gel هو أفضل وأكثر كفاءة وعمره الافتراضي اكبر.
كما انه يستطيع ان يقوم بعمل دورة تفريغ عميقة قد يصل فيها الي تفريغ 60% من الشحنة الموجودة بها.

أنواع البطاريات من حيث شكل شرائح الرصاص

هناك نوعين من بطاريات الطاقة الشمسية اعتمادا علي التقسيم من حيث شكل شرائح الرصاص و هما:

بطاريات شرائح مسطحة

شرائح مسطحة ( Flat Plates ) – و تكون فيها الواح الرصاص علي شكل شرائح متراصة.
عمرها الافتراضي يكون ما بين 10 الي 12 سنة.

بطاريات شرائح اسطوانية

الواح اسطوانية الشكل ( Tubular plate ) – وتكون فيه الرصاص علي شكل اسطوانات متداخلة وعمرها الافتراضي يكون ما بين 20 الي 25 سنة.
ويمكن التمييز بين النوعين بمجرد النظر حيث ان البطاريات ذات الالواح الاسطوانية أطول من الأخري ذات الالواح المسطحة بشكل ملحوظ.

مصفوقة البطاريات

يتم توصيل البطاريات بنفس طريقة توصيل الخلايا للحصول على قيم جهد وتيار مختلفة و المصفوفة يتكون من عدة بطاريات يتم توصيلها ببعض علي التوازي او التوالي لتحقيق الجهد التصميمي المطلوب.

كيفية توصيل مصفوفة بطاريات الطاقة الشمسية

  1. من المهم أن جميع البطاريات تكون من نفس النوع والحالة إن أمكن. هذا يحسن كلا من السلامة والأداء لمصفوفة البطاريات
  2. يتم تكوين مصفوفة البطاريات عن طريق التوصيل عالي التوالي و التوازي و ذلك لتحقيق الجهد و الأمبير المطلوب طبقأ لمواصفات منظم الشحن مثل 12V أو 24V أو 48 فولت
  3. الوصلات علي التوالي تشمل ربط الاتصال الموجب (+) من بطارية واحدة إلى السالب (-) في البطارية المقابلة.
    ويستخدم الموجب (+) للبطارية الأولي مع السالب للبطارية الأخيرة للتوصيل الي منظم الشحن.
    و كما هو واضح في الصورة حيث تم توصيل 4 بطاريات جهد 6 فولت للحصول علي مصفوفة جهدها 24 فولت.
    بنك بطاريات علي التوالي
  4. التوصيل علي التوازي يشمل ربط الاتصال الموجب (+) من بطارية واحدة مع الاتصال الموجب (+) من البطارية المقبلة.
    و الشيء نفسه ينطبق على الجانب السلبي. السالب (-) للبطارية الأولى يصل إلى السالب (-) للبطارية المقبلة.
    ثم يتم اختار نقطة موجبة و اخري سالبة في منتصف المصفوفة لتوصيلها بمنظم الشحن كما هو موضح بالصورة.
    بطاريات علي التوازي
    و فائدة اتصال النظام في منتصف المصفوفة البطاريات هو ان تتم دورات الشحن والتفريغ بطريقة متوازنة.
    لأنه إذا تم إجراء اتصالات النظام على النهايات، فأن البطارية الاولى سوف تفرغ دائما أولا قبل البطارية الأخيرة.
    و بالتالي هذا ليس جيدا للعمر الأفتراضي للبطاريات.
  5. في بعض الحالات يتم توصيل البطاريات عن طريق عدد من السلاسل Strings.
    السلسلة الواحدة عبارة عن مجموعة من البطاريات يتم توصيلها علي التوالي.
    و جمبع السلاسل لها فولت متطابق يعتمد علي مواصفات منظم الشحن.
    أخيرا يتم توصيل هذه السلاسل علي التوازي للوصول الي الأمبير و القدرة التخزينة المطلوبة للمضفوفة.
    في الواقع طريقة التوصيل هذه طبيعية جدأ , و لأ يجب ابدا ان تزيد عدد السلاسل التي تم توصيلها علي التوازي عن ثلاثة.
    بنك بطاريات

اخطاء شائعة في استخدام البطاريات

  1. توصيل لمبات الاضاﺀة مباشرة او المودم وشاحنات الهواتف بالبطاريات خارج اطار الانفرتر.
    و لكن الانفرتر اساسا يقوم بقطع الكهرباﺀ حينما تصل سعة البطارية الى 30% من سعتها الاجماليه لحمايتها.
    بينما التوصيل المباشر يستهلك سعة البطارية حتى النهاية مما يقلل من عمرها الأفتراضي
  2. تحميل البطارية احمال كبيرة تقوم بتفريغها في وقت قصير جدا.
    مثلا بطارية 200 امبير ساعه يتم استخدامها في تكييف قدرته 1200 وات فيتم سحب: 1200/12 = 100 امبير دفعة واحدة في ساعة واحدة فقط
    هذا التفريغ الكبير يسبب اهلاك للبطارية او ضرر جسيم بها
  3. استخدام منظم شحن يعطي تيار كبير في شحن بطاريه صغيرة بسرعة كبيرة.
    مثلأ منظم شحن يعطي تيار 60 امبير يشحن بطارية واحدة صغيرة قدرتها 50 امبير في اقل من ساعة
    هذا الشحن السريع يتلف البطارية سريعا و لذلك يجب استخدام بطاريات سعتها مناسبة مع قدرة منظم الشحن.
    و من المتعارف عليه انه يجب ان لأ يزيد تيار الشحن عن 12% امبير مصفوفة البطاريات, ليتم بذلك شحنها في مدة لا تقل عن 8 ساعات باي حال من الأحوال

جدول نسبة شحن البطارية و الجهد

يمكن بصورة تقريبية معرفة بسبة الشحن في بطارية 12 فولت بقراءة قيمة الجهد بين الأقطاب طبقأ للجدول التاليز
و يراعي ان هذه القيم قد تختلف قليلأ طبفأ لنوع البطارية و درجة الحرارة.
يتم قياس الجهد عندما لآ يكون هناك اي احمال تفريغ علي البطارية.
كما يجب ان تكون البطارية في حالة سكون لمدة لأ تقل عن ساعة منذ اخر حمل تفريغ وقع عليها.
علما انه اثناء التفريغ تكون قيم الجهد اقل و قد تصل الي 11 فولت.
اثناء الشحن تزيد قيم الحهد و قد تصل الي 14 فولت و لذلك يجب قياس قيم الجهد اثناء الليل عندما لأ يكون هناك اي شحن يتم بواسطة الألواح.

 
نسبة الشحنبطارية رصاص مغمورة FLAبطارية جل GELبطارية حصيرة اسفنجية AGM
100%12.70+12.85+12.80+
75%12.4012.6512.60
50%12.2012.3512.40
25%12.0012.0012.00
0%11.8011.8011.80

اعراض تلف البطاريات

  1. حهد البطارية عالي بصورة زائفة:
    عند تخزين بطاريات الطاقة الشمسية لفترة طويلة دون اي شحن او تفريغ, تتكون بلورات من كبريتات الرصاص علي الفطب الموجب للبطارية.
    هذه الظاهرة معروفة في الأنجليزية بالSulfation
    بلورات كبريتات الرصاص تتسبب في قراءة كبيرة و زائفة لجهد البطارية.
    هذا الجهد الزائف سرعان ما ينخفض الي القيمة الحقيقية عندما يتم تفريغ اي شحنة صغيرة من البطارية
    كما انه يمنع شحن البطارية بواسطة منظم الشحن الذي يقراء الفيمة الزائفة للجهد.
    فمثلآ بطارية ذات جهد 12 فولت عند قياس الجهد نجده 13.5 فولت رغم كونها فارغة.
    فلأ يتم اي شحن للبطارية مهما تم تركها لمدة طويلة علي منظم الشحن.
    بمجرد سحب اي شحنة صغيرة منها نجد ان الجهد يظهر قيمته الحقيقية و ينخفض الي 10 فولت مثلأ خلال دقائق معدودة فيقوم منظم الشحن بفصل البطارية عن النظام.
    و عند محاولة توصيل البطارية مرة اخري بمنظم الشحن, يرتفع الجهد مرة اخري في دقائق معدودة الي القيمة الزائفة فلأ يتم اي شحنّ!
    هناك بعض الوسائل التي يمكن من خلألها أذابة بلورات كبريتات الرصاص لأعادة هذه البطارية التالفة الي الحياة.
    يتضمن هذا الأصلاح شحن البطارية بجهد اعلي 30% ليكون 16 فولت مثلأ, و يتم ذلك في شاحن التقليدي يدوي لمدة يوم او يومين
  2. إذا كان جهد البطارية 0 فولت ، فهذا يعني ان حدث بها ماس كهربائي و اصبحت غير صالحة للأستخدام
  3. إذا كانت البطارية لا يمكن أن تصل إلى أعلى من 10.5 فولت ، فهذا يعني ان بها خلايا ميتة.