انرژی خورشیدی فتوولتاییک

 

 

 

تعریف باتری : 

 

باتری یا پیل الکتریکی (ولتائیک) چشمه‌ای از انرژی پتانسیل الکتریکی است که سایر انرژی ها مانند انرژی شیمیایی، نور و یا ... را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند و این انرژی در قطب‌های باتری قابل دریافت است. انرژی قابل دریافت در قطب‌های باتری به ازای واحد بار الکتریکی را نیروی محرکه الکتریکی (Electromotive force یا emf) باتری می‌گویند و آن را با یکای ولت اندازه گیری می‌کنند. قطب مثبت باتری آند و قطب منفی آن کاتد نام دارد.

ساختمان باتری

هر باتری یک مقاومت داخلی (r) دارد. اختلاف پتانسیل بین قطب‌های باتری (v)، زمانی که جریان I از آن می‌گذرد، برابر V=E_emf - I_r می‌باشد. فرایند تبدیل انرژی در باتری با گذشت زمان افزایش مقاومت الکتریکی داخلی یا کاهش انرژی پتانسیل اولیه همراه است. مقدار مقاومت داخلی به نوع باتری و طرز ساختش وابسته‌است.

شارژ باتری

در باتری فرسوده نوعی مقاومت داخلی به قدری زیاد است که با عبور جریان، ولتاژ دو سر باتری به سرعت افت می‌کند و باتری قابلیت تامین انرژی الکتریکی مفید را ندارد. در برخی باتری‌ها با گذراندن جریانی در جهت مخالف جریان، به هنگامی که باتری کار عادی‌اش را انجام می‌دهد، می‌توان باتری را دوباره باردار یا شارژ کرد. در فرایند شارژ باتری انرژی پتانسیل در آن ذخیره می‌شود البته تعداد دفعات شارژ باتری به خاطر برگشت ناپذیری فرایندهای تبدیل انرژی، محدود است.

 

 فرایندهای تبدیل انرژی در باتری

در باتری خشک معمولی، بر اثر واکنش ماده آند (قطب مثبت) و ماده کاتد (قطب منفی) با الکترولیتی که محیط بین آند و کاتد را تشکیل می‌دهد، انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود. در باتری خورشیدی، انرژی الکترومغناطیسی نور تابیده شده به سلول‌های خورشیدی، با جداسازی های مثبت و منفی درون باتری، به شکل انرژی الکتریکی در می‌آید.

 

 توان الکتریکی باتری

توانی که هر باتری بر حسب وات تامین می‌کند، برابر حاصل‌ضرب نیروی محرکه الکتریکی (بر حسب ولت) در شدت جریان الکتریکی باتری I (برحسب آمپر) می‌باشد. در کاربردهایی با توان زیاد از جمله استارت زنی اتومبیل موتور اتومبیل، میزان توان‌های تامین شده در فواصل زمانی کوتاه به بیش از 1000 وات می‌رسد. در کاربرد کم توان در وسایل الکترونیکی ظریف، مانندسمعک‌ها و ساعت‌های کامپیوتری، میزان توان‌های تامین شده در حدود چند میلی وات است.

خطرات و نقایص باتری

خطرات و نقایص مربوط به باتری عبارتند از:

• انفجار
• نشتی
• ملاحظات زیست محیطی

انفجار

پدیده انفجار باتری عموماً ناشی از عدم کاربرد یا کارکرد صحیح باتری است. به عنوان مثال تلاش برای شارژ نمودن مجدد باتری های یک بار مصرف یا غیر قابل شارژ، اتصال کوتاه نمودن دو قطب مثبت و منفی باطری می تواند باعث انفجار این منبع انرژی الکتریکی شود.

 نشتی

در بعضی از باتری ها از مقوا، فلز روی و مواد شیمیایی استفاده می شود. واکنش شیمیایی درون باتری در مدت زمان طولانی، باعث خروج و نشت مواد شیمیایی داخل باتری به بیرون شده و ایجاد خوردگی شیمیایی در قطعات فلزی دستگاه ها که اطراف باتری قرار دارند می نماید.

ملاحظات زیست محیطی

افزایش استفاده از باتری ها و کاربردهای وسیع آن باعث افزایش زباله های صنعتی و مشکلات زیست محیطی جدید این محصول شده است. تولید کنندگان باتری از مواد شیمیایی خطر ناک برای ایجاد کارایی بهتر باتری های تولیدی خود استفاده می کنند. زباله های باطری باعث بالا رفتن آلودگی محیط زیست به سموم مهلک فلزی باتری ها شده است

باتری‌های امروزی

امروزه باتری‌هایی می‌توان ساخت که به طور متوسط در کاربردها پنج سال عمر مفید دارند. باتری‌ها در بهره گیری از وسایل الکترونیکی نقش مهمی ایفا می‌کنند. البته با بهبود بخشیدن تکنولوژی باتری‌ها منابع انرژی قابل حملی برای هر معرفی، از دستگاه‌های استریوی دستی تا اتومبیل‌های برقی، در اختیار داشته باشیم.

انواع باتری‌های امروزی عبارت است از:

1- باتری‌های نیروگاهی (GROE-OGI-OPZS-FNC)

2- باتری‌های آنتن‌های مخابراتی باتری‌های مخابراتی NET Power-power

3-باتری‌های مورد استفاده در سامانه‌های ریلی و مترو

4-باتری‌های مورد استفاده در پروژه‌های نفت، گاز و پتروشیمی (FNC)

5-باتری‌های خورشیدی (Solar.bloc)

6-باتری‌های مورد استفاده در ups

7- باتری‌های منابع تغذیه (SLA - VRLA)

8-باتری‌های اتومبیل، لیفتراک و موتورسیکلت

9-باتری‌های سامانه‌های حفاظتی، روشنایی، امنیتی و سامانه‌های کنترل