در باتری سیستم های فتوولتائیک، توسط پنل ها در طی روز شارژ و در طول شب که فاقد نور خورشید هستیم ، توسط مصرف کننده دشارژ می شود بنابراین در هر روز بستگی به میزان مصرف یک سیکل شارژ و شارژ داریم و توجه به این نکته در طراحی ها ضروری است که ، به نحوی نیروگاه طراحی شود که بر طول عمر باتری خورشیدی کمترین اثر را بگذارد .
یکی دیگر از ویژگی های مهم باتری سیستم های فتوولتائیک، قابلیت دشارژ تا ظرفیت نامی آنها می باشد . همانطور که می دانید ، باتری های خودروها در صورتی که چند بار به طور کامل دشارژ شوند ، طول عمر انها به شدت کاهش پیدا می کند . در سیستم های خورشیدی نیز به همین صورت است که ، در روزهای ابری که میزان شارژ باتری پایین است ، ممکن است باتری تا عمق ۸۰ درصد دشارژ شود و باتری باید قابلیت تحمل این شرایط را داشته باشد .
رنج معمول طول عمر مفید یک باتری خورشیدی به صورت میانگین ۵ تا ۱۵ سال می باشد . اگر فرض کنیم که طول عمر پنل های شما ۳۰ سال باشد ، شما در طی این مدت می بایست حداقل یک بار باتری خود را تعویض نمایید . البته با توجه به افزایش طول عمر پنل های تولیدی در سالیان اخیر این انتظار می رود که طول عمر باتری ها نیز افزایش پیدا کند .
نکته دیگر که می تواند بر روی طول عمر باتری خورشیدی تاثیرگذار باشد ، شیوه نگه داری از باتری می باشد .
باتری های خورشیدی به شدت تحت تاثیر دما هستند ، بنابراین با محافظت از باتری در برابر یخ زدگی و گرمای شدید می توان طول عمر آن را افزایش داد.
انواع باتری های خورشیدی
در سیستم های فتوولتائیک باتری های یک بار مصرف جایگاهی نداشته و تنها از باتری های قابل شارژ در این سیستم ها استفاده می گردد. در زیر برخی از انواع باتری های قابل شارژ ذکر گردیده:
• lead-acid Battery
• lithium-ion Battery
• nickel-cadmium Battery
• nickel metal hydride battery
• nickel-iron Battery
• nickel-zinc Battery
• sodium-ion Battery
۱. باتری لید-اسید :
باتری اسیدی یا باتری سربی- اسیدی گونه‌ای از باتری قابل شارژاست که در سال ۱۸۵۹توسط فیزیکدان فرانسوی ، گاستون پلانته اختراع شد. علارغم ذخیره انرژی کم نسبت به وزن و حجم آن، به دلیل هزینه پایین و عرضه زیاد در وسایل نقلیه موتوری مورد استفاده قرار می‌گیرد
این باتری ها دارای یک تکنولوژی تست شده هستند که در سیستم های خارج از شبکه سالیان درازی است که مورد استفاده قرار میگیرند .
این باتری ها با وجود اینکه طول عمر پایین و DOD کمتری نسبت به بقیه باتری ها دارند اما یکی از ارزانترین گزینه های حال حاضر می باشند .
به عنوان نمونه باتری های قدیمی که در خودرو ها مورد استفاده قرار می گرفت از نوع سرب اسید تر می باشند .
۲. باتری یون – لیتیوم :
یک خانواده از باتریهای قابل شارژاست که در آن در زمان تخلیه، یون‌های لیتیوم از الکترودمنفی به سمت الکترود مثبت و در هنگام شارژ شدن وارونه حرکت می‌کنند. باتریهای لیتیم ـ یون بالاترین چگالی انرژی را فراهم می سازند تقریباً دو برابر انرژی قابل دسترسی از باتریهای نیکل ـ کادمیم آنها به دشارژ کامل نیاز ندارند،میتوان از جریان بالاتری برای شارژ و دشارژ بدون آسیب به باتری استفاده کرد،در هنگام دشارژ افت پتانسیل کمی دارند، به دوره break-in نیاز ندارند و از مسئله حافظه باتری خبر ندارند. می توانید در هر زمانی یک باتری لیتیم ـ یون را بی آنکه روی کارآیی باتری اثر بگذارد شارژ کنید، اما چون باتریهای لیتیم ـ یون معمولاً دارای طول عمرشارژ/دشارژ ۳۰۰ تا ۵۰۰ چرخه هستند اگر زود به زود و قبل از تخلیه، این باتری را شارژ کنید طول عمر باتری را پایین می آورید .همچنین در صورت ادامه شارژ پس از پر شدن، باتری آسیب دیده و از عمر آن کاسته میشود به همین دلیل برای شارژ انها از مدارهای محافظ هوشمند استفاده میشود تا پس از پر شدن جریان شارژ قطع شود و باتری over charge نشود. با آنکه بسیاری از سازندگان باتریهای لیتیم ـ یون طول عمر باتری را تا سه سال ذکر می کنند، بعضی از مصرف کنندگان طول عمر تا ۱۸ ماه را گزارش کرده‌اند .
۳. آب-نمک :
یکی از جدیدترین انواع باتری ها در صنعت ذخیره سازهای انرژی می باشند . بر خلاف دیگر باتری ها ، سالت واترها دارای فلزات سنگین نیستند در عوض وابسته به الکترولیت های آب نمک هستند .
در حالی که ، باتری هایی که از فلزات سنگین استفاده می نمایند مانند لید اسید و یون-لیتیوم برای آماده شدن نیاز به فرایند خاص دارند و همچنین بازیافت این نوع باتری ها با مشکلات محیط زیستی فراوانی همراه است در صورتی در سالت واترها به آسانی بازیافت می شوند.
