ظرفیت ذخیره باتری های سیلد اسید؛ بررسی عوامل مؤثر بر توان ذخیره‌سازی انرژی

امروزه با افزایش استفاده از سیستم‌های برق اضطراری، تجهیزات خورشیدی، سامانه‌های مخابراتی و تجهیزات حساس صنعتی، نیاز به منابع ذخیره انرژی مطمئن بیش از گذشته احساس می‌شود. باتری‌های سیلد اسید (Sealed Lead Acid Battery) یا SLA یکی از پرکاربردترین گزینه‌ها در این حوزه هستند که به دلیل قیمت مناسب، عمر قابل قبول، ایمنی بالا و نیاز کم به نگهداری، همچنان جایگاه مهمی در بازار ذخیره انرژی دارند. مهم‌ترین مشخصه در انتخاب یک باتری سیلد اسید، ظرفیت ذخیره انرژی آن است. ظرفیت ذخیره باتری های سیلد اسید تعیین می‌کند که باتری چه مقدار انرژی را می‌تواند در اختیار مصرف‌کننده قرار دهد. البته ظرفیت واقعی یک باتری همیشه برابر با عدد درج‌شده روی بدنه آن نیست و عوامل مختلفی مانند میزان جریان مصرف، دمای محیط، نحوه شارژ و میزان تخلیه باتری بر عملکرد نهایی آن تأثیر می‌گذارند.

در ادامه این پست از بهین صنعت به بررسی این موضوع می پردازیم. همچنین برای خرید انواع باتری نیز با ما در تماس باشید:

دفتر مرکزی : تهران ، خیابان جانبازان شرقی، پلاک 19, طبقه ۲
2005 44 77 – 021 – 2 74 75 779 – 021

تلفن همراه:
09123064586 – 09135445006 – 09199015006 – 09195445002

دفتر اصفهان: کاشان – نبش بلوار دانش – بالاتر از شیرینی یاس – تقاطع بهفرد (رودخانه)
031-55470990 – 031-55470900

دفتر  مشهد: مشهد – بلوار جانباز- جانباز ١٣ – نبش شهيد عجمی ١١
٣٧٦٢٨٩٥٠-051

دفتر سمنان: شاهرود – بلوار دانشجو
09124732658

ظرفیت ذخیره باتری های سیلد اسید چیست؟

ظرفیت ذخیره باتری های سیلد اسید به مقدار انرژی الکتریکی گفته می‌شود که یک باتری می‌تواند در شرایط مشخص ذخیره و ارائه کند. این مقدار معمولاً با واحد آمپرساعت (Ah) نمایش داده می‌شود.

فرمول ساده محاسبه ظرفیت:

ظرفیت (Ah) = جریان مصرفی (A) × زمان کارکرد (h)

برای مثال، یک باتری 12 ولت با ظرفیت 100 آمپرساعت، در حالت تئوری می‌تواند:

• جریان 5 آمپر را برای حدود 20 ساعت تأمین کند.
• دارای انرژی اسمی حدود 1200 وات‌ساعت باشد.

البته در شرایط واقعی، مقدار انرژی قابل استفاده کمتر از مقدار تئوری خواهد بود، زیرا تخلیه کامل باتری‌های سرب اسیدی باعث کاهش عمر مفید آن‌ها می‌شود.

ظرفیت نامی و ظرفیت واقعی باتری

یکی از نکات مهم درباره باتری‌های سیلد اسید این است که ظرفیت اعلام‌شده توسط کارخانه معمولاً در شرایط استاندارد آزمایشگاهی اندازه‌گیری می‌شود. بیشتر باتری‌ها بر اساس استاندارد تخلیه 20 ساعته (C20) ظرفیت‌گذاری می‌شوند.

به عنوان نمونه، یک باتری 12 ولت 100Ah معمولاً در شرایط زیر آزمایش می‌شود:

این بدان معناست که باتری می‌تواند در شرایط استاندارد حدود 20 ساعت جریان 5 آمپر ارائه دهد. اما اگر مصرف‌کننده جریان بیشتری از باتری دریافت کند، ظرفیت واقعی کاهش خواهد یافت.

تأثیر جریان مصرف بر ظرفیت ذخیره باتری

یکی از ویژگی‌های مهم باتری‌های سرب اسیدی این است که هرچه سرعت تخلیه بیشتر شود، مقدار ظرفیت قابل استفاده کاهش پیدا می‌کند.

به عنوان مثال، یک باتری 100Ah ممکن است در شرایط مصرف کم تقریباً تمام ظرفیت خود را ارائه دهد، اما در مصرف‌های سنگین تنها بخشی از این ظرفیت قابل دسترس باشد.

جدول زیر میزان تقریبی ظرفیت قابل استفاده در نرخ‌های مختلف تخلیه را نشان می‌دهد:

بنابراین هنگام انتخاب باتری برای تجهیزات پرمصرف، نباید تنها به عدد ظرفیت اسمی توجه کرد.

تأثیر عمق تخلیه (Depth of Discharge) بر عمر باتری

عمق تخلیه یا DOD نشان‌دهنده میزان مصرف‌شده از ظرفیت باتری است. برای مثال، اگر یک باتری 100Ah تا 50 درصد تخلیه شود، حدود 50Ah از ظرفیت آن استفاده شده است.

در باتری‌های سیلد اسید، تخلیه‌های عمیق و مکرر باعث کاهش عمر باتری می‌شوند. به همین دلیل در بسیاری از کاربردها توصیه می‌شود باتری بیشتر از 50 درصد ظرفیت خود تخلیه نشود.

جدول زیر میزان انرژی قابل استفاده در ظرفیت‌های مختلف را نشان می‌دهد:

هرچه میزان تخلیه کمتر باشد، تعداد سیکل‌های کاری و طول عمر باتری افزایش پیدا می‌کند.

روش محاسبه ظرفیت مورد نیاز باتری

برای انتخاب ظرفیت مناسب باتری باید میزان مصرف انرژی و مدت زمان پشتیبانی مشخص شود.

فرمول کلی:

Ah = توان مصرفی (W) × زمان پشتیبانی (h) ÷ ولتاژ باتری (V)

مثال:

فرض کنید یک سیستم:

• توان مصرفی: 120 وات
• زمان پشتیبانی مورد نیاز: 5 ساعت
• ولتاژ باتری: 12 ولت

داشته باشیم:

120 × 5 ÷ 12 = 50Ah

اما چون باتری سرب اسیدی نباید به‌طور کامل تخلیه شود، معمولاً ظرفیت بیشتری انتخاب می‌شود.

با در نظر گرفتن تخلیه 50 درصد:

50 ÷ 0.5 = 100Ah

بنابراین برای این سیستم یک باتری حدود 100Ah انتخاب مناسب‌تری خواهد بود.

ظرفیت‌های رایج باتری‌های سیلد اسید

باتری‌های SLA در ظرفیت‌های مختلف تولید می‌شوند و هر ظرفیت برای کاربرد خاصی مناسب است.

تفاوت باتری AGM و Gel در سیستم‌های سیلد اسید

باتری‌های سیلد اسید معمولاً در دو نوع AGM و Gel تولید می‌شوند.

باتری AGM معمولاً برای کاربردهایی که جریان لحظه‌ای بالا نیاز دارند مناسب‌تر است، در حالی که باتری‌های Gel برای تخلیه‌های آرام و طولانی‌مدت عملکرد خوبی دارند.

ولتاژ یک باتری وابسته به تعداد سلولها و ظرفیت آن وابسته به ضخامت و بزرگی صفحات الکترون ها در هر سلول می باشد.

ظرفیت باتری ها بر حسب آمپر ساعت (AH) تعیین می شود. تعریف آمپر ساعت بدین شرح است: مقدار آمپری که در مدت زمان یک ساعت از یک باتری کامل شارژ شده، در هنگام دشارژ و در دمای استاندارد می توان دریافت کرد

به تعبیر دیگر:

 

تعیین ظرفیت باتری سیلد اسید در دمای 26 درجه سانتی گراد بوده و در حد فاصل تغییر ولتاژ باتری از 12 ولت به 10.5 ولت، زمان اندازه گیری می شود. لازم به ذکر است که مقدار کمینه ولتاژ برای تعیین ظرفیت باتری براساس نوع باتری متفاوت بوده و اطلاعات آن در جداول مشخصات فني برای هر نوع باتری توسط شرکت هاي تولید کننده قيد مي گردد.

 

وزن و ابعاد باتری های سیلد اسید:

ابعاد باتری ها براساس آمپر ساعت آن ها متفاوت است. اما براساس آمپر ساعت یک باتری، حداقل های استانداردی برای ابعاد و وزن آن ها تعیین شده است که بستگی به جنس مواد اولیه آن ها دارد. چنانچه وزن یک باتری از استاندارد آن کمتر باشد، نشان دهنده این است که الکترودها نازک هستند یا از آلیاژی غیر از سرب در تهیه آن ها استفاده شده است. در نتیجه این موضوع، کوتاه بودن زمان back up و طول عمر مفید باتری ها را نشان می دهد.

 

طول عمر مورد انتظار از باتری سیلد اسید:

هر نوع باتری با توجه به کیفیت ساخت آن، یک عمر مفید در شرایط ایده آل دارد ولی مهمترین عامل در طول عمر باتری، عامل انسانی می باشد. نحوه استفاده از باتری شامل شرایط نگهداری مانند دمای محیط و میزان گرد و غبار، شرایط و نیز تعداد دفعات شارژ و دشارژ مهمترین پارامترهای تعیین کننده عمر باتری در شرایط واقعی می باشند.

باتری های AGM به طور معمول با طول عمر بین 5 تا 10 سال طراحی می شوند. اما بطور کلی استفاده زیاد از باتری ها مانند شارژ و دشارژهای متوالی و زیاد و یا دشارژ کامل باعث کاهش عمر این باتری ها می شود. در نتیجه در مکان هایی که قطعی برق در آنها به کرات رخ می دهد، زودتر از مکانهای دیگر نیاز به تعویض باتری پیدا می کنند.

کاهش میزان دشارژ مجاز باتری، یکی از راههای افزایش طول عمر باتری است. این بدین معناست که باتری پس از رسیدن به سطح شارژ بالاتری مجددا شارژ شود. این مسئله در مثالهای زیر مشخص شده است:

 شرکت بهین صنعت از شما برای مشاهده سایر مقالات این سایت دعوت می نماید. برای مشاهده انواع یو پی اس، استابلایزر و باتری یو پی اس که شرکت بهین صنعت ارائه دهنده آن ها می باشد بر روی هر کدام از کلمات کلیک نموده و یا با مراجعه به منوی محصولات دستگاه مورد نظر خود را پیدا کنید. همچنین برای اطلاع بیشتر در ارتباط با خرید یو پی اس، نگهداری از یو پی اس و همین طور نگهداری از باطری یو پی اس و مشاوره می توانید از صفحات مربوطه بازدید نمایید یا با شماره 77442005 در تهران تماس حاصل فرمایید.

بهین صنعت ارائه دهنده راهکارهای برق اضطراری در صنعت و IT