Εμφανίζονται τα στοιχεία 1-5 από σύνολο 5

Ενεργά φίλτρα

Οι μπαταρίες οι οποίες προορίζονται για χρήση σε αυτόνομα φωτοβολταϊκά συστήματα πρέπει να μπορούν να δώσουν μικρό, σχετικά, ποσοστό της αποθηκευμένης ενέργειάς τους για μεγάλα χρονικά διαστήματα, και για το λόγο αυτό πρέπει να έχουν χοντρές πλάκες, σε αντίθεση με τις μπαταρίες εκκίνησης (οχημάτων) οι οποίες έχουν λεπτές σχετικά πλάκες, ώστε να μπορούν να τροφοδοτήσουν γρήγορα και για μικρό χρονικό διάστημα, μεγάλα φορτία (πχ μίζα αυτοκινήτου)

Οι μπαταρίες είναι το πιο ευπαθές και επικίνδυνο κομμάτι ενός αυτόνομου φωτοβολταϊκού συστήματος. Φθείρονται με τη χρήση, και η διάρκεια ζωής τους είναι μεν περιορισμένη (από 1 εώς και 10 χρόνια), αλλά επεκτείνεται με την εφαρμογή κανόνων κατά τη χρήση. Μερικοί από τους  κινδύνους που σχετίζονται με τις μπαταρίες είναι:

  • Σοβαρός τραυματισμός λόγω κακού χειρισμού κατά τη μεταφορά, πτώσης ή κακής τοποθέτησης
  • Ηλεκτροπληξία λόγω γυμνών επαφών,λάθος συνδεσμολογίας, κακού χειρισμού ή άγνοιας. Πρίν την πρώτη ηλεκτροπληξία από μπαταρία, όλοι πιστεύουμε ότι το ρεύμα είναι χαμηλής τάσης και ακίνδυνο...
  • Κίνδυνος έκρηξης από εκρηκτικά αέρια (Υδρογόνο)
  • Κίνδυνος χημικού εγκαύματος από τον ηλεκτρολύτη (διάλυμα θεϊκού οξέος)
  • Δημιουργία προβλήματος στο σύστημα λόγω λάθος συνδεσμολογίας, λάθος πολικότητας, κακής σύσφιξης

Λόγω των παραπάνω σοβαρών κινδύνων, συνιστάται η εγκατάσταση των μπαταριών από επαγγελματία, ειδικά εάν είναι ανοικτού τύπου ή η χωρητικότητά τους είναι μεγάλη.

Οι μπαταρίες φορτίζονται όταν η παραγωγή του Φ/Β υπερκαλύπτει τη ζήτηση και εκφορτίζονται κάθε άλλη στιγμή.Ακόμη και σε κατάσταση ηρεμίας, οι μπαταρίες εκφορτίζονται σε ποσοστό από 1-3% μηνιαίως. Το διάστημα από το τέλος μιας περιόδου φόρτισης, δηλαδή από τη στιγμή που θα σταματήσει η φόρτιση της μπαταρίας μέχρι τη στιγμή που θα αδειάσει ή θα αρχίσει και πάλι η φόρτιση ονομάζεται "κύκλος". Ιδανικά, σε κάθε κύκλο οι μπαταρίες πρέπει να φορτίζονται στο 100% της χωρητικότητάς τους πριν αρχίσουν να εκφορτίζονται, και δεν πρέπει ποτέ να εκφορτίζονται πλήρως. Η κάθε μπαταρία μπορεί να αντέξει ορισμένους κύκλους, ο αριθμός των οποίων κυμαίνεται από 5000 για τις μπαταρίες βαθειάς εκφόρτισης υψηλής ποιότητας έως και κάτω από δέκα για μπαταρίες αυτοκινήτου οι οποίες δεν πρέπει γενικά να χρησιμοποιούνται σε Φ/Β συστήματα. Κανένα άλλο στοιχείο του συστήματος δεν επηρεάζεται τόσο από το μέγεθος και τη χρήση του φορτίου όσο οι μπαταρίες. Εάν το φορτίο είναι συνδεδεμένο απ'ευθείας στη μπαταρία χωρίς έλεγχο, η ανεξέλεγκτη κατανάλωση μπορεί να αδειάσει τη μπαταρία σε βαθμό πρόκλησης μη αναστρέψιμης ζημιάς. Το ίδιο μπορεί να συμβεί άν στη μπαταρία συνδεθεί υπερβολικά μεγάλο φορτίο έστω και για σχετικά μικρό χρονικό διάστημα. Εάν η φόρτιση της μπαταρίας δεν είναι ελεγχόμενη και αντίστοιχη με τον τύπο και την ονομαστική τάση της, η μπαταρία και πάλι μπορεί να υποστεί ζημιά. Οι μπαταρίες πρέπει να επιλέγονται έτσι ώστε να μπορούν να εξυπηρετήσουν το φορτίο και να φορτίζονται σωστά με τα διαθέσιμα μέσα. Αφού γίνει αυτή η επιλογή το σύστημα φόρτισης θα πρέπει να μπορεί να φορτίσει πλήρως τη μπαταρία με τη σωστή τάση ανά στάδιο φόρτισης για το συγκεκριμένο τύπο μπαταρίας.

Οι μπαταρίες αυτόνομων φωτοβολταϊκών συστημάτων χαρακτηρίζονται από τη χωρητικότητά τους σε Αμπερώρια (Ah) σε συγκεκριμένο ρυθμό εκφόρτισης (C) και το βάθος εκφόρτισης για το οποίο είναι σχεδιασμένες.

Χωρητικότητα

Η χωρητικότητα είναι το ρεύμα που μπορεί να δώσει η μπαταρία σε Αμπέρ(A) επί τις ώρες(h) για τις οποίες μπορεί να το δώσει. Μια μπαταρία με χωρητικότητα 10Αh τι μπορεί να δώσει 1Α για 10 ώρες. Εκ πρώτης όψεως, μία μπαταρία 200 αμπερωρίων (Ah) θα έπρεπε να μπορεί να δώσει 200A για μία ώρα, 50Α για 4 ώρες, 1Α για 200 ώρες κ.ο.κ. Αυτό δεν ισχύει. Η χωρητικότητα της μπαταρίας δίδεται σε συνάρτηση και με το βαθμό εκφόρτισης (C). Γενικά όσο αυξάνεται ο βαθμός εκφόρτισης, τόσο μειώνεται η πραγματική χωρητικότητα. Για παράδειγμα, όταν μια μπαταρία αναφέρεται ώς 200Ah (C10), αυτό σημαίνει ότι η χωρητικότητα ισχύει για εκφόρτιση εντός 10 ωρών, δηλαδή ρεύμα 20Α για 10 ώρες. Εάν από την ίδια μπαταρία ζητήσουμε ρεύμα 30Α, ίσως να μπορεί να το δώσει για 5-6 ώρες (χωρητικότητα 150-180Ah). Αυτό λειτουργεί και αντίστροφα, δηλαδή η ίδια μπαταρία θα να μπορεί να δώσει ρεύμα 5Α για 45 ώρες, με ουσιαστική χωρητικότητα 225Ah. Η θερμοκρασία της μπαταρίας και του περιβάλλοντος χώρου επηρεάζει επίσης τη χωρητικότητα. Υψηλότερη θερμοκρασία έχει αποτέλεσμα ελαφρώς μεγαλύτερη χωρητικότητα αλλά μπορεί να αυξήσει την εξάτμιση νερού σε ανοικτές μπαταρίες και να μειώσει τον αριθμό των κύκλων που θα αντέξει η μπαταρία πριν χρειαστεί αντικατάσταση. Όταν συγκρίνουμε τη χωρητικότητα μπαταριών, θα πρέπει να λαμβάνουμε υπ'οψιν μας και την ονομαστική τάση του συστήματος. Μια μπαταρία 200Ah στα 12V μπορεί να αποθηκεύσει 2400Wh. Μια μπαταρία 200Ah στα 24V (η οποία συνήθως αποτελείται από μια συστοιχία 2 μπαταριών 200Ah στα 12V συνδεδεμένων σε σειρά) μπορεί να αποθηκεύσει 4800Wh.

Βάθος Εκφόρτισης

Βάθος εκφόρτισης είναι το ποσοστό της συνολικής χωρητικότητας της μπαταρίας το οποίο θα χρησιμοποιηθεί σε έναν κύκλο φόρτισης/εκφόρτισης. Οι μπαταρίες βαθειάς εκφόρτισης είναι σχεδιασμένες να εκφορτίζονται σε ποσοστό 60-80% ανά κύκλο. Μπαταρίες οι οποίες δεν είναι βαθειάς εκφόρτισης (εκκίνησησς, έλξης κλπ) είναι σχεδιασμένες να εκφορτίζονται σε ποσοστό μόλις 15-30% ανά κύκλο. Αυτό σημαίνει ότι μια μπαταρία βαθειάς εκφόρτισης με χωρητικότητα 200Ah είναι σχεδιασμένη να παρέχει έως 120-160Ah ανά κύκλο χωρίς να πάθει ζημιά, ενώ μια αντίστοιχη μπαταρία εκκίνησης ή έλξης μόλις 30-60Ah ανά κύκλο.

Ακόμη και η διάρκεια ζωής των μπαταριών βαθειάς εκφόρτισης επηρεάζεται από το βάθος εκφόρτισης ανά κύκλο. Όσο βαθύτερος είναι ο κάθε κύκλος, τόσο μικρότερη είναι η αναμενόμενη διάρκεια ζωής, όπως φαίνεται και στο διάγραμμα.

Διάρκεια ζωής μπαταριών σε φωτοβολταϊκά συστήματα σε σχέση με το βάθος εκφόρτισης

Κατάσταση Φόρτισης

Κατάσταση φόρτισης της μπαταρίας είναι η τρέχουσα διαθέσιμη χωρητικότητά της. Μπορεί να προσδιοριστεί με ακρίβεια με βάση την ειδική πυκνότητα του ηλεκτρολύτη με τη χρήση πυκνόμετρου. Η κατάσταση φόρτισης μπορεί επίσης να προκύψει με βάση την τάση της μπαταρίας, με την προϋπόθεση η μπαταρία να παραμείνει σε ηρεμία (χωρίς να φορτίζεται ή να εκφορτίζεται) για 30-60 λεπτά πριν τη μέτρηση. Σε περίπτωση που η μπαταρία έχει υψηλή τάση αλλά όταν συνδέουμε κάποιο φορτίο η τάση πέφτει κατακόρυφα, η μέτρηση τάσης δεν μας δίνει αξιόπιστη ένδειξη για την κατάστασή της. Ανάλογα με την κατάσταση φόρτισης της μπαταρίας μεταβάλλεται και το σημείο πήξης του ηλεκτρολύτη, η θερμοκρασία δηλαδή στην οποία παγώνει και η μπαταρία κινδυνεύει να καταστραφεί.

Κατάσταση Φόρτισης Μπαταρίας (Θερμ. Περιβάλλοντος: 27oC)
Κατάσταση Ειδική Πυκνότητα Τάση στοιχείου 2V Τάση μπαταρίας 12V Σημείο Πήξης (oC)
Πλήρως Φορτισμένη 1.265 2.12V 12.70V -57oC
75% 1.225 2.10V 12.60V -37oC
50% 1.190 2.08V 12.45V -24oC
25% 1.155 2.03V 12.20V -16oC
Πλήρως εκφορτισμένη 1.120 1.95V 11.70V -8oC

Κανόνες χρήσης μπαταρίας

  • Επιλέγουμε τη σωστή μπαταρία για την επιθυμητή χρήση
  • Φροντίζουμε για τη σωστή φόρτιση της μπαταρίας
  • Δεν εκφορτίζουμε τη μπαταρία εντελώς
  • Δεν αφήνουμε τη μπαταρία αφόρτιστη
  • Ελέγχουμε και συμπληρώνουμε απιονισμένο νερό
  • Δεν "ξεχειλίζουμε" με νερό τη μπαταρία