بایگانی سال 1403

تفاوت عمر پنل‌های خورشیدی

تفاوت عمر پنل‌ها چیست؟

عمر پنل‌های خورشیدی یکی از مهم‌ترین عوامل در انتخاب و خرید یک سیستم خورشیدی است. با توجه به اینکه پنل‌های خورشیدی باید برای سال‌ها به تولید انرژی بپردازند، طول عمر و دوام آن‌ها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. عمر پنل‌های خورشیدی بر اساس عوامل متعددی مانند نوع فناوری، کیفیت ساخت، شرایط آب‌و‌هوایی و نگهداری تعیین می‌شود. در ادامه، تفاوت‌های عمر پنل‌های خورشیدی از دیدگاه فناوری‌های مختلف بررسی می‌شود:

1. پنل‌های مونوکریستالین (Monocrystalline)

پنل‌های خورشیدی مونوکریستالین به دلیل ساختار کریستالی یکنواخت سیلیکونی، معمولاً بیشترین عمر مفید را دارند. این پنل‌ها از کریستال‌های خالص سیلیکونی ساخته می‌شوند و به همین دلیل راندمان بالاتری نسبت به سایر انواع پنل‌ها دارند.

عمر متوسط: معمولاً پنل‌های مونوکریستالین بین 25 تا 30 سال عمر مفید دارند. حتی بعد از این مدت نیز معمولاً با کمی کاهش بازدهی می‌توانند به تولید برق ادامه دهند.

نرخ افت بازدهی: این پنل‌ها به طور معمول سالانه حدود 0.3 تا 0.5 درصد از کارایی خود را از دست می‌دهند. به این معنی که پس از 25 سال، بازدهی آن‌ها معمولاً به حدود 85 تا 90 درصد مقدار اولیه خود کاهش می‌یابد.

2. پنل‌های پلی‌کریستالین (Polycrystalline)

پنل‌های پلی‌کریستالین از قطعات کوچکتری از سیلیکون ساخته شده‌اند که در قالب‌های بزرگ‌تر ریخته می‌شوند. این ساختار باعث می‌شود تا تولید آن‌ها ارزان‌تر باشد، اما راندمان کمتری نسبت به مونوکریستالین دارند.

عمر متوسط: پنل‌های پلی‌کریستالین نیز معمولاً بین 25 تا 30 سال عمر مفید دارند، اما به دلیل ساختار غیریکپارچه سیلیکون، احتمال دارد که دوام و کارایی کمی پایین‌تر از پنل‌های مونوکریستالین باشد.

نرخ افت بازدهی: نرخ افت کارایی این پنل‌ها معمولاً بین 0.5 تا 0.8 درصد در سال است، به طوری که پس از 25 سال، بازدهی آن‌ها به حدود 80 تا 85 درصد مقدار اولیه کاهش می‌یابد.

3. پنل‌های فتوولتائیک نوعی (Thin-Film: Amorphous Silicon, CIGS, CdTe)

پنل‌های نازک فیلم (Thin-Film) مانند پنل‌های سیلیکون آمورف (a-Si) یا کادمیوم تلوراید (CdTe) و CIGS از مواد نیمه‌هادی غیرسیلیکونی ساخته شده‌اند. این نوع پنل‌ها به دلیل انعطاف‌پذیری و وزن سبک در کاربردهای خاص مورد استفاده قرار می‌گیرند. اما بازدهی و عمر مفید آن‌ها معمولاً پایین‌تر از پنل‌های سیلیکونی است.

عمر متوسط: پنل‌های نازک فیلم به طور متوسط بین 10 تا 20 سال عمر دارند، که در مقایسه با پنل‌های سیلیکونی کوتاه‌تر است. این پنل‌ها به دلیل استفاده از مواد مختلف و روش‌های ساخت متنوع، دارای طول عمر و دوام متفاوتی هستند.

نرخ افت بازدهی: نرخ افت کارایی پنل‌های نازک فیلم معمولاً بالاتر از پنل‌های سیلیکونی است و ممکن است سالانه تا 1 درصد یا بیشتر از کارایی آن‌ها کاهش یابد. به همین دلیل، بعد از 10 تا 20 سال، بازدهی آن‌ها ممکن است به حدود 70 تا 80 درصد مقدار اولیه کاهش یابد.

4. تفاوت در شرایط آب‌و‌هوایی و نگهداری

عمر پنل‌های خورشیدی تحت تأثیر شرایط محیطی و نگهداری نیز قرار می‌گیرد. عواملی مانند دما، رطوبت، گردوغبار، و حتی برف و باران می‌توانند بر کارایی و دوام پنل‌ها تأثیر بگذارند. پنل‌هایی که در مناطق گرم و خشک نصب می‌شوند، ممکن است زودتر دچار افت کارایی شوند، زیرا حرارت بالا می‌تواند به مرور زمان به پنل آسیب برساند.

همچنین، نگهداری مناسب، مانند پاکسازی منظم سطح پنل‌ها از گردوغبار و برف، می‌تواند به افزایش طول عمر و کارایی آن‌ها کمک کند. استفاده از تجهیزات حفاظتی مانند محافظت در برابر تابش شدید یا رعد و برق نیز می‌تواند تاثیر مثبتی بر عمر پنل‌ها داشته باشد.

5. گارانتی و ضمانت‌نامه‌های پنل‌ها

بیشتر تولیدکنندگان پنل‌های خورشیدی، ضمانت‌نامه‌ای بین 20 تا 30 سال برای محصولات خود ارائه می‌دهند. این ضمانت‌ها اغلب شامل دو بخش است:

ضمانت عملکرد: که تضمین می‌کند پنل‌ها پس از مدت زمان مشخصی (معمولاً 25 سال) همچنان حداقل 80 تا 90 درصد از بازدهی اولیه خود را حفظ خواهند کرد.

ضمانت محصول: که نقص‌های ساختاری یا فنی پنل‌ها را پوشش می‌دهد و معمولاً بین 10 تا 15 سال است.

6. پیشرفت‌های فناوری و تاثیر آن بر عمر پنل‌ها

در سال‌های اخیر، فناوری‌های جدیدی در صنعت پنل‌های خورشیدی معرفی شده است که باعث افزایش دوام و کارایی پنل‌ها شده است. برای مثال، استفاده از تکنولوژی پنل‌های خورشیدی دوطرفه (Bifacial) که می‌تواند انرژی خورشیدی را از هر دو طرف پنل جذب کند، به دلیل طراحی پیشرفته و استفاده از مواد با کیفیت بالاتر، ممکن است عمر طولانی‌تری نسبت به پنل‌های سنتی داشته باشد.

نتیجه‌گیری

در مجموع، انتخاب پنل خورشیدی مناسب بستگی به نیازها و شرایط خاص هر پروژه دارد. پنل‌های مونوکریستالین با بازدهی و عمر طولانی‌تر گزینه‌ی مناسبی برای پروژه‌های بزرگ و بلندمدت هستند، در حالی که پنل‌های پلی‌کریستالین و نازک فیلم بسته به کاربرد و بودجه، می‌توانند انتخاب‌های مناسبی برای برخی از پروژه‌ها باشند. با توجه به نرخ افت بازدهی و نیاز به تعمیر و نگهداری، انتخاب دقیق نوع پنل تأثیر مستقیمی بر بهره‌وری و طول عمر سیستم خورشیدی شما خواهد داشت.

باتری چیست؟

چه کسی است که نداند باتری چیست؟ وقتی که باتری ها همه جا هستند؛ در ساعت دیواری، ساعت مچی، ماشین حساب، تلفن همراه، چراغ قوه، ماشین، موتورسیکلت و بسیاری وسایل برقی که می‌توانید تصور کنید، از جمله ربات ها.
در پاسخ به سوال بالا، باتری وسیله‌ای است که انرژی شیمیایی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. چون اکثر ربات‌های ما از باتری استفاده می‌کنند، پس لازم است برای درک باتری و انواع مختلف باتری وقت بگذاریم. بعداً خواهیم دید که کدام باتری‌ها مناسب ربات ها هستند.

نحوه کار باتری‌ها

به زبان ساده، باتری‌ها ظروف شیمیایی هستند. واکنش الکتروشیمیایی داخل مواد شیمیایی این ظرف ها، الکترون تولید می‌کند و جریان یافتن این الکترون‌ها از یک پایانه به پایانه دیگر، منجر به جریان الکتریسیته می‌شود. واکنش الکترون‌های از بین رفته را اکسیداسیون و جذب الکترون‌ها را کاهش می‌گویند.

حالا بیایید وارد جزئیات شویم و به مفاهیم پایه‌ای باتری پی ببریم.

دیاگرام داخلی سلول شیمیایی باتری

باتری‌های معمولی دارای دو پایانه یا ترمینال هستند. پایانه با علامت (+) معمولا با نام مثبت یا کاتد شناخته می‌شود و پایانه با علامت (–) به عنوان منفی یا آند شناخته می‌شود (با این حال پیشنهاد می‌کنم از استفاده از کاتد و آند خودداری کنید و به آنها پایانه‌های مثبت یا منفی بگویید) این دو قسمت باتری، در واقع همان الکترودها هستند و از نظر فیزیکی توسط جدا کننده‌ای به نام الکترولیت جدا می‌شوند.

وقتی که مدار، این دو پایانه را به هم متصل می‌کند، واکنش اکسیداسیون در پایانه منفی که الکترون آزاد می‌کند، اتفاق می‌افتد. در پایانه دیگر واکنش کاهش اتفاق می‌افتد که الکترون‌هایی را که از پایانه منفی آزاد می‌شوند، جذب می‌کند. این جریان الکترون‌ها از پایانه منفی به پایانه مثبت منجر به جریان برق (DC) می‌شود.

کل فرآیند در یک محفظه انجام می‌شود که به عنوان سلول شناخته می‌شود. اگر دو یا چند سلول از نظر الکتریکی به هم متصل شده باشند، فقط در این صورت است که به آن باتری گفته می‌شود. اما معمول است که در جهان فقط به یک سلول باتری می‌گویند و ما هم در اینجا برای جلوگیری از سردرگمی از باتری استفاده می‌کنیم. مثلا یک سلول ۱.۵ ولت AAA ، فقط یک سلول است، اما معمولا به آن باتری گفته می‌شود.

پارامترهای عملکرد باتری

هر باتری برای انجام یک کار خاص طراحی شده است و هیچ باتری نمی‌تواند تمام نیازهای ربات شما را برآورده کند (این جمله را گوشواره گوشتان کنید). باتری‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که دارای توان بالا، یا انرژی زیاد باشند و به ندرت باتری‌هایی برای دوام و ماندگاری بالا ساخته می‌شوند. من چند اصطلاح را بیان می‌کنم که می‌توانند به شما در تصمیم گیری برای انتخاب باتری مناسب برای ربات کمک کنند.

ولتاژ پایانه:

ولتاژ بین پایانه‌های باتری را ولتاژ پایانه می‌نامند که با ولت اندازه گیری می‌شود. معمولا یک سلول، ولتاژی از ۱ تا ۲ ولت دارد (اگر دانشمندان از گاز فلورین با پتانسیل کاهش ۲.۸۷ و فلز لیتیوم با -۳.۰۵ برای گرفتن ۵.۹۲ ولت استفاده کنند، چه می‌شود؟ فقط یک خیال پردازی …) . با اتصال چندین باتری (در واقع سلول) به صورت سری، ولتاژ بالاتری را می‌توان به دست آورد.

ولتاژ مدار باز:

وقتی باتری نه در حال شارژ است و نه خالی شدن، در این هنگام ولتاژ پایانه به عنوان ولتاژ مدار باز شناخته می‌شود.

منحنی ولتاژ:

منحنی ولتاژ یک باتری افت ولتاژ پیشرونده را هنگام تخلیه نشان می‌دهد.

منحنی تخلیه:

باتری‌ها معمولا تمایل دارند هنگام کار از لحاظ ولتاژ افت کنند. تعداد کمی از باتری‌ها ولتاژ اولیه خود را تا زمان تخلیه کامل حفظ می‌کنند. این تخلیه در ولتاژ به صورت نموداری در برابر زمان نشان داده می‌شود. هر چه منحنی صاف‌تر باشد، باتری بهتر است؛ اکثر باتری‌های قدیمی دارای تخلیه شیب‌دار بودند و باتری‌های جدیدتر البته صاحب برند معتبر، منحنی تخلیه صاف دارند. خیلی بعید است بتوانید برای یک باتری قلمی عادی که از بازار می خرید، خصوصاً در ایران انتظار دریافت منحنی باتری داشته باشید. چرا که اغلب فروشندگان قطعات تخصصی متاسفانه و با ابراز ناراحتی زیاد از این مساله، سواد و تخصص کافی در ارائه اطلاعات فنی محصول خود را ندارند! غیر از این مورد تولید کننده هم ممکن است برای یک باتری با کاربرد ساده مثلاً اسباب بازی و مشابه آن منحنی ارائه ندهد. اما در لوازم حساس تر مثلاً یک ربات پرنده، یک دستگاه نظامی خرید باتری خیلی شوخی به نظر نمی رسد.

ظرفیت ذخیره سازی:

مقدار جریانی است که باتری می‌تواند در واحد زمان تأمین کند که با آمپر-ساعت اندازه‌گیری می‌شود (برای باتری‌ها معمولاً میلی آمپر ساعت است). مثلا اگر باتری ۲۰۰۰ میلی آمپر ساعت است، یعنی باتری می‌تواند ۲ آمپر یا ۲۰۰۰ میلی آمپر جریان را برای مدت یک ساعت تأمین کند. اگر ربات فقط ۱۰۰۰ میلی آمپر جریان مصرف می‌کند، باتری شما ۲ ساعت کار می‌کند. حالا دیگر باید تفاوت بین mA و mAh را بدانید و متوجه شده باشید که در مقایسه باتری ها با یکدیگر آمپر ساعت از آمپر تنها خیلی مهم تر است. معمولاً روی تمام باتری‌ها عدد میلی آمپر نوشته شده. با اتصال موازی باتری‌ها (در واقع سلول‌ها) می‌توان جریان خروجی بالاتر را بدست آورد.

C-rate:

این مورد برای یک طراح ربات خیلی مهم نیست، اما خُب … C-rate میزان شارژ و دشارژ باتری است که با توجه به ظرفیت ذخیره سازی آن که معمولا mAh یا Ah است، بیان می‌شود. ۱C به معنای تخلیه کل انرژی ذخیره شده در ۱ ساعت است و ۰.۵C به معنای تخلیه کل انرژی در ۲ ساعت است. مثلاً، یک باتری با ۱.۵ میلی آمپر ساعت، در صورت تخلیه با ۱C ، جریان ۱۵۰۰ میلی آمپر، برای یک ساعت می‌دهد. اگر همان باتری ۰.۵C باشد، ۷۵۰ میلی آمپر در ۲ ساعت تخلیه می‌شود. معمولا اکثر باتری‌ها ۱C هستند.

چگالی انرژی:

مقدار انرژی ذخیره شده در باتری در واحد حجم است.

توان:

مقدار توان باتری در واحد حجم است که با وات بر متر مکعب اندازه گیری می‌شود.

تعداد دوره:

به تعداد دفعاتی گفته می‌شود که باتری شارژ و خالی (قابل استفاده برای باتری‌های شارژشونده) می‌شود، پیش از اینکه عملکرد به زیر حد انتظار برسد.

ماندگاری:

مدت زمانی که باتری می‌تواند بدون استفاده در قفسه یا فروشگاه سالم بماند.

طول عمر:

مدت زمان تا پیش از افت عملکرد باتری؛ چه استفاده شده چه استفاده نشده.

دما:

عملکرد اکثر باتری‌ها با تغییر دما کاهش می‌یابد. بهتر است که باتری انتخاب کنید که با کمی تغییر دما عملکرد آن افت نکند.

شیمی باتری:

تولیدکنندگان مختلف از شیمی مختلفی برای ساخت باتری استفاده می‌کنند. بعضی از آنها ممکن است از مواد سمی استفاده کنند و بعضی دیگر هنگام شارژ یا خالی شدن، گازهای خطرناکی تولید می‌کنند. بهترین موارد آنهایی هستند که سازگار با محیط زیست باشند.

هزینه و اندازه:

هزینه باتری یکی از مهمترین عوامل هنگام بررسی باتری است. قطعاً وقتی می‌خواهیم یک ربات ۲۰۰ هزار تومانی بسازیم، نمی‌خواهیم ۳۰۰ هزار تومان برای باتری هزینه کنیم. از طرف دیگر، اندازه و وزن باتری مهم است. نمی‌توانیم یک باتری با وزن ۴.۵ کیلوگرم به یک ربات کواد کوپتر اضافه کنیم یا یک باتری به طول نیم متر را با یک ربات کوچک قابل حمل ترکیب کنیم. تناسب اندازه و وزن باتری با بدنه ربات و عملکرد آن خیلی مهم است. به خطر بسپرید هر قدر باتری سنگین تر باشد وزن کل رباتتان بیشتر شده و برای حمل آن انرژی بیشتری از باتری مصرف خواهد شد.

عمق تخلیه:

این مقیاس اندازه گیری، میزان عمیق تخلیه باتری را نشان می‌دهد. به عنوان مثال، ۴۰٪ عمق تخلیه به این معنی است که ما ۴۰٪ باتری را استفاده کرده‌ایم و اگر ظرفیت باتری ۱۰۰٪ باشد، ۶۰٪ باقیمانده است. لازم به ذکر است که بدانید اکثر باتری‌ها برای تخلیه ۱۰۰٪ طراحی نشده‌اند. پس باتری را تا ته خالی نکنید، چون طول عمر آن کاهش پیدا می کند.

مقاومت داخلی:

تمام باتری‌ها یک مقاومت داخلی دارند که بر وضعیت شارژ آن‌ها تأثیر می‌گذارد. با افزایش مقاومت داخلی، باتری گرمای بیشتری تولید می‌کند و ثبات حرارتی کاهش می‌یابد و بر کارایی باتری تأثیر می‌گذارد.

اثر حافظه باتری:

که به عنوان اثر باتری تنبل نیز شناخته می‌شود؛ معمولا در برخی از باتری‌های قابل شارژ (به خصوص باتری‌های نیکل کادمیوم) یافت می‌شود. اگر باتری وقتی کاملاً خالی نشده است، شارژ شود، به نوعی نقطه تخلیه قبلی را به یاد می‌آورد و هر زمان که میزان شارژ به آن نقطه خاص رسید، نیاز به شارژ پیدا می‌کند. مثلاً، اگر باتری تا ۵۰٪ خالی شود و شما آن را شارژ کنید، دفعات بعدی، دیگر زیر ۵۰٪ کار نمی‌کند و حتی زیر این میزان شارژ هم نخواهد شد. پس باتری ها خیلی ناز نازی و حساس هستند نه بایستی بگذارید تا ته خالی شوند و نه وقتی نصفه و نیمه خالی شدند سریع آن ها را به شارژر بزنید.

هیچ باتری ایده‌آلی وجود ندارد که در هر شرایطی کار کند. براساس عوامل بالا باتری متناسب با ربات خودتان را انتخاب کنید. اگر کمکی خواستید زیر همین مقاله نظر بگذارید ما به شما کمک می کنیم.

باتری یا پیل الکتریکی :

باتری ها به عنوان منبع تولید انرژی الکتریکی از واکنش های شیمیایی استفاده می‌کنند و می‌توانند توان لازم برای دستگاه‌های قابل حرکت با به اصطلاح پرتابل یا دستگاه‌هایی را که نیاز دارند بعد از قطعی برق شهری همچنان روشن بمانند، تامین کنند.

در ابتدا با کلمات و اصطلاحات مخصوص باتری ها  آشنا می‌شویم :

مقاومت داخلی  باتری (IR) :

با گذشتن جریان از باتری، مقاومت کوچکی در باتری شکل می‌گیرد که مقدار جریان را محدود می‌کند و  تلفات جریان را به صورت گرما از باتری دفع می‌کند که این اتفاق باعث گرم شدن باتری می‌شود. استفاده‌ی بیشتر از باتری و انجام واکنش های شیمیایی درونی باعث می‌شود مقدار این مقاومت بیشتر شود تا جایی که جریان باتری تا حد زیادی کاهش پیدا می‌کند، در این حالت باتری کاملا دشارژ شده است.

ضریب تخلیه باتری (C) :

ضریب تخلیه باتری حداکثر میزان جریانی که به صورت مداوم می‌توانیم از باتری بکشیم را نشان می‌دهد .هر چه میزان این ضریب بالاتر باشد باتری بزرگ تر و سنگین تر خواهد شد. در بعضی باتری ها میزان ضریب شارژ را هم به صورت جداگانه با ضریب  (C) نشان می‌دهند.

برای محاسبه این جریان باید از عبارت زیر استفاده کنیم :

حداکثر جریان مداوم مجاز = ظرفیت باتری (Ah)  ×  C

برای بالاتر بردن عمر باتری همیشه از ضریب تخلیه کمتری از مقدار نوشته شده بر روی باتری استفاده می‌کنند و به طور متوسط همیشه اندازه نیمی از این مقدار، از باتری جریان می‌کشند.

ظرفیت باتری :

یکی از مهم ترین ویژگی باتری ها ظرفیت باتری است که میزان جریان در طول زمان را نشان می‌دهد. ظرفیت باتری، برای باتری های متوسط و کوچکتر بر اساس میلی آمپر ساعت (mAh) و برای باتری های بزرگتر بر اساس  آمپرساعت  (Ah) نشان داده می‌شود. برای مثال یک باتری با ظرفیت ۱۰۰۰میلی آمپر ساعت می‌تواند به مدت ۵ ساعت جریان ۲۰۰ میلی آمپری را تامین کند.

انرژی باتری :

میزان انرژی باتری را با واحد وات ساعت نمایش می‌دهند و در روی باتری آن را درج می‌کنند که مقدار آن به صورت زیر محاسبه می‌شود :

ظرفیت باتری (mAh ) /۱۰۰۰ ×ولتاژ باتری (V) = انرژی قابل ذخیره در باتری (w)

خود دشارژی ( self discharge ) :

باتری ها با توجه به ساختار خود و واکنش های شیمایی، به صورت خود به خودی بدون اینکه از آنها استفاده کنیم بعد از مدتی شارژ خود را از دست می دهند ، به این اتفاق خود دشارژی می گویند.  باتری های قابل شارژ دارای خود دشارژی بالاتری هستند و بعد از مدت کوتاه تری به صورت خود بخودی دشارژ می شوند. این زمان را در انواع باتری ها مختلف به صورت جدول نشان می دهند.

اثر حافظه (Memory Effect):

در باتری های نیکل هیدرید فلز (NiMH)و باتری نیکل کادمیو (NiCd) پدیده ای به نام اثر حافظه وجود دارد که به این صورت است: اگر این باتری ها را در حالی که دشارژ کامل نشده اند شارژ کنیم، ظرفیت آنها به مقداری که شارژ داشته اند دچار افت ظرفیت می شوند . برای مثال یک باتری نیکل کادمیوم را در نظر بگیرید که ۱۰% شارژ دارد اگر این باتری را در این حالت در  شارژر قرار دهیم مقدار ۱۰%  ظرفیت خود را از دست خواهد داد .

بعضی از شارژر های هوشمند با دشارژ کامل باتری و دوباره شارژ کردن آن از ابتدا این اثر مخرب را از بین می برند.

توان وزنی و توان حجمی باتری  :

مقدار انرژی ذخیره شده در باتری در مقدار حجم باتری را اصطلاحا توان حجمی باتری  می گویند و واحد آن به صورت وات ساعت بر لیتر  (Wh/L)  نشان داده می شود که برای باتری های مختلف مقدار متفاوتی دارد.

توان وزنی باتری هم  مقدار انرژی ذخیره شده بر مقدار وزن به صورت وات ساعت بر کیلوگرم  (Wh/Kg) نشان داده می شود که هر دو آنها یعنی توان وزنی و توان حجمی را برای چند نوع باتری در نمودار زیر آورده ایم که می توانید برای انتخاب باتری مناسب از آن استفاده کنید.

باتری ها را به طور کلی به دو دسته تقسیم می کنیم :

۱- باتری های غیر قابل  شارژ  :

این باتری ها در اندازه  ، ساختار و استاندارد های مختلفی تولید می شوند و یکبار مصرف هستند و قابلیت شارژ مجدد ندارند. انواع مختلفی از ساختار این نوع باتری های در ادامه آورده شده است .

باتری روی کربن (Zinc–carbon) :

در این باتری از روی (Zinc) به شکل قوطی به عنوان کاتد و از کربن (carbon)  به عنوان آند استفاده می شود . این باتری ها قیمت پایینی دارند و برای استفاده های عمومی مورد استفاده قرار می گیرند.

باتری قلیایی یا آلکالاین (Alkaline) :

این باتری ها بر خلاف باتری های  روی کربن  بجای اسید از مواد قلیایی یا بازی استفاده می کنند .  از عناصری مثل دی اکسید منگنز (Manganese dioxide) و روی (Zinc)  در ساختار آنها استفاده شده است و می توانند بسیار بهتر از باتری های کربن روی عمل کنند. برای مثال نسبت به باتری های کربن روی ظرفیت بالاتری تولید می کنند و همینطور خود دشارژی (self-discharge) بسیار کمتری دارند.

باتری روی هوا  (Zinc–air) :

این باتری ها از واکنش شیمایی فلز روی (Zinc)  و هوا، تولید الکتریسیته می کنند و برای باتری های کوچک مثل باتری های ساعت و سمعک ها استفاده می شوند . ولتاژ تولیدی این باتری ها از نظر تئوری ۱.۶۵ است ، اما عملا ولتاژ این باتری ها به ۱.۴  ولت  می رسد.

باتری های لیتیوم دی اکسید منگنز (lithium–manganese dioxide) :

این باتری ها که بیشتر به صورت باتری های سکه ای در بازار موجود هستند با توجه به ساختار خود می توانند اختلاف پتانسیل ۳V  را تولید کنند.  اما از مشخصات جالب توجهی که دارند می توان به مقاومت داخلی  و خود دشارژی پایین و توان وزنی بالا اشاره کرد که برای استفاده ی جریان پایین در مدت زمان طولانی در حجم کوچک، گزینه بسیار خوبی هستند. برای مثال به عنوان نگهدارنده زمان یا به اصلاح (Backup)  استفاده ی زیادی از آنها می شود .

۲- باتری های قابل شارژ(Rechargeable battery):

باتری های قابل شارژ برای این طراحی شده اند که بتوان آنها را بعد از دشارژ شدن دوباره شارژ کرد .  این باتری ها به خاطر اینکه قابلیت شارژ دارند از نظر اقتصادی و همینطور از نظر محیط زیستی مناسب هستند که انواع آن را مورد بررسی قرار می دهیم .

باتری های لیتیوم یون (Li-ion) :

باتری های لیتیوم یون نسبت به دیگر باتری های مرسوم مانند نیکل کادمیوم، توان وزنی و توان حجمی بالاتری دارند. این باتری ها  از حرکت یون های لیتیوم که در مواقع دشارژ شدن از کاتد به آند  و در زمان شارژ از آند به کاتد در حرکت هستند بهره می برند و می توانند نسبت به دیگر باتری ها توان و جریان بالایی تولید کنند . کاربرد این نوع باتری در دستگاه های قابل حمل مانند گوشی های تلفن همراه و… است.

در شکل بالا به نوع  شماره گذاری باتری بر اساس سایز باتری توجه کنید .

باتری های لیتیوم پلیمر (LiPo):

این باتری ها مشابه باتری های لیتیوم یون بوده با این تفاوت که از الکترولیت پلمیر جامد  مانند اکسید پلی اتیلن (PEO)   و پلی آکریلونایتریل (PAN)  و متیل متاکریلات (PMMA)  استفاده می کنند.

ساختار سبک تر از نوع لیتیوم یون دارند و  انعطاف بالایی دارند  و همینطور نسبت به نوع لیتیوم یون ۲۰ درصد وزن کمتری دارند. میزان خود دشارژی این باتری ها نسبت به انواع  لیتیوم یون پایین تر است اما مانند انواع لیتیوم یون نیاز به مدار جانبی برای حفاظت از خود دارد.

باتری های نیکل کادمیوم (NiCd) :

این باتری ها که از اکسید نیکل و کادمیوم بهره می برند و ولتاژ ۱.۲ V   تولید می کنند، می توانند جریان بالایی را در خروجی داشته باشد .  اما به خاطر وجود فلز سنگین کادمیوم و ملاحظات محیط زیستی دیگر تولید نمی شوند و با باتری ها نیکل هیدرید فلز جایگزین شده اند ، البته باید این مورد را در نظر گرفت که در این باتری ها اثر حافظه وجود دارد و همینطور نکات دیگری که در مورد آن ها می توان نوشت این است که این باتری ها خود دشارژی (self-discharge) بالاتری نسبت به دیگر باتری ها دارند اما  از سرعت شارژ و توان وزنی و توان حجمی خوبی بهره می برند .

[/vc_column_text][vc_column_text]

باتری های نیکل هیدرید فلز ( NiMH) :

باتری های نیکل هیدرید فلز شباهت زیادی به باتری های نیکل کادمیوم دارند با این تفاوت که در ساختار این باتری ها از فلز سمی کادمیوم استفاده نمی شود. ولتاژ کاری آنها و همینطور جریان دهی بالایی دارند و می توان آن ها را با جریان بالایی شارژ کرد . همینطور توان وزنی و توان حجمی بالایی که دارند این باتری ها را  بهترین گزینه برای دستگاه هایی که به جریان بالا نیاز دارند تبدیل کرده است برای مثال در برخی خودرو های هیبریدی از این نوع باتری ها برای ذخیر انرژی استفاده می شود 

باتری خشک (sealed acid) :

 این باتری ها  که از جمله اولین باتری های ساخته شده می باشند از صفحات سربی و  ماده الکترولیت تشکیل شده است . به صورت پک های چند سلولی  وجود دارند که ولتاژ هر سلول آن ۲V  است . این باتری ها در مقایسه با باتری های دیگر قیمت پایین تری دارند اما توان وزنی و توان حجمی کمتری هم  تولید می کنند  و نسبت به تغیرات دما حساسیت بیشتری دارند .

درشکل های زیر مقادیری که در بالا توضیح داده شد بر روی تصاویر باتری توضیح داده شده است .

تعداد سلول های باتری :

در بعضی موارد از باتری ها به صورت پک های چند عددی استفاده می شود (مانند شکل بالا) در اینجا تعداد باتری ها به صورت ضریبی از S  یا به صورت ضریبی از واژه cell آورده می شود برای مثال در شکل  بالا  به صورت ۲S بر روی باتری درج شده است . نکته ی دیگری در این مورد این است که می توانیم از روی ولتاژ باتری های پک شده تعداد سلول ها را بدست آوریم ، برای مثال در شکل بالا می بینیم که بر روی پک باتری ولتاژ آن ۷.۴ V   آورده شده است با توجه به نوع باتری  که لیتیوم پلیمر و ولتاژ هر  سلول آن ۳.۷V  است  و یک تقسیم ساده به تعداد ۲ سلول که در بالا ذکر شده است خواهیم رسید .

سلول بندی و نحوه سیم کشی باتری هایی مانند شکل بالا را هم بررسی می کنیم. برای مثال باتری مشاهده می کنیم که از دو کابل و کانکتور مجزا برای شارژ و دشارژ باتری استفاده شده است که به صورت زیر در این کانکتورها سیم کشی شده است .

باتری ها عموما به صورت اندازه های استاندارد تولید شده و مورد استفاده قرار می گیرند. این استانداردها بیشتر موارد مربوط به باتری های غیر قابل شارژ و باتری هایی است که برای شارژ باید از دستگاه جدا شده و در شارژر ثانویه قرار بگیرند . این استاندارد ها در سال ۱۹۰۷  توسط موییه ملی استاندارد آمریکا (ASNI) ایجاد شده و تا به امروز مورد استفاده قرار می گیرند که در زیر برخی از  آنها آورده شده است .

در شکل بالا به نحوه شماره گذاری باتری لیتیوم یون بر اساس اندازه باتری دقت کنید . در جدول بالا برای هر اندازه باتری با چندین استاندارد مختلف باتری تولید شده است که می تواند اطلاعات مفیدی در اختیار بگذارد. برای مثال در سایز باتری کتابی و سرچ استاندارد ۶f22  اطلاعات مفیدی از جمله ظرفیت باتری ۴۰۰mAh  و ساختار باتری که از نوع کربن روی  است را به دست می آوریم .

باتری های سکه ای :

در این نوع باتری ها اطلاعات را به سادگی از روی حروف و اعدادی که روی آن ذکر شده است می توانیم بدست بیاوریم . برای مثال بر روی باتری  CR2032   اعدادی نوشته شده است .  عدد ۲۰  که در ابتدا آورده شده است قطر  باتری بر حسب میلی متر است و عدد  ۳۲ نمایش دهنده ی ضخامت باری است که ۳.۲ میلی متر را نشان می دهد .

اما برای حروف CR  باید به جدول زیر مراجعه کنیم که می تواند مواد شیمیایی و ساختار باتری را به ما نشان دهد:

شارژ  و ایمنی در باتری ها :

  باید در مورد تمام باتری های قابل شارژ موارد مهم زیر را در نظر گرفت :

1. همیشه باید باتری را در برابر شارژ معکوس حفاظت کنیم به این معنی که نباید به صورت برعکس در شارژر قرار گیرند.
2. جریان شارژ در انواع باتری ها با توجه به نوع آن کنترل شود و نباید از حد مجاز بالا تر برود ، در مورد جریان تخلیه هم باید این مورد را در نظر داشت.
3. برای عمر طولانی تر باتری ها و همینطور ایمنی بیشتر بهتر است از شارژ های مخصوص هر باتری استفاده شود.

موارد زیر را در مورد باتری های مختلف در نظر بگیرید :

• در باتری های حافظه دار مثل نیکل کادمیوم و نیکل هیدرید فلز برای اینکه ظرفیت باتری کاهش پیدا نکند باید از شارژ باتری های نیمه پر اجتناب کرد .
• در باتری های  خشک یا همان سیلد اسید باید ولتاژ هنگام شارژ، همیشه در محدوده مناسب قرار داشته باشد تا عمر باتری کاهش پیدا نکند. برای این کار ولتاژ هر سلول آنها نباید از ۲.۲۸V  تجاوز کند چرا که باعث تخریب صفحات باتری می شود. ولتاژ مناسب برای هر باتری بستگی مستقیم به تعداد سلول های باتری دارد، برای  مثال ولتاژ یک باتری ۶ سلولی با حساب حداکثر ولتاژ  ۲.۲۸   ولتاژ باتری نباید از  ۱۳.۷  ولت تجاوز کند. برای شارژ این باتری ها می توانیم از منابع تغذیه با تنظیم دقیق ولتاژ و محدود کردن جریان استفاده کنیم، اما ترجیح داده می شود برای این باتری ها از شارژ اتوماتیک مناسب بهره گرفت چرا که تمام موارد بالا را به درستی در شارژ باتری در نظر می گیرد .
• برای شارژ باتری های لیتیوم یون و لیتیوم پلیمر جریان شارژ پایین توصیه می شود. معمولاً به اندازه  ۰.۵ × C  محدود می شود. اما با رسیدن ولتاژ به ۴.۲V، شارژ باتری وارد مرحله دوم می شود و جریان شارژ به یک دهم کاهش پیدا می کند. نکاتی که در مورد باتری های لیتیوم یون به صورت جدی باید در نظر داشت این است که نباید ولتاژ این باتری ها بیشتر از  ۴.۳ V  و کمتر از ۲.۳ V  شود . باید دمای زمان شارژ کنترل شود، این باتری ها نباید در زمان شارژ دمایی کمتر از صفر درجه و بیشتر از ۴۵ درجه داشته باشند. جریان دشارژ نباید از مقداری که کارخانه ارائه می دهد بیشتر شود؛ چرا که ممکن است باعث تخریب یا انفجار باتری شود.
• باتری های لیتیومی نباید در معرض آفتاب یا دمای بالا قرار بگیرند و همین طور در برابر ضربه  باید از آنها محفاظت شود. اگر باتری های لیتیومی دچار تغییرات فیزیکی مثل سوراخ شدن یا ضربه  قرار بگیرند احتمال آتش سوزی در آنها بالاست در این صورت دیگر قابل استفاده نبوده و باید آنها را معدوم کنیم.
• این باتری ها نباید دچار over charge یا شارژ بیش از حد قرار بگیرند چرا که ممکن است دچار آتش سوزی شود. بیشترین موارد آتش سوزی در این باتری ها درحال شارژ اتفاق می افتند.
• در این باتری ها معمولاً از مدار های محافظ باتری بهره می برند تا باتری را در برابر اتصال کوتاه و افزایش جریان و دما محافظت و کنترل کند. ضمناً در مواردی که از چند سلول استفاده می کنیم ولتاژ سلول ها متوازن نگه داشته شود که این مدار این کار را برام ما انجام می دهد.
• در پایان دوباره به این نکته باید اشاره کرد که باتری ها را باید با شارژر مخصوص همان نوع باتری شارژ کرد و از اعمال ولتاژ  و جریان بالا جدا خودداری کرد.