المدخرات Batteries

تعتبر المدخرات من أهم اﻷجزاء الملحقة بنظم الخلايا الشمسية الكهرضوئية حيث لا يقتصر دور المدخرات على تخزين الطاقة فحسب, و إنما يتعدى ذلك إلى استخدامها في تكييف الاستطاعة مع الأحمال, حيث تقدم المدخرات تياراً عابراً أعلى بكثير من التيار الآني الذي يقدمه حقل PV . وكذلك الأمر يمكن باستخدام المدخرات تامين التوتر للحمل ضمن الحدود المسموحة.

أنواع المدخرات Batteries types

هناك أنواع عديدة من المدخرات المستخدمة في النظم الكهرضوئية مثل المدخرات الحمضية الرصاصية ومدخرات النيكل- كادميوم, نيكل-معدن-هيدريد, و مدخرات المنغنيز القلوي القابلة للشحن, والليثيوم –أيون, والليثيوم- بوليمير, ومدخرات الأكسدة والاختزال( الأخسدة). في الوقت الحاضر تعتبر المدخرات الحمضية الرصاصية أكثر الأنواع شيوعاً. كما ويمكن استخدام تقنيات أخرى للمدخرات مثل زنك- بروميد, زنك- كلوريد, مغنزيوم- ليثيوم, صوديوم- كبريت, ونيكل- هيدروجين.

المدخرات الحمضية – الرصاصية Lead-acid batteries

تعتبر المدخرات الحمضية الرصاصية (pb-acid) أكثر أنواع المدخرات استخداماً في أنظمة PV المستقلة. وهي على أنواع: المدخرات العميقة أو غير العميقة والمدخرات المتجمدة, والمدخرات ذات المكثف أو السائل الكهرليتي, و المدخرات المفتوحة أو المغلقة. تهتم البطاريات ذات صمام التنظيم أو البطاريات المغلقة بنشوء فائض من غاز الهيدروجين. حيث تستخدم محولات مساعدة لإعادة تحويل أكبر قسم ممكن من الهيدروجين والأوكسجين المنبعث إلى ماء مع إمكانية تنفيس الغاز فقط عندما يزداد الضغط في المدخرة. سميت هذه المدخرات بالمغلقة لعدم إمكانية إضافة الكهرليت, لذلك فهي بحاجة لمراقبة دائمة لقيمة الشحنة. أما عمليات الصيانة فهي أقل منها في المدخرات المفتوحة. تحتوي المدخرات المفتوحة أو المدخرات المشبعة بالكهرليت على فائض من الكهرليت ويستخدم الغاز المنطلق للحد من ترسبات الكهرليت. نظام الشحن هنا ليس بحاجة لمراقبة مشددة . في كل الأحوال يجب إعادة ملىْ الكهرليت بشكل دوري, وتهوية مكان تواجد البطاريات بشكل جيد لمنع تجمع غاز الهيدروجين.

مدخرات النيكل–كادميوم Nickel-cadmium batteries(Nicads):

تستخدم مدخرات النيكل-كادميوم كثيراً كمدخرات قابلة للشحن في التجهيزات المنزلية. كما يكمن استخدامها في أنظمة PV المستقلة, خاصة في الأجواء الباردة. وتتفوق على المدخرات الحمضية الرصاصية بما لها من فوائد, إذ:

• يمكن الإفراط في شحنها.
• يمكن تفريغها بشكل كامل إلى الحد المطلوب لتجمدها.
• تعمل بشكل ممتاز عند درجات الحرارة المنخفضة. ويمكن أن تتجمد دون أن تُسبب تلف الخلايا.
• لها مقاومات داخلية منخفضة.
• متطلبات صيانتها قليلة.
• تنخفض نسبة التفريغ عندما تكون خارج الخدمة.

و هناك أيضاً مجموعة من المساوئ لهذه البطاريات, إذ:

• أغلى بمرتين إلى ثلاث من المدخرات الحمضية الرصاصية.

• انخفاض مردود عملية الشحن (60-70%).

تهدف التصاميم الحديثة إلى التغلب على هذه المساوئ, حيث يتم حالياً تصميم مدخرات النيكل كادميوم وإنتاجها خصيصاً لتطبيقات PV.

معايير اختيار المدخرات المستخدمة في النظم الكهرضوئية Selection criteria for Batteries:

• أن تكون ذات تكلفة منخفضة.

• أن تكون ذات عمر طويل نسبياً.

• أن تكون ذات مردود تخزين عالي.

• أن تكون ذات تفريغ ذاتي صغير.

• سهلة التركيب والصيانة.