แบตเตอรี่ตะกั่วกรดเจลปิดผนึก DKGB2-900-2V900AH

ในระบบกักเก็บพลังงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ แบตเตอรี่มีบทบาทในการกักเก็บพลังงานไฟฟ้า เนื่องจากความจุของแบตเตอรี่เพียงก้อนเดียวมีจำกัด ระบบจึงมักรวมแบตเตอรี่หลายก้อนเข้าด้วยกันแบบอนุกรมและขนานกันเพื่อให้เป็นไปตามระดับแรงดันไฟฟ้าและความจุที่ออกแบบไว้ จึงเรียกชุดแบตเตอรี่นี้ว่าชุดแบตเตอรี่ ในระบบกักเก็บพลังงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ ค่าใช้จ่ายเริ่มต้นของชุดแบตเตอรี่และโมดูลโซลาร์เซลล์จะเท่ากัน แต่อายุการใช้งานของชุดแบตเตอรี่จะต่ำกว่า พารามิเตอร์ทางเทคนิคของแบตเตอรี่มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการออกแบบระบบ ในการออกแบบ ควรพิจารณาพารามิเตอร์หลักของแบตเตอรี่ เช่น ความจุของแบตเตอรี่ แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด กระแสชาร์จและคายประจุ ความลึกในการคายประจุ เวลารอบการทำงาน ฯลฯ

ความจุของแบตเตอรี่
ความจุของแบตเตอรี่ถูกกำหนดโดยจำนวนสารออกฤทธิ์ในแบตเตอรี่ ซึ่งโดยปกติจะแสดงเป็นแอมแปร์ชั่วโมง (Ah) หรือมิลลิแอมแปร์ชั่วโมง (mAh) ตัวอย่างเช่น ความจุปกติ 250Ah (10 ชั่วโมง, 1.80 โวลต์/เซลล์, 25 องศาเซลเซียส) หมายถึงความจุที่ปล่อยออกมาเมื่อแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลดลงเหลือ 1.80 โวลต์ โดยการคายประจุที่ 25 แอมแปร์ เป็นเวลา 10 ชั่วโมง ที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส

พลังงานของแบตเตอรี่หมายถึงพลังงานไฟฟ้าที่แบตเตอรี่สามารถจ่ายได้ภายใต้ระบบคายประจุที่กำหนด ซึ่งโดยปกติจะแสดงเป็นวัตต์ชั่วโมง (Wh) พลังงานของแบตเตอรี่แบ่งออกเป็นพลังงานเชิงทฤษฎีและพลังงานจริง ตัวอย่างเช่น สำหรับแบตเตอรี่ 12V250Ah พลังงานเชิงทฤษฎีคือ 12 * 250 = 3000 Wh หรือ 3 กิโลวัตต์ชั่วโมง ซึ่งแสดงถึงปริมาณไฟฟ้าที่แบตเตอรี่สามารถกักเก็บได้ หากความลึกของการคายประจุคือ 70% พลังงานจริงคือ 3000 * 70% = 2100 Wh หรือ 2.1 กิโลวัตต์ชั่วโมง ซึ่งเป็นปริมาณไฟฟ้าที่สามารถใช้งานได้

แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด
ความต่างศักย์ระหว่างขั้วบวกและขั้วลบของแบตเตอรี่เรียกว่าแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของแบตเตอรี่ แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดทั่วไปคือ 2V, 6V และ 12V แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดแบบเดี่ยวคือ 2V และแบตเตอรี่ 12V ประกอบด้วยแบตเตอรี่เดี่ยวหกลูกที่ต่ออนุกรมกัน

แรงดันไฟฟ้าที่แท้จริงของแบตเตอรี่ไม่ใช่ค่าคงที่ แรงดันไฟฟ้าจะสูงเมื่อแบตเตอรี่ไม่ได้ชาร์จ แต่จะลดลงเมื่อแบตเตอรี่ชาร์จ เมื่อแบตเตอรี่คายประจุด้วยกระแสไฟฟ้าสูงอย่างกะทันหัน แรงดันไฟฟ้าก็จะลดลงอย่างกะทันหันเช่นกัน ความสัมพันธ์เชิงเส้นโดยประมาณระหว่างแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่และพลังงานคงเหลือ ความสัมพันธ์ง่ายๆ นี้มีอยู่เฉพาะเมื่อแบตเตอรี่ไม่ได้ชาร์จ เมื่อแบตเตอรี่ชาร์จ แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่จะผิดเพี้ยนเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าตกที่เกิดจากความต้านทานภายในของแบตเตอรี่

กระแสไฟชาร์จและคายประจุสูงสุด
แบตเตอรี่เป็นแบบสองทิศทางและมีสองสถานะ คือ การชาร์จและการคายประจุ กระแสไฟฟ้าถูกจำกัด กระแสสูงสุดในการชาร์จและการคายประจุของแบตเตอรี่แต่ละชนิดจะแตกต่างกัน โดยทั่วไปกระแสในการชาร์จของแบตเตอรี่จะแสดงเป็นทวีคูณของความจุของแบตเตอรี่ C ตัวอย่างเช่น หากความจุของแบตเตอรี่ C = 100Ah กระแสในการชาร์จจะเท่ากับ 0.15 C × 100 = 15A

ความลึกของการปล่อยและอายุการใช้งานของวงจร
ระหว่างการใช้งานแบตเตอรี่ เปอร์เซ็นต์ของความจุที่แบตเตอรี่ปล่อยออกมาตามความจุที่กำหนดเรียกว่าความลึกของการคายประจุ อายุการใช้งานของแบตเตอรี่มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับความลึกของการคายประจุ ยิ่งความลึกของการคายประจุลึกมาก อายุการใช้งานในการชาร์จก็จะสั้นลง

แบตเตอรี่จะผ่านการชาร์จและคายประจุ ซึ่งเรียกว่า 1 รอบ (หนึ่งรอบ) ภายใต้สภาวะการคายประจุบางประเภท จำนวนรอบที่แบตเตอรี่สามารถทนได้ก่อนที่จะทำงานถึงความจุที่กำหนด เรียกว่า อายุการใช้งานของรอบ

เมื่อระดับความลึกการคายประจุของแบตเตอรี่อยู่ที่ 10%~30% ถือเป็นการคายประจุแบบรอบตื้น ความลึกการคายประจุที่ 40%~70% ถือเป็นการคายประจุแบบรอบกลาง ความลึกการคายประจุที่ 80%~90% ถือเป็นการคายประจุแบบรอบลึก ยิ่งระดับความลึกการคายประจุของแบตเตอรี่ต่อวันสูงเท่าใดในการใช้งานระยะยาว อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ก็จะยิ่งสั้นลงเท่านั้น ยิ่งระดับความลึกการคายประจุที่ตื้นเท่าใด อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ก็จะยิ่งยาวนานขึ้นเท่านั้น

ปัจจุบัน แบตเตอรี่สำรองไฟฟ้าเคมีที่ใช้กันทั่วไปในระบบกักเก็บพลังงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์คือแบตเตอรี่เก็บพลังงานไฟฟ้าเคมี ซึ่งใช้องค์ประกอบทางเคมีเป็นตัวกลางในการกักเก็บพลังงาน กระบวนการชาร์จและคายประจุจะมาพร้อมกับปฏิกิริยาทางเคมีหรือการเปลี่ยนแปลงของตัวกลางในการกักเก็บพลังงาน แบตเตอรี่เหล่านี้ส่วนใหญ่ประกอบด้วยแบตเตอรี่ตะกั่วกรด แบตเตอรี่แบบไหลของเหลว แบตเตอรี่โซเดียมซัลเฟอร์ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน เป็นต้น ปัจจุบันมีการใช้แบตเตอรี่ลิเธียมและแบตเตอรี่ตะกั่วเป็นหลัก