سعة البطارية الكهربائية، تقاس سعة البطارية في الغالب بوحدة ” Amp-hr” وهي تشير إلى كمية الشحنات التي تخزن بداخل البطارية على شكل طاقة كيميائية.
حيث تمثل سعة البطارية أقصى قدر من الطاقة التي يمكن استخلاصها من البطارية في ظل ظروف معينة، ولكن قد تختلف قدرات تخزين الطاقة الفعلية للبطارية بشكل كبير عن السعة المقدرة “السعة الاسمية” حسب بعض العوامل المؤثرة على طريقة استعمالك للبطارية ومكانها وتاريخ إنتاجها.
اقرأ أيضاً
ما هي سعة البطارية الكهربائية
تعرف سعة البطارية بأنها مقدرة البطارية على تخزين طاقة كهربائية محددة حسب الحجم ونوع الخلايا الداخلية على شكل طاقة كيميائية، وتكون الطاقة على شكل تيار مستمر DC وليس تيار متردد AC.
فكل بطارية لها قدرة تخزينية محددة يمكن تفريغها خلال فترة زمنية معينة حسب قدرة الأحمال وعددها، فكلما زدت من قدرة الأحمال، هذا يسرع عملية التفريغ أكثر فأكثر.
يوجد هناك بعض التأثيرات المهمة التي قد تقلل من سعة البطارية عن السعة الاسمية من حيث العمر الافتراضي، وتاريخ صنعها، ونظام الشحن، ونسبة عمق التفريغ، وأخيراً درجة الحرارة.
وحدات سعة البطارية
تقاس سعة البطارية في الغالب بوحدة (أمبير-ساعة) ويرمز لها بالحرفين (Ah)، وهي الوحدة الأكثر شيوعاً، ويعرف على أنها عدد الساعات التي يمكن أن توفر فيها البطارية تياراً يساوي معدل التفريغ بالجهد الاسمي للبطارية.
كما تعلمنا أن جهد البطارية غير مستقر أي يتغير خلال دورة الشحن أو التفريغ حسب عدد الأحمال ومدى استعمالك لها، لذلك يمكن تقريب قيمة سعة Wh من سعة Ah بضرب سعة البطارية بوحدة Ah في قيمة الجهد الاسمي كالآتي:
الواط ساعة (Wh) = الأمبير ساعة (Ah) × جهد البطارية الاسمية (V)
مثال على ذلك: بطارية بمواصفات كهربائية كالآتي (الجهد = 12 فولت / السعة الأمبيرية = 100 أمبير ساعة)، احسب الطاقة المخزنة بالبطارية بوحدة الواط ساعة والكيلو واط ساعة؟
الواط ساعة (Wh) = الأمبير ساعة (Ah) × جهد البطارية الاسمية (V)
= 100 × 12
= 1200 واط ساعة
لتحويل الوحدة إلى الكيلو واط ساعة قسم الناتج على 1000
الكيلو واط ساعة (KWh) = 1200 ÷ 1000
= 1.2 كيلو واط ساعة (1.2KWh)
ولكن على المستوى العملي هناك بعض المعلومات الإضافية التي تضعها الشركة المصنعة للبطاريات، بمعنى إذا تم تفريغ البطارية بسرعة فإن سعتها تقل بشكل أكبر.
تأثير معدل الشحن والتفريغ على السعة
تؤثر معدلات الشحن / التفريغ بشكل مباشر على سعة البطارية، بمعنى إذا تم تفريغ البطارية في فترة قصيرة جداً (أي تفريغ مرتفع)، فإن كمية الطاقة التي يمكن استخلاصها من البطارية تنخفض، وهذا يقلل من سعة البطارية.
لكن يبقى التساؤل على ما معدل تفريغ البطارية الطبيعي؟ للإجابة عليه عليك معرفة قيمة معامل التفريغ (C-Rate)، حيث أنه يمكن معرفة نسبة التفريغ الطبيعي للبطارية لكي تحصل على نفس السعة المكتوب على سطح البطارية كالآتي:
معدل تفريغ البطارية = سعة البطارية (Ah) ÷ معامل التفريغ
مثال على ذلك: إذا كان هناك بطارية بالمواصفات التالية (الجهد = 12 فولت / التيار= 100 أمبير ساعة / معامل التفريغ 10HR)، ما معدل التفريغ الطبيعي للبطارية؟
معدل تفريغ البطارية = سعة البطارية (Ah) ÷ معامل التفريغ
= 100 ÷ 10
معدل تفريغ البطارية = 10 أمبير ساعة (10Ah).
أي يمكنك تفريغ تيار بقيمة 10 أمبير ساعة كحد أقصى من البطارية، لكي تحصل إلى نفس قيمة السعة الإجمالية للبطارية وهي 100Ah. وإذا قمت بمضاعفة معدل التفريغ، فإن سعة البطارية تقل حسب القيم التي تضعها الشركة الصانعة في نشرة البيانات “الداتا شيت”.
ليس معامل التفريغ فقط بل أيضاً درجة الحرارة تؤثر على سعة البطارية، حيث تكون سعة البطارية أعلى من السعة المكتوبة على البطارية عند درجات الحرارة المنخفضة، والعكس عند درجات الحرارة المرتفعة.
لذلك ينبغي عليك الرجوع إلى نشرة بيانات “الداتا شيت” البطارية لكي تعرف معامل تفريغ البطارية، وما العوامل الأخرى التي قد تؤثر على سعة البطارية الكلية.
المصادر والمراجع
- بعض الكتب التعليمية
- electricaltechnology
9 تعليقات