ما هي البطارية الكهربائية، تستخدم البطاريات الكهربائية في الكثير من التطبيقات المختلفة بما فيها أنظمة الطاقة الشمسية، حيث تستخدم كمصدر ثالث بعد الألواح الشمسية وشبكة الكهرباء.
ومع الطلب الشعبي الكبير على البطاريات يمكن القول بأن البطاريات الكهربائية أصبحت كعنصر أساسي في حياتنا والتي لا يمكننا الاستغناء عنها بتاتاً.
حيث تستخدم البطارية الكهربائية في تشغيل السيارات والمولدات وأنظمة الطاقة الشمسية وأنظمة الطوارئ والريموت والساعات وغيرها من الاستخدامات المهمة التي لا حصر لها.
اقرأ أيضاً
ما هي البطارية الكهربائية
اكتشفت البطارية خلال القرن الرابع عشر على يد العالم الإيطالي “فولتا”، وتتكون من قطبين ذات مادتين مختلفتين موصلتين للكهرباء، ومغمورتين في محلول للكهرباء (إلكتروليت).
وتكون أحد الأقطاب موجباً والآخر سالباً، وذلك حسب الشحنة التي يحملها كل منهما. ويعتمد فرق الجهد بين القطبين على نوع المادتين المصنوع منهما الأقطاب، وكذلك نوع محلول الإلكتروليت.
تستخدم البطاريات بشكل أساسي في تخزين الطاقة الكهربائية بصورة آمنة لاستخدامها في أي وقت وحسب الحاجة، وتطورت تكنولوجيا البطاريات حالياً وتنوعت حسب الاستخدام والحجم والمكونات، وما زالت صناعة البطاريات إلى الآن أحد أهم العلوم بحثاً ودراسة لأهمية تخزين الطاقة في تطوير كثير من القطاعات الهندسية والتكنولوجية.
أصناف البطاريات الكهربائية
يمكن تقسيم البطاريات إلى عدة أصناف وذلك حسب النوع، الحجم، السعة، الكيميائية وغير ذلك، حيث تقسم من ناحية النوع إلى قسمين وهما: بطاريات أولية وبطاريات ثانوية، ومن حيث الكيميائية لا يمكن حصرها في نوع واحد، ومن حيث الحجم فلها أنواع عديدة ومقاسات متنوعة مثل: (AA ، AAA ، C ، F ، E ، D).
أما من حيث قابلية الشحن فتقسم إلى نوعين وهما: بطاريات أولية غير قابلة للشحن، وبطاريات ثانوية قابلة للشحن.
سعات البطاريات الكهربائية
لكل بطارية سعة أمبيرية محددة وتختلف في بعضها حسب الاستعمال، وتقاس بوحدة الأمبير ساعة (Ah)، بمعنى إذا وجدت بطارية بسعة أمبيرية 10 أمبير ساعة (10Ah) تعطي تياراً قيمته 10 أمبير لمدة ساعة واحدة، أو يمكن أن تعطي تياراً قيمته 1 أمبير لمدة 10 ساعات، وهكذا، أي أن سعة البطارية تساوي حاصل ضرب الأمبيرات في الساعات.
وعند تشغيل أحمال على بطارية ما لا بد من تقدير هذه الأحمال بوحدة الواط أو الكيلو واط، أما الطاقة الكهربائية التي تستهلكها هذه الأحمال فتعطي بوحدة الواط ساعة أو الكيلو واط ساعة، وهي حاصل ضرب القدرة في مدة التشغيل بالساعات، وتكتب بالصيغة الآتية:
الطاقة الكهربائية المستهلكة بالواط ساعة = القدرة بالواط × فترة التشغيل بالساعة
ويفضل بعضهم معرفة سعة البطارية بوحدة الواط ساعة بدلاً من الأمبير، ويتم ذلك بسهولة، بضرب الأمبير ساعة في فولتية البطارية.
اختيار سعة البطارية المطلوبة
يراد تشغيل خمسة ليدات تعمل على التيار المستمر بجهد 12 فولت لمدة 8 ساعات بشكل متواصل يومياً، قدرة كل ليد 5 واط، احسب سعة البطارية اللازمة لتوفير الطاقة الكافية علماً بأن نسبة تفريغ البطارية لا يجب أن يتجاوز 50% خلال فترة التشغيل.
إجمالي القدرة المستهلكة = القدرة بالواط × الكمية (العدد) × عدد ساعات التشغيل
= 5 × 5 × 8
= 200 واط ساعة
الآن نحول قيمة الواط إلى أمبير كالآتي:
سعة البطارية الأمبيرية = القدرة ÷ الجهد
= 200 ÷ 12
= 16.6 أمبير ساعة
سعة البطارية الجديدة عند تفريغ 50% فقط (DOD = 50%):
السعة الجديدة = سعة البطارية × 2
= 16.6 × 2
= 33.2 أمبير ساعة
إذاً يمكنك اختيار أي بطارية بسعة أمبيرية بحيث لا تقل عن 33 أمبير ساعة.
ملاحظة مهمة: تتوفر البطارية في السوق بسعات أمبيرية قياسية، أي لا يمكنك إيجاد بطارية بسعة 33 أمبير ساعة بل يوجد 40 أمبير ساعة، وهكذا.
المصادر والمراجع
- بعض الكتب التعليمية
- electricaltechnology
6 تعليقات