Καλέστε μας 210 3217895 για δωρεάν μελέτη & προσφορά

Πωσ λειτουργουν οι μπαταριεσ

Βασικό συστατικό στοιχείο των εγκαταστάσεων αυτόνομων φωτοβολταϊκών συστημάτων είναι η αποθήκευση ενέργειας σε συσσωρευτές (μπαταρίες φωτοβολταικων). Εάν δεν υπάρχει ζήτηση η ενέργεια που παράγεται κατά τη διάρκεια της ηλιοφάνειας αποθηκεύεται σε συσσωρευτές, ώστε να λαμβάνεται κατά τη διάρκεια της νύχτας ή όταν έχουμε συννεφιά.

Ο συσσωρευτής είναι μία διάταξη ηλεκτροχημικής μετατροπής ενέργειας. Κατά τη φόρτιση η ηλεκτρική ενέργεια μετατρέπεται σε χημική και κατά την εκφόρτιση η χημική ενέργεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική. Ο συσσωρευτής των φωτοβολταϊκών  εφαρμογών είναι επαναφορτιζόμενος και απαιτείται να μπορεί να επιτελεί πολλούς κύκλους φόρτισης-εκφόρτισης, καθότι είναι το πιο αναλώσιμο κομμάτι της εγκατάστασης – 8 έτη διάρκεια ζωής, ενώ τα φωτοβολταϊκά πλαίσια έχουν 30.

Η ηλεκτροχημική μετατροπή συνίσταται σε αντιστρεπτές χημικές αντιδράσεις οξειδοαναγωγής που λαμβάνουν χώρα στο θετικό και το αρνητικό ηλεκτρόδιο κατά τη φόρτιση και την εκφόρτιση. Η οξείδωση συνδέεται με την αποβολή ηλεκτρονίων και η αναγωγή με την πρόσληψη ηλεκτρονίων. Άνοδος είναι το ηλεκτρόδιο που αποβάλλει ηλεκτρόνια και κάθοδος αυτό που προσλαμβάνει ηλεκτρόνια.

Τα ηλεκτρόδια προσαρτώνται στους ρευματοσυλλέκτες που καταλήγουν στους πόλους του κελιού, που είναι η στοιχειώδης μονάδα αποθήκευσης της ηλεκτρικής ενέργειας σε μορφή χημικής ενέργειας. Ο συσσωρευτής μπορεί να αποτελείται από ένα κελί ή περισσότερα, συνδεδεμένα ηλεκτρικά μεταξύ τους. Τα ηλεκτρόδια βυθίζονται στο εσωτερικό του δοχείου του κελιού και η διάταξη συμπληρώνεται με ηλεκτρολύτη σε υγρή μορφή ή μορφή gel.

Ευρύτατα χρησιμοποιούμενοι συσσωρευτές στις φωτοβολταϊκές εφαρμογές είναι οι συσσωρευτές μολύβδου-οξέος. Στην κατάσταση πλήρους φόρτισης το θετικό ηλεκτρόδιο αποτελείται από διοξείδιο του μολύβδου (PbO2) και το αρνητικό ηλεκτρόδιο από μόλυβδο (Pb). Τα ηλεκτρόδια είναι βυθισμένα σε διάλυμα θειϊκού οξέος (H2SO4) – ηλεκτρολύτης. Στο αρνητικό ηλεκτρόδιο συμβαίνει αυθόρμητα μία αντίδραση οξείδωσης:

Pbo + SO42- → Pb2+SO4 + 2e-

Σε αυτή την περίπτωση το αρνητικό ηλεκτρόδιο λειτουργεί ως άνοδος. Ο μόλυβδος αντιδρά με το αρνητικά φορτισμένο ιόν SO42- του ηλεκτρολύτη και σχηματίζει θειϊκό μόλυβδο, αποβάλλοντας ηλεκτρόνια που δίνουν στο ηλεκτρόδιο το αρνητικό του φορτίο. Στο θετικό ηλεκτρόδιο συμβαίνει αυθόρμητα μία αντίδρασης αναγωγής:

Pb4+O2 + 4H+ + SO42- + 2e- → Pb2+SO4 + 2H2O

Σε αυτή την περίπτωση το θετικό ηλεκτρόδιο λειτουργεί ως κάθοδος. Απ’ την αντίδραση του διοξειδίου του μολύβδου με τα ιόντα του ηλεκτρολύτη έχουμε σχηματισμό θειϊκού μολύβδου και νερού. Ο μόλυβδος προσλαμβάνει ηλεκτρόνια προσδίδοντας στο ηλεκτρόδιο θετικό φορτίο.

Εάν στους πόλους συνδεθεί φορτίο, τα ηλεκτρόνια, που δημιουργούνται απ’ τις ως κατά τα άνω αντιδράσεις, ρέουν απ’ το αρνητικό ηλεκτρόδιο προς το θετικό ηλεκτρόδιο. Η συμβατική φορά του ρεύματος είναι αντίθετη απ’ τη ροή των ηλεκτρονίων. Το κύκλωμα εσωτερικά του συσσωρευτή κλείνει με τη ροή των ιόντων H+ και SO42-. Κατά τη διαδικασία της εκφόρτισης η διαφορά δυναμικού (τάση) μεταξύ των πόλων του συσσωρευτή μειώνεται. Η αντίδραση της οξειδοαναγωγής συνεχίζεται μέχρι την πλήρη εκφόρτιση του συσσωρευτή, οπότε και η χημική ενέργεια, που είναι αποθηκευμένη στο συσσωρευτή και είναι αποτέλεσμα έκλυσης κατά τις οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις, έχει μετατραπεί σε ηλεκτρική προς τροφοδότηση του φορτίου. Η διαφορά δυναμικού στους πόλους του συσσωρευτή μηδενίζεται.

Φυσικά, στην πράξη, η διαδικασία της εκφόρτισης συνεχίζεται μέχρι κάποια τιμή της τάσης – αντίστοιχα βάθος εκφόρτισης – του συσσωρευτή, κάτω απ’ την οποία ρυθμίζεται να σταματάει για να μην έχουμε μείωση της διάρκειας ζωής του συσσωρευτή και καταστροφή του.

Στην κατάσταση πλήρους εκφόρτισης και τα δύο ηλεκτρόδια αποτελούνται από θειϊκό μόλυβδο και ο ηλεκτρολύτης έχει μετατραπεί σε νερό. Συνδέουμε στους πόλους του συσσωρευτή πηγή ρεύματος – όπως ένα φωτοβολταϊκό πλαίσιο μέσω ρυθμιστή φόρτισης. Ο θετικός πόλος της πηγής συνδέεται στο θετικό πόλο του συσσωρευτή. Λαμβάνουν χώρα αντίστροφες χημικές αντιδράσεις οξειδοαναγωγής στο αρνητικό και το θετικό ηλεκτρόδιο και η ροή των ηλεκτρονίων, των ιόντων και κατ’ επέκταση η φορά του ρεύματος είναι αντίστροφη απ’ αυτή στη διαδικασία της εκφόρτισης.

Το αρνητικό ηλεκτρόδιο λειτουργεί ως κάθοδος προσλαμβάνοντας ηλεκτρόνια, το αρνητικό του δυναμικό αυξάνεται κατά απόλυτη τιμή, και ο θειϊκός μόλυβδος ανάγεται σε μόλυβδο:

Pb2+SO4 + 2e- → Pbo + SO42-

Το θετικό ηλεκτρόδιο λειτουργεί ως άνοδος αποβάλλοντας ηλεκτρόνια, το θετικό του δυναμικό αυξάνεται, και ο θειϊκός μόλυβδος οξειδώνεται σε διοξείδιο του μολύβδου:

Pb2+SO4 + 2H2O → Pb4+O2 + 4H+ + SO42- + 2e-

Η τάση του συσσωρευτή κατά τη φόρτιση αυξάνεται και η ηλεκτρική ενέργεια της πηγής ρεύματος μετατρέπεται σε χημική ενέργεια αποθηκευμένη στο συσσωρευτή. Με την πλήρη φόρτιση ολοκληρώνεται, με όλη αυτή τη διαδικασία ηλεκτροχημικής μετατροπής μέσω οξειδοαναγωγικών αντιδράσεων, ένας πλήρης κύκλος φόρτισης-εκφόρτισης.

Δείτε τιμές για αυτόνομα φωτοβολταϊκά πακέτα.

Περισσότερες πληροφορίες για Πώς λειτουργούν οι μπαταρίες

Καλέστε μας στο 210 3217895 ώστε να σας αποδείξουμε ότι υπάρχουν άλλοι 100 λόγοι για να μας επιλέξετε.