วันอังคารที่ 26 พฤษภาคม พ.ศ. 2558

แบตเตอรี่ deep cycle คืออะไร? (What is a deep cycle battery?)


 5 กุมภาพันธ์ 2558  โดย www.klcbright.com

แบตเตอรี่ deep cycle มีส่วนสำคัญอย่างมากสำหรับระบบพลังงานทางเลือก อย่างระบบโซล่าเซลล์ หรือระบบกังหันลม เพราะเป็นแหล่งเก็บสะสมพลังงานจากกระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้จาการะบบเหล่านั้น ซึ่งมีความไม่แน่นอนอยู่แล้ว ให้อยู่ในรูปของถังเก็บพลังงาน เพื่อไว้ใช้ในเวลาที่แหล่งผลิตกระแสไฟฟ้า อย่าง แผงโซล่าเซลล์ หรือกังหันลม ไม่สามารถที่จะผลิตกระแสไฟฟ้าได้ ทั้งนี้ การมีแบตเตอรี่ ก็เพื่อเพิ่มสเถียรภาพของระบบ แม้ว่าโดยหลักการแล้ว แบตเตอรี่ ไม่สามารถที่จะทำให้ระบบมีประสิทธิภาพเต็มร้อยเปอร์เซ็นต์ คือไม่สามารถเก็บไฟได้ร้อยเปอร์เซ็นต์จากที่จ่ายให้ร้อย แล้วนำมาใช้ได้ร้อย อาจจะต้องจ่ายไฟ 110 % แต่สามารถอาจใช้ไฟได้เพียง 95% ความสูญเสียที่เกิดขึ้นจะออกมาในรูปของความร้อนที่ เกิดขึ้น แต่นั่นก็เพียงพอที่จะนำมาวางแผนการใช้งานเพื่อให้ระบบมีสเถียรภาพได้

หลักการทำงานและส่วนประกอบของแบตเตอรี่

หลักการทำงานและส่วนประกอบหลักของแบตเตอรี่ ยังคงไม่มีอะไรเปลี่ยนแปลงไป จากเมื่อ 100 กว่าปีที่แล้วมากนัก หลักการของแบตเตอรี่ก็ยังคงเป็น ปฏิกิริยาเคมีที่เกิดจาก แผ่นตะกั่วจุ่มอยู่ในสารละลายกรดซัลฟุลิค การชาร์จและการคายประจุเกิดจากปฏิกิริยาเคมีที่เกิดจากการจ่ายกระแสไฟฟ้าให้ ที่ขั้วบวกและขั้วลบเหมือนเดิม แต่อายุการใช้งานของแบตเตอรี่นั้นได้ถูกพัฒนาให้มีอายุการใช้งานนานขึ้น เพราะว่าในการชาร์จและคายประจุแต่ละครั้ง แผ่นตะกั่วที่ขั้วบวกจะสึกลงเรื่อยๆ การเพิ่มแผ่นตะกั่วให้หนาขึ้นที่ขั้วบวกของ แบตเตอรี่ ในชนิด deep cycle นั้นมีส่วนอย่างมากที่จะทำให้อายุของแบตเตอรี่ใช้งานได้นานขึ้น (แม้ว่าความหนาของแผ่นตะกั่วไม่ใช่สาเหตุทั้งหมดที่จะทำให้อายุของแบตเตอรี่ สั้นหรือยาวก็ตาม แต่ก็นี่แหละคือสาเหตุหลักที่สำคัญ )

แบตเตอรี่ deep cycle คืออะไร ?

แบตเตอรี่ deep cycle คือแบตเตอรี่ที่ออกแบบมาให้ สามารถคายประจุหรือ discharge ได้ลึก หรือได้มากกว่าแบตเตอรี่แบบธรรมดา คือสามารถที่จะคายประจุได้ถึง 45%-75% ขึ้นอยู่กับแต่ละผู้ผลิต ซึ่งจะแตกต่างจากแบตเตอรี่รถยนต์ ที่ออกแบบมาเพื่อสำหรับใช้งานกระแสสูง ในระยะเวลาสั้นๆ เช่นขณะสตาร์ทเครื่องยนต์

แบตเตอรี่ deep cycle เป็นแบตเตอรี่ที่ออกแบบมาให้มีอายุการใช้งานที่ยาวขึ้น โดยการเพิ่มขนาดของแผ่นตะกั่วให้มีความหนามากขึ้น และลดพื้นที่ผิวสัมผัสตะกั่วกับสารละลายลง จึงทำให้การชาร์จและคายการประจุใช้เวลานานกว่า แบตเตอรี่รถยนต์ และเนื่องจากมีพื้นผิวสัมผัสที่น้อยกว่าการจ่ายกระแสไฟฟ้าจึงจ่ายออกมาไม่ สูงมาก ไม่เหมือน แบตเตอรี่รถยนต์ ที่มีพื้นผิวสัมผัสมากจึงสามารถจ่ายกระแสได้สูง ซึ่งเหมาะกับการใช้งานแบบที่ต้องการกระแสสูง เหมือนขณะสตาร์ทเครื่องยนต์ และนั่นก็เป็นผลที่ทำให้ แบตเตอรี่รถยนต์ มีอายุสั้นกว่าด้วย

ชนิดของแบตเตอรี่ deep cycle

แบตเตอรี่ deep cycle แบ่งออกเป็น 2 ชนิดหลักๆ คือ แบตเตอรี่ deep cycle ชนิดน้ำ และ แบตเตอรี่ deep cycle ชนิดแห้ง หรือ ชนิดมีวาล์วปรับแรงดันภายใน

แบตเตอรี่ deep cycle ชนิดน้ำ

แบตเตอรี่ deep cycle ชนิดน้ำ หรือ Flooded type deep cycle battery เป็น แบตเตอรี่ ชนิดมีใช้งานมากที่สุด ในระบบโซล่าเซลล์ และระบบพลังงานทางเลือก เพราะเมื่อเปรียบเทียบกัน ต่อ Ah แล้ว เป็น แบตเตอรี่ ชนิดที่คุ้มค่าต่อการลงทุนที่สุด แต่ก็เป็นชนิดที่ต้องการการบำรุงรักษาอย่างสม่ำเสมอ เช่น การเติมน้ำกลั่นหรือ การทำความสะอาดขั้วแบต ส่วนการติดตั้ง ก็ต้องติดตั้งในพื้นที่ที่มีอากาศถ่ายเท และวางในลักษณะตั้งขึ้นได้เท่านั้น
สำหรับแบตเตอรี่ deep cycle ชนิดน้ำ ที่เป็นแบบ maintenance free หรือชนิดที่ไม่ต้องการการบำรุงรักษานั้น เป็นชนิดที่ออกแบบมาให้มีอายุการใช้งานสั้นลง ตามที่ผู้ผลิตรับประกัน

แบตเตอรี่ deep cycle ชนิดแห้ง หรือ ชนิดมีวาล์วปรับแรงดันภายใน

แบตเตอรี่ deep cycle ชนิดแห้ง หรือ ชนิดมีวาล์วปรับแรงดันภายใน (Valve Regulated Lead Acid : VRLA) เป็นแบตเตอรี่ที่มีโครงสร้างเป็นระบบปิด ไม่ต้องการการบำรุงรักษา ควบคุมแรงดันของสารละลายด้วยวาล์วปรับแรงดันที่อยู่ภายใน แบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ ชนิด GEL และ ชนิด AGM

แบตเตอรี่ deep cycle ชนิด GEL

แบตเตอรี่ deep cycle ชนิดเจล หรือ GEL type deep cycle battery เป็นชนิดที่มีการนำเอาผง ซิลิกา เติมลงไปสารละลายในแบตเตอรี่ ทำให้สารละลายกลายเป็นเจล เพื่อลดการเกิดก๊าซ และการกระเพื่อมของสารละลาย

การชาร์จไฟให้กับ แบตเตอรี่ deep cycle ชนิด GEL นั้นต้องการแรงดันในการชาร์จน้อยกว่า และชาร์จได้ช้ากว่า แบตเตอรี่ deep cycle ชนิดอื่น และ่เมื่อไหร่ก็ตาม เมื่อมีการชาร์จไฟที่เร็วเกินไป จะทำให้เกิดฟองก๊าซที่รอบๆแผ่นตะกั่ว นั่นทำให้เจลไม่ได้สัมผัสกับแผ่นตะกั่ว ความสามารถในการเก็บไฟจึงลดลงไป จนกระทั่งฟองก๊าซที่เกิดขึ้นได้ลอยขึ้นไปด้านบน นั่นจึงจะทำให้ความสามารถในการเก็บไฟกลับมาเหมือนเดิม

แบตเตอรี่ deep cycle ชนิด AGM

แบตเตอรี่ deep cycle ชนิด AGM หรือ Absorbed Glass Mat หรือ ชนิดตาข่ายไฟเบอร์กลาส เป็นแบตเตอรี่ชนิดที่มีการนำเอาตาข่ายไฟเบอร์กลาสใส่ลงไปในการกั้นแต่ละเซลล์ เพื่อเพิ่มพื้นที่สำหรับเก็บสารละลายให้มากขึ้น เพราะตาข่ายไฟเบอร์กลาสมีความสามารถในการดูดซับสารละลายได้ดี ทำให้สารละลายมีปริมาณมากขึ้น ทั้งนี้เพื่อให้อายุการใช้งานของแบตเตอรี่มากขึ้นนั่นเอง
แบตเตอรี่ deep cycle ชนิด AGM เป็นหนึ่งใน แบตเตอรี่ ชนิดมีวาล์วปรับแรงดันภายใน VRLA และเป็นระบบปิด หรือ sealed ที่ไม่ต้องมีการบำรุงรักษา

ด้วยขนาดที่เท่ากันกับ แบตเตอรี่ deep cycle ชนิดน้ำ แบตเตอรี่ deep cycle ชนิด AGM สามารถที่จะเก็บไฟได้มากกว่าถึง 1.5 เท่า แต่ราคาต่อ Ah ก็แพงกว่า ชนิดน้ำ เกือบเท่าตัวเช่นกัน
ด้วยโครงสร้างของแผ่นแต่ละแผ่นที่ลอยอยู่ระหว่างตาข่ายไฟ เบอร์กลาส แผ่นจึงไม่ต้องรับน้ำหนักตัวมันเอง ความต้านทานที่มีภายในจึงน้อยกว่าชนิดอื่น นั่นทำให้สามารถชาร์จไฟและจ่ายไฟได้เร็วกว่าแบตเตอรี่ deep cycle ชนิดอื่นและเร็วที่สุดในบรรดา แบตเตอรี่ deep cycle ทั้งหมด และด้วยโครงสร้างแบบนี้ ทำให้แบตเตอรี่ deep cycle ชนิด AGM สามารถทนต่อการใช้งานในที่อากาศร้อนหรืออากาศเย็น และทนต่อการสั่นสะเทือนได้ดีกว่า อีกด้วย
และอีกอย่างที่เป็นข้อดีของ แบตเตอรี่ deep cycle ชนิด AGM คือ การใช้ตะกั่วที่มีความบริสุทธิ์กว่า นั่นทำให้ แบตเตอรี่ deep cycle ชนิด AGM มีประสิทธิภาพมากขึ้นไปอีก

ขนาดความจุของแบตเตอรี่ Ah หมายถึงอะไร

ค่า Ah ขนาดความจุของแบตเตอรี่ คือค่าที่บอกถึงความสามารถในการคายประจุหรือ discharge ต่อระยะเวลาหนึ่ง และค่าที่ผู้ผลิตบอกและติดไว้ที่ข้างลูกแบตเตอรี่นั้น โดยทั่วไปเป็นค่าที่วัดการคายประจุ ต่อ 20 ชั่วโมง ที่อัตรานี้จึงจะทำให้แบตฯหมด หรือเหลือโวลต์ 10.5 V (สำหรับแบตเตอรี่ 12V) ยกตัวอย่าง เช่น  แบตเตอรี่ 12V 100Ah หมายถึง แบตเตอรี่ลูกนี้ สามารถจ่ายไฟที่อัตรา 5 A ได้นาน 20 ชั่วโมง

ค่า DOD ของแบตเตอรี่ คืออะไร?

ค่า DOD (Depth Of Discharge) คือค่าที่บอกถึงความสามารถของแบตเตอรี่ ในการนำเอาความจุที่มีอยู่ออกมาใช้งาน อาจจะบอกเป็นเปอร์เซนต์ หรือ Ah ก็ได้ ยกตัวอย่าง เช่น แบตเตอรี่เต็มความจุคือ 100% แต่สามารถนำเอาออกมาใช้งานได้เพียง 35% ที่เหลือ 65% เก็บสำรองไว้เพื่อรักษาแบต นั่นคือแบตเตอรี่ลูกนี้มี DOD 35%

การบำรุงรักษาแบตเตอรี่ deep cycle

การบำรุงรักษาแบตเตอรี่ deep cycle นั้น มีส่วนอย่างมากที่จะทำให้อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ยาวนานขึ้น โดยเฉพาะแบตเตอรี่ deep cycle ชนิดน้ำ เพราะว่าน้ำ เมื่อเกิดปฏิกิริยาเคมีจะแตกตัวกลายเป็นก๊าซไฮโดรเจนและออกซิเจน แล้วระเหยออกไปอยู่ตลอดเวลา การตรวจสอบระดับน้ำกลั่นหรือสารละลายที่อยู่ภายในให้เต็มอยู่เสมอ จึงเป็นสิ่งจำเป็น เมื่อระดับลดลงควรเติมเฉพาะน้ำกลั่นบริสุทธิ์เท่านั้น ไม่ควรเติมกรดหรือสารละลายเพิ่มอย่างอื่นลงไป
ขั้วของแบตเตอรี่ก็เช่นกันควรทำความสะอาดอยู่เสมอ รวมไปถึงขั้วที่ต่อมาจากเครื่องชาร์จด้วย เพราะว่าคราบเกลือหรือคราบสนิมของตะกั่วที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาเคมีนั้น ทำให้ เิกิดความต้านทานกระแสไฟฟ้าและทำให้ความสามารถในการจ่ายกระแสไฟหรือรับไฟจาก การชาร์จลดลง วิธีทำความสะอาดขั้วแบตฯที่ดีคือล้างด้วยสารละลายจำพวกโซดา

  บทความที่เกี่ยวข้อง :ไฟถนนโซล่าร์เซลล์ หลักคิดในการออกแบบ , ตัวอย่าง การคำนวณ ไฟถนนโซล่าเซลล์, MPPT Solar Charge Controller คืออะไร?, แผงโซล่าเซลล์ เลือกแบบไหนดีกว่า ?



ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น