بطاريات الخلايا المغمورة

أنواع بطاريات الخلايا المغمورة

بطارية **الخلايا المغمورة** هي بطارية رصاصية حمضية تحتوي على محلول إلكتروليتي سائل. تُعرف أيضًا باسم البطاريات المغمورة أو بطاريات الإلكتروليت السائل. أنواع بطاريات الخلايا المغمورة هي:

• بطاريات بدء التشغيل: تُصنع بطاريات بدء التشغيل لاندفاع طاقة واحد عالي القدرة. تُستخدم عادةً لتشغيل أو بدء تشغيل المحركات الكبيرة، مثل القوارب أو المركبات الكبيرة. ثم يعيد المحرك شحن البطارية باستخدام مولد ثانوي أثناء تشغيله. تتميز بطاريات بدء التشغيل بلوحات رصاص رقيقة تسمح بتفاعلات كيميائية تحدث بسرعة لإطلاق الطاقة السريع، وهي ليست سميكة أو ثقيلة.
• بطاريات SLI: SLI اختصار لـ "بدء التشغيل والإضاءة والإشعال". هذه البطاريات المغمورة توفر الطاقة لجميع المكونات الكهربائية في السيارة عندما يكون المحرك متوقفًا وتوفر الطاقة اللازمة لبدء تشغيل المحرك. صُممت بطاريات SLI لعدة عمليات تفريغ وشحن سريعة.
• بطاريات الدورة العميقة: تُصنع بطاريات الدورة العميقة خصيصًا لإطلاق كمية ثابتة من الطاقة على مدى فترة طويلة. تُستخدم في تطبيقات مثل المركبات الترفيهية والسفن البحرية وعربات الغولف وأنظمة الطاقة الشمسية، حيث تكون الطاقة مطلوبة عندما يكون المحرك متوقفًا. تتميز هذه البطاريات بلوحات رصاص أكثر سمكًا تخزن المزيد من المواد النشطة، مما يسمح بتفريغها بالكامل. يمكن لبطاريات الدورة العميقة تحمل العديد من دورات التفريغ دون إتلاف البطارية.
• بطاريات بحرية: تأتي بطاريات البحرية عادةً في بطاريات بحرية ذات طرفين مشتركين (أعلى وجانبي). كل بطارية موجودة في صندوق يكون سمكه أكبر بثلث من صندوق بطارية السيارة لمنع الانقلاب والحركة. كما أن صناديق البطاريات مقاومة للتآكل والاهتزازات والصدمات. بطاريات الخلايا المغمورة البحرية هي في الغالب بطاريات بدء التشغيل ودورة عميقة.
• بطاريات صناعية مغمورة: تُستخدم هذه البطاريات لأغراض صناعية وتأتي بأحجام مختلفة وفولتية وسعات. يمكن استخدام بطاريات صناعية مغمورة لتطبيقات الدورة العميقة حيث يكون الشحن المنتظم والتفريغ العميق مطلوبًا. غالبًا ما تُستخدم في معدات التعامل مع المواد مثل رافعات الشوك أو عربات الرفع.

الوظائف والميزات

تُستخدم بطاريات الخلايا المغمورة في العديد من التطبيقات المختلفة حيث تكون قدرة الإخراج العالية وطول عمر البطارية مطلوبين.

تشمل التطبيقات:

• المولدات: توفر هذه البطاريات الطاقة لبدء تشغيل المولدات، كما تُستخدم للحفاظ على تشغيلها في حالة انقطاع التيار الكهربائي.
• السيارات الكهربائية: تُستخدم في السيارات الكهربائية كبطاريات بدء تشغيل ولفرامل التجدد - تحويل الطاقة الحركية إلى طاقة البطارية.
• الشاحنات والقطارات الصناعية: تستخدم المركبات والقطارات الصناعية هذه البطاريات لتشغيل المحركات الكهربائية ومحركات بدء التشغيل.
• الآلات الثقيلة: تعتمد المحركات ومعدات الرفع في عمليات البناء والتعدين والزراعة على هذه البطاريات لبدء التشغيل والعمل المستمر.
• تخزين الطاقة الكهربائية: تعمل هذه البطاريات كمخزن طاقة للشبكة، وتخزن الطاقة المتجددة - الشمسية والريحية، وتحملها لأوقات ذروة الطلب.
• الدفع البحري: تستخدم القوارب هذه البطاريات لبدء تشغيل المحركات وللطاقة المساعدة عندما تكون المحركات متوقفة.
• طاقة النسخ الاحتياطي: تُستخدم بطاريات الخلايا المغمورة كطاقة احتياطية لأنظمة مهمة مثل الأجهزة الطبية والاتصالات وأنظمة الأمن، وما إلى ذلك، التي يجب أن تبقى قيد التشغيل في جميع الأوقات.

وظائف بطاريات الخلايا المغمورة في هذه التطبيقات هي توفير تيارات بدء تشغيل عالية، ودعم أحمال التيار الكبيرة لفترات طويلة، والشحن السريع، وتحمل التفريغ العميق المتكرر.

تشمل الميزات الأخرى التي يجب البحث عنها:

• السعة والحجم: اختر بطارية رصاص حمضية مغمورة ذات أمبير / ساعة كافية لتشغيل الأجهزة للوقت المطلوب بين عمليات الشحن. البطاريات الأكبر حجمًا لها سعة أكبر.
• المتانة: يجب أن تتحمل البطاريات المصممة لظروف بيئية مختلفة الاهتزازات والظروف القاسية وغيرها من الضغوط التي تواجهها تطبيقاتها المحددة.
• أطراف علوية وجانبية: اعتمادًا على المساحة المتاحة والوصلات المطلوبة، تأتي البطاريات بأنواع مختلفة من الأطراف لتسهيل التركيب.
• مستويات الإلكتروليت: تسمح أدوات الصيانة في بعض الموديلات بالتحقق من مستوى الحمض وضبطه للحصول على أداء مثالي بمرور الوقت.
• الجهد: يجب على المستخدمين اختيار جهد البطارية الصحيح ليتناسب مع الأجهزة. التصنيفات الشائعة هي 6 فولت و 12 فولت و 24 فولت.
• التفريغ الذاتي: تفقد بعض البطاريات شحنتها بشكل أسرع من غيرها عند عدم استخدامها. اختيار نموذج ذو تفريغ ذاتي منخفض يجعله جاهزًا للاستخدام لفترة أطول.

تطبيقات بطاريات الخلايا المغمورة

على الرغم من عيوبها، تحظى البطاريات المغمورة بشعبية كبيرة لأنها جيدة في تشغيل أنظمة الطاقة الكبيرة المستمرة. غالبًا ما تُستخدم في الصناعات التالية:

• طاقة شبكة الخدمة: تساعد هذه البطاريات في تخزين الطاقة من المصادر البديلة وإطلاقها عند الحاجة. هذا، بدوره، يوازن بين إمداد الطاقة والطلب عليها. تلعب هذه البطاريات أيضًا دورًا في الحفاظ على عمل الشبكات المرافق بانتظام من خلال توفير طاقة احتياطية أثناء انقطاعات التيار الكهربائي وتثبيت النظام.
• أبراج الاتصالات: تتطلب أبراج الاتصالات مصادر طاقة احتياطية موثوقة للحفاظ على بث الإشارات للهاتف المحمول والإنترنت. غالبًا ما تُستخدم بطاريات الخلايا المغمورة كمصدر طاقة احتياطي لأبراج الاتصالات في المناطق الريفية والأماكن الأخرى ذات إمداد الطاقة غير المستقر. توفر طاقة موثوقة لعدة ساعات أثناء انقطاعات التيار الكهربائي.
• دراسة مستقبلية لبطاريات الخلايا المغمورة: يدرس الباحثون طرقًا جديدة لجعل بطاريات الخلايا المغمورة تعمل بشكل أفضل وأطول. بعض الدراسات تركز على إضافة مواد مختلفة إلى لوحات الرصاص لتحسين قدرة البطارية على الشحن وعمرها الافتراضي. اختبارات أخرى لطرق شحن جديدة، مثل شحن النبض، لمعرفة ما إذا كانت ستساعد البطاريات على الشحن بشكل أسرع وتقليل كبريتات البطارية. يستكشف العلماء أيضًا صيغ جديدة للإلكتروليت يمكن أن تجعل بطاريات الخلايا المغمورة أكثر كفاءة عند درجات الحرارة العالية.

كيفية اختيار بطاريات الخلايا المغمورة

عند اختيار بطارية مغمورة، من المهم مراعاة متطلبات الشحن والتأكد من وجود تهوية كافية ومساحة لإجراء عملية الشحن بأمان. من المهم أيضًا التأكد من أن البطارية المختارة لها سعة وكفاءة تشغيل كافيان للتطبيق المحدد. الصيانة المنتظمة ضرورية لأداء بطارية الخلايا المغمورة وعمرها الطويل. يشمل ذلك مراقبة مستويات الإلكتروليت، وإضافة الماء المقطر عند الضرورة، والشحن الدوري لمعادلة الشحنة. يجب على المشترين مراعاة بطاريات الخلايا المغمورة ذات ميزات الصيانة المدمجة أو أنظمة الإدارة لتبسيط الصيانة. تكلفة بطارية الخلايا المغمورة الأولية أقل من أنواع البطاريات الأخرى، لكن دورة حياتها أقصر. اعتمادًا على التطبيق، يجب حساب التكاليف لضمان استثمار بطارية مثالي. قد يؤثر وزن البطارية وحجمها على متطلبات التوصيل والتركيب. قد يؤثر أيضًا على أداء البطارية، اعتمادًا على الظروف الجوية ودرجات حرارة العمل. يجب على المشترين التأكد من أن المقاومة الداخلية والوزن متساويان في كل بطارية مغمورة. سيضمن ذلك أن كل خلية بطارية تعمل بكفاءة وتؤدي على قدم المساواة مع الآخرين. اختيار البطاريات من نفس دفعة التصنيع هو ممارسة جيدة. يجب مراعاة ميزات السلامة في بطارية الخلايا المغمورة، مثل المثبطات النارية في أغطية الفتحات والعلب المقاومة للانفجار، خاصة في التطبيقات التي يشكل فيها تراكم غاز الهيدروجين خطرًا.

يجب على المشترين تحديد نوع بطارية الخلايا المغمورة الأنسب لاحتياجاتهم. بطارية الجر مثالية لاستخدام رافعات الشوك وغسالات الأرضيات وعربات الغولف، بينما البطاريات الثابتة هي الأفضل لطاقة النسخ الاحتياطي والطاقة المتجددة والتطبيقات خارج الشبكة. تُستخدم بطارية السيارة المغمورة في بدء تشغيل المحرك ويمكن استخدامها في أي من التطبيقات المذكورة أعلاه إذا لزم وجود مصدر طاقة ثانوي. تشمل التطبيقات الأخرى التي يمكن استخدام بطارية الخلايا المغمورة فيها البحرية والمركبات الترفيهية ودراجات المعاقين ومزودات الطاقة الاحتياطية ومزودات الطاقة غير المنقطعة وأنظمة الطاقة خارج الشبكة. يجب على المشترين تحديد عدد البطاريات المطلوبة لتطبيق معين وترتيبها، سواء كانت متسلسلة أو متوازية. قد تتطلب بعض الأنظمة مزيجًا من الاثنين معًا. معرفة كيفية دمج بطارية الخلايا المغمورة في نظام الطاقة الموجود أمر بالغ الأهمية لضمان توافقها مع المكونات الأخرى. الموارد التعليمية التي تشرح كيفية تركيب بطارية الخلايا المغمورة مثالية للمستخدمين الذين قد يحتاجون إلى مساعدة في المهارات التقنية.

الأسئلة والأجوبة

س1. ما هي صيانة بطارية الخلايا المغمورة؟

ج1. تشمل الصيانة الروتينية للبطاريات المغمورة فحص ومستويات الإلكتروليت، وتنظيف الأطراف وأعلى البطارية، وضمان التهوية المناسبة، والتحقق من علامات التآكل أو التسرب. بالإضافة إلى ذلك، يجب إبقاء البطاريات مشحونة، وقد يكون الشحن الدوري لمعادلة الشحنة ضروريًا لمعادلة فولتية الخلايا.

س2. ما هي بعض التطبيقات الشائعة لبطاريات الخلايا المغمورة؟

ج2. بعض التطبيقات الشائعة تشمل أنظمة تزويد الطاقة الاحتياطية، والاتصالات، ومزودات الطاقة غير المنقطعة (UPS)، وأنظمة الطاقة المتجددة (مثل الطاقة الشمسية والريحية)، والمركبات الكهربائية، والتطبيقات البحرية والقوارب، ومعدات دعم الأرضيات الجوية، والاستخدامات الصناعية واسعة النطاق مثل رافعات الشوك ومحطات الطاقة المنفصلة.

س3. ما هي فوائد استخدام بطاريات الخلايا المغمورة؟

ج3. تشمل الفوائد انخفاض التكلفة الأولية، والتوافر على نطاق واسع، وتحمل أعلى تيارات الشحن والتفريغ العميق، ووقت تفريغ أطول بسبب سعة أمبير / ساعة أعلى. كما أنها توفر المزيد من خيارات التصميم نظرًا لأنه يمكن استخدام لوحات مختلفة لتحسين جهات الاتصال على سطح المنطقة، وتأتي في تكوينات مختلفة مثل الشبكات الملفوفة أو الملتصقة.

س4. ما هي بعض الاعتبارات الأمنية الشائعة عند استخدام بطاريات الخلايا المغمورة؟

ج4. يشكل غاز الهيدروجين الذي ينتج أثناء الشحن خطرًا على الانفجار في المناطق التي لا تهوى جيدًا، لذلك يجب شحن البطاريات في أماكن جيدة التهوية. يمكن أن تتسبب انسكابات الحمض في إصابات خطيرة. لذلك، يجب اتخاذ الاحتياطات عند التعامل مع حمض البطارية واستخدام معدات الحماية الشخصية (PPE) مثل القفازات والنظارات الواقية. بالإضافة إلى ذلك، يجب استخدام الأدوات والمعدات المناسبة عند العمل على البطاريات لتجنب الدوائر القصيرة والشرر والصدمات.