ما هي البطاريات الكهربائية وما أنواعها ؟

ما هي البطاريات الكهربائية وما أنواعها ؟

البطاريات الكهربائية تعريفها وأنواعها، تعتبر البطاريات الكهربائية أحدى المكونات الأساسية التي تستخدم في العديد من التطبيقات المختلفة مثل: السيارات ونظام الطاقة الشمسية وتشغيل أحمال التيار المستمر.

حيث تعمل البطارية على تخزين الطاقة الكهربائية ذات التيار المستمر للاستفادة منها في تشغيل أحمال الأجهزة الإلكترونية والكهربائية.

في هذا المقال سوف نتطرق بكافة التفاصيل حول البطاريات الكهربائية تعريفها وأنواعها.

تعريف البطارية ومكوّناتها:

البطارية (Battery) عبارة عن حزمة طاقة كيميائية، بإمكانها إنتاج كمية محدودة من الطاقة الكهربائية عندما تكون بحاجةٍ إليها، على عكس الكهرباء العادية والتي تسري في منزلك من خلال الأسلاك القادمة من محطات توليد الطاقة الكهربائية. تحوّل البطارية الموادَ الكيميائيةَ الموجودة داخلها إلى طاقةٍ كهربائيةٍ، وتُستخدم على مدار أيام أو أسابيع أو شهور أو حتى سنوات، بحسب نوع البطارية وحجمها واستخداماتها..

تسمى وحدة الطاقة الأساسية في البطارية بالخلية، إذ تتكون البطاريات بشكلٍ عام من خليةٍ أو أكثر، وتتألف من ثلاثة أقسام:

المصعد أو الأنود (Anode): يتصل بالجانب السالب من البطارية، وهو الطرف الذي يدخل إليه التيار الكهربائي (أو تغادر الإلكترونات البطارية) أثناء عملية التفريغ.

المهبط أو الكاثود (Cathode): يتصل بالطرف الموجب من البطارية، وهو الطرف الذي يخرج منه التيار الكهربائي (أو تدخل الإلكترونات إلى البطارية) أثناء التفريغ.

الكهرل أو الإلكتروليت (Electrolyte): مادةٌ كيميائيةٌ سائلة أو شبيهة بالهلام، تفصل بين القطبين الكهربائيين (الأنود والكاثود)، وتحتوي جسيمات مشحونة كهربائيًّا.

مبدأ عمل البطارية:

تعمل على تخزين الطاقة الكهربائية في البطارية على شكل طاقة كيميائية أثناء مرحلة الشحن، وتحويل الطاقة الكيميائية الموجودة داخل البطارية إلى طاقة كهربائية عند توصيلها بدارة حمل ما، مثل: ليدات الاضاءة 12 فولت.

أهمية البطاريات الكهربائية:

تكمن أهمية البطاريات الكهربائية في تخزين الطاقة الكهربائية على شكل تيار مستمر DC وليس تيار متردد AC، وتستخدم البطاريات الكهربائية بكثرة في السيارات وأنظمة الطاقة الشمسية والأجهزة المحمولة بكافة أنواعها.

أنواع البطاريات:

تصنف البطاريات إلى صنفين وهما:

1- البطاريات التي لا يمكن شحنها (الأولية):

هي البطاريات التي تستخدم لمرة واحدة فقط ولا يمكن شحنها مرة اخرى.

حققت هذا النوع من البطاريات نوعاً تقدماً بنسبة تقريباً 23.6% من السوق العالمي حتى عام 2009م، ولكنها بدأت في الهبوط نتيجة لوجود البطاريات الثانوية التي يمكن شحنها.

استخدامات البطارية الأولية:

تستخدم بشكل كبير في الساعات وأجهزة التحكم عن بعد، والمفاتيح الإلكترونية، وبعض أجهزة الإضاءة، والمعدات العسكرية….. إلخ.

مميزات البطارية الأولية:

1. لا تسرب عند تفريغها.
2. رخيصة الثمن.
3. يمكن التنقل بها.
4. يمكن تخزينها لسنوات عديدة.

ب- البطاريات التي يمكن شحنها (الثانوية):

هي البطاريات التي يمكن شحنها وتفريغها لأكثر من مرة.

وحققت هذا النوع من البطاريات تقدماً كبيراً في الآونة الأخيرة وأصبحت تستخدم في العديد من المجالات ولا يمكن الاستغناء عنها.

تصنيف البطاريات الثانوية:

تصنف البطاريات الثانوية حسب المواد الكيميائية إلى:

• بطاريات حمض الرصاص (Lead acid).
• بطاريات الليثيوم أيون (Li-ion).
• بطاريات النيكل كادميوم(Ni-Cd).
• بطاريات الهيدريد النيكل و المعادن (Ni-MH).
• حيث أن بطارية (Li-ion) هي الخيار المفضل لدى المستهلكين لما لها من مزايا ولكنها غالية الثمن.

1- بطاريات حمض الرصاص (Lead acid):

هي بطاريات قابلة لإعادة الشحن والمستخدمة في الوقت الحاضر وهي أقدم أنواع البطاريات حيث أن لها قدرة عالية على توفير الطاقة الكهربائية بأحجام وأشكال مختلفة وتكلفتها المنخفضة ولكن ليس مثل بطاريات الليثيوم أيون( Li-ion).

2- بطاريات الليثيوم أيون (Li-ion):

يعد هذا النوع من البطاريات حديثة الظهور ولديها مواد كيميائية تختلف عن بطاريات الحمض الرصاصي. وهي النوع المفضل للأجهزة الإلكترونية والأحمال المختلفة لامتلاكها طاقة عالية الكثافة وعمرها الطويل وجهد عالي حيث أن جهدها الأسمى لها 3.6V للخلية الواحدة.

3- بطاريات النيكل كادميوم(Ni-Cd):

هو نوع آخر من أنواع البطاريات، قابلة لإعادة الشحن والتفريغ؛ يتكون من أقطاب موجب وسالب يحتوي على مواد كيميائية من هيدروكسيد أكسيد النيكل والكادميوم المعدني. ومن مميزاتها الحفاظ على الجهد والشحنة الكهربائية عند عدم استخدامها.

4- بطاريات الهيدريد النيكل و المعادن (Ni-MH):

وهو أيضاً نوع من أنواع البطاريات، قابلة لإعادة الشحن والتفريغ للطاقة الكهربائية؛ يشبه التفاعل الكيميائي في القطب الموجب للبطارية تفاعل خلايا النيكل – كادميوم (Ni-Cd)، ولكن الاختلاف في القطب السالب، حيث أنها تستخدم سبيكة تمتص الهيدروجين بدلاً من النيكل – كادميوم (Ni-Cd).

مميزات البطاريات القابلة للشحن:

• لديها سعات تخزين أفضل من البطاريات التي لا يمكن شحنها (البطاريات الأولية).
• الأكثر فعالية من حيث التكلفة على المدى الطويل.
• لديها كفاءات عالية.
• تستخدم للأحمال ذات التيارات العالية.
• لديها دورات شحن وتفريغ تصل إلى أكثر من 1000دورة.

عيوب البطاريات القابلة للشحن:

• مرتفعة الثمن مقارنة مع البطاريات التي يمكن شحنها.

عموماً فإن البطاريات تلعب دوراً مهماً في مجال الطاقة الكهربائية لعدة أسباب وهي:

• أن البطارية لديها القدرة على تخزين الطاقة الكهربائية بكميات كبيرة.
• استخدامها في مجال الطاقة الشمسية لكي تستفيد منهما في الظلام.
• استخدامها في حالات الطوارئ.
• يمكن استخدامها في كل مكان لتشغيل أحمال كهربائية. 

شروط اختيار البطارية:

• نوع البطارية: يوجد العديد من البطاريات من حيث المواد الكيميائية مثل (حمض الرصاص، النيكل، الليثيوم …إلخ).

• الفولت (الجهد): يوجد على جسم البطارية قيمة الفولت الأسمية. ويجب الانتباه إلى أن تكون فولت الأحمال أو الشواحن أو الانفرتر (Inverter) متناسبة مع فولت البطارية.

• السعة الامبيرية: هي التي تمثل قيمة التيار الكهربائي. وتكون مكتوبة أيضاً على جسم البطارية على صيغة أمبير- ساعة (Ah)، على سبيل المثال لدينا بطارية سعتها 100Ah هذا يعني أنها تعطي 100A في الساعة.

تمتلك أطلس للمساندة والخدمات خبرات متميزة في خدمات الفحص واختبار البطاريات الكهربائية بدءاً من مرحلة تصنيع البطاريات الكهربائيةوانتهاءً بالتركيب من خلال فريق مهندسين وفنيين من ذوي الخبرة العالية باستخدام أحدث معدات الفحص والاختبارات المتنوعة وبالإضافة إلى ذلك تمنح أطلس شهادات الجودة والسلامة للبطاريات الكهربائية المختلفة وشهادات الاعتماد الدولي الخاصة بالبطاريات الكهربائية مثل ISO /IEC

نسعد بخدمتكم ويسرنا تواصلكم لطلب خدماتنا أو لأي استفسارات مراسلتنا على البريد الإلكتروني (info@atls.com.sa) أو الاتصال بنا مباشر

(00966112080550)