soler cell

49

(3) แรงดนั ไฟฟ้าของแบตเตอร่ี ค่าแรงดันไฟฟ้าโดยท่ัวไป
ของแบตเตอรี่ชนิดตะกวั่ -กรดคือ ประมาณ 2 โวลต์ต่อเซลล์
ส่วนใหญ่จะมีทงั้ หมด 6 เซลล์ โดยที่ต่อกนั แบบอนกุ รมอยู่
ภายในกล่อง และแรงดันรวมประมาณ 12 โวลต์ต่อแบต
เตอรี่หนึ่งตัว ซ่ึงค่าแรงดันท่ีแท้จริงจะเปล่ียนแปลงเสมอ
ขนึ ้ อย่กู บั สภาวะการทางาน และเพ่ือป้องกนั ความเสียหาย
ที่จะเกิดกบั แบตเตอรี่จาเป็นต้องจากดั คา่ แรงดนั ไฟฟ้าใน 2
สภาวะต่อไปนี ้ คือจากัดค่าแรงดนั สงู สดุ ในสภาวะการอัด
ประจุ และจา กดั ค่าแรงดนั ต่าสดุ ในสภาวะการคายประจุ
นอกจากนีย้ งั ต้องจา กดั ค่าแรงดนั เพื่อป้ องกนั การเกิดก๊าซ
ในสภาวะการอดั ประจอุ ีกด้วย

ค่าแรงดันไฟฟ้าขณะไม่มีภาระทางไฟฟ้าหรือแรงดัน
วงจรเปิดของแบตเตอรี่ชนิดตะกว่ั -กรดจะไม่สามารถวัดได้
ทนั ที ภายหลงั จากการอดั หรือคายประจุเนื่องจากระบวน
การทางเคมีและความร้อนยงั ไมเ่ ข้าสภู่ าวะสมดลุ ซ่ึงคา่ แรง
ดันวงจรเปิดนีข้ ึน้ อยู่กับสภาวะการอดั ประจุและชนิดของ
แบตเตอรี่โดยมีคา่ อยรู่ ะหวา่ ง 1.96-2.12 โวลต์ต่อเซลล์หรือ
แบตเตอร่ีหนง่ึ ตวั มีคา่ 12-12.7 โวลต์

Charge cut-off Voltage in V 50

(4) การอดั และการคายประจุ
(Charging and Discharging) กระบวนการอดั ประจุ
คา่ แรงดนั ไฟฟ้าของแบตเตอร่ีจะคอ่ ยๆ เพ่ิมขนึ ้ จนถงึ คา่ หนึ่ง
ที่จะเร่ิมเกิดก๊าซ (gassing voltage) นน่ั คือ นา้ ถกู แยกตวั
ออกเป็นออกซิเจนและไฮโดรเจน เรียก oxy-hydrogen
gas ซึ่งสามารถจุดติดไฟและระเบิดได้ง่าย ดังนัน้ ผู้ผลิต
เ ค ร่ื อ ง ค ว บ คุม ก า ร ป ร ะ จุแ บ ต เ ต อ ร่ี จึ ง ค ว ร จ า กัด แ ร ง ดั น
ไฟฟ้าตอนอัดประจุไม่ให้เกินค่าๆ หน่ึงเป็นค่าแรงดันปลด
ออกเม่ืออดั ประจหุ รือ charge cut-off voltageนอกจาก
นีเ้น่ืองจากคา่ แรงดนั ท่ีเร่ิมเกิดก๊าซขนึ ้ อยู่กบั คา่ อณุ หภมู ิของ
แบตเตอร่ี ดงั นนั้ เคร่ืองควบคมุ การประจแุ บตเตอรี่ควรต้องมี
การวัดอุณหภูมิเพ่ือนามาคานวณหาค่า chargecut-off
voltage อยา่ งถกู ต้อง

2.7

2.6

2.5

2.4

2.3

2.2 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
Temperature in C

51

(5) สภาวะการอดั ประจุ (State of Charge, SOC)
การทางานของระบบเซลล์แสงอาทิตย์แบบอิสระท่ีมี

แบตเตอรี่จาเป็นต้องทราบจานวนเวลาท่ีระบบยงั สามารถ
จ่ายไฟให้แก่ภาระทางไฟฟ้าได้ในช่วงเวลาที่ไม่มีแดดเพื่อ
ประมาณการหรือเตรียมมาตรการรองรับหรือป้องกนั การ
ขาดแคลนไฟฟา้ ดงั นนั้ จงึ จาเป็นต้องทราบตลอดเวลาว่ามี
ปริมาณพลงั งานที่เหลืออย่ใู นแบตเตอรี่มากน้อยเพียงใด
ซึ่งโดยทั่วไปมี 2 วิธีท่ีจะทาให้ทราบปริมาณพลังงานที่
เหลืออยใู่ นแบตเตอรี่ (State of charge)
วิธีที่ 1 สาหรับ unsealed แบตเตอร่ี หรือแบตเตอรี่ที่มีอิ
เล็กโทรไลท์เป็นของเหลว สามารถทราบได้จากค่าความ
หนาแน่นของกรด (Acid density) ซงึ่ วดั โดไฮโดรมิเตอร์
(hydrometer) โดยแบตเตอร่ีแตล่ ะชนิดจะมีคา่ ตา่ งกนั

วิธีที่ 2 สาหรับ sealed แบตเตอร่ี หรือแบตเตอรี่ที่มีอิเลก็
โทรไลท์เป็นแบบเจลซ่งึ ไม่สามารวดั ค่าคว่าความหนาแน่น

ของกรด (Acid density) ได้จงึ ต้องวดั ระดบั แรงดนั ไฟฟา้
แทนอย่างไรก็ตามจาเป็นต้องทราบระดบั แรงดนั วงจรเปิด

ขณะเร่ิมต้น (resting voltage) ก่อนทกุ ครัง้ เพ่ือใช้อ้าง
อิงเป็นคา่ เร่ิมต้นท่ีสภาวะการประจเุ ป็น 0 % และต้อปลอ่ ย
แบตเตอรี่ไว้โดยไม่ต่อวงจรไว้อย่างน้อย 4 ชวั่ โมงก่อนทา
การวดั แรงดนั

52

(6) ปัจจัยที่ส่งผลกระทบต่ออายุการใช้งานของแบตเตอร่ี
(Ageing Effect) แบตเตอร่ีชนิดตะกวั่ -กรดมีจดุ บกพร่อง
เนื่องจากอายุการใช้งานค่อนข้างสัน้ โดยท่ีการใช้ งานระ
หว่าง 100 ถึง 800 รอบ จะมีอายกุ ารใช้งานประมาณ 3 ถึง
8 ปี แตใ่ นขณะท่ีแบตเตอร่ีแบบ Stationary จะมีอายกุ าร
ใช้งานประมาณ 10 ถึง 15 ปี สิ่งท่ีต้องคา นึงถึงเสมอแม้ว่า
จะไม่มีการคายประจุใดๆ จากแบตเตอรี่ กระบวนการทาง
เคมีก็ยงั คงเกิดขึน้ และเป็นเหตใุ ห้เกิดการคายประจุภายใน
ตวั แบตเตอร่ีเอง ทงั้ นีไ้ ม่ควรให้เกิดการคายประจุเกิน 3 %
ตอ่ เดือน จากกระบวนการทางเคมีที่เกิดขนึ ้ ในแบตเตอรี่เป็น
ปัจจยั ที่สง่ ผลตอ่ อายกุ ารใช้งานของแบตเตอรี่ ประกอบด้วย
การแบ่งชนั ้ ของกรด (Acid stratification) การเกิดซลั เฟ
ชนั (Sulfation) การกดั กร่อน (Corrosion) การเกิดเป็น
ตะกอน (Sludging) และการสญู เสยี น้า (Drying out)

53

• การแบง่ ชนั้ ของกรด หรือ Acid stratification
เป็นปฏกิ ิริยาสามารถย้อนกลบั ได้เนื่องจากการท่ี กรดมีองค์
ประกอบของโลหะหนัก ซึ่งความหนาแน่นของกรดบริเวณ
ด้านลา่ งของแบตเตอรี่จึงมากกว่าด้านบน ทา ให้เกิดความ
ต่างศกั ย์ขึน้ ระหว่างกรดชนั้ บนและชนั้ ล่าง เป็ นเหตุให้เกิด
การคายประจบุ างสว่ นวนอยภู่ ายในตวั กลอ่ งแบตเตอร่ี
• การเกิดซลั เฟชนั หรือ Sulfation
เป็นปฏิกิริยาท่ีไม่สามารถย้อนกลบั ได้ในกรณีท่ีแบตเตอรี่
ไมไ่ ด้รับการอดั ประจอุ ยา่ งเพียงพอหลงั จากท่ีคายประจแุ ล้ว
จะทาให้เกิดผลึกของตะกวั่ ซลั เฟตตกตะกอนสะสมอยู่ด้าน
ลา่ ง ซง่ึ ไม่สามารถละลายกลบั เข้าในสารอิเลก็ โทรไลต์ได้อีก
และการสญู เสยี ซลั เฟตนีท้ า ให้ความสามารถในการอัดประ
จคุ รัง้ ตอ่ ไปลดลง
• การกดั กร่อน หรือ Corrosion
เป็นปฏกิ ิริยาท่ีไมส่ ามารถย้อนกลบั ได้ โดยท่ีกระบวนการกดั
กร่อนจะเกิดขึน้ กบั แผน่ ธาตกุ ริดท่ีขวั้ บวกของแบตเตอร่ี เม่ือ
แรงดนั ที่ขวั้ บวกสงู เกินกวา่ ปกติจะทา ให้ความต้านทานของ
แผ่นธาตุกริดเพ่ิมขึน้ จนในที่สุดเมื่อเกิดการกัดกร่อนเป็น
บริเวณกว้างจะทา ให้เกิดการลดั วงจรภายในระหว่าขวั้ บวก
กบั อิเลก็ โทรด

54

• การเกิดเป็นตะกอน หรือ Sludging
เป็นปฏิกิริยาที่ไม่สามารถย้อนกลบั ได้ โดยที่ปริมาตรของ
องค์ประกอบทางเคมีท่ีมีการเปลี่ยนแปลงในระหวา่ งการอดั
และคายประจุจะทาให้องค์ประกอบบางส่วนหายไป หาก
เกิดก๊าซขึน้ จะทา ให้เกิดการสะสมเป็นตะกอนของตะก่ัว
หรือตะกว่ั ซลั เฟตท่ีด้านล่างแบตเตอร่ีและเมื่อสะสมจนสงู
มากพอจะทา ให้เกิดการลดั วงภายใน

• การสญู เสยี น้า หรือ Drying out
เป็นปฏิกิริยาที่ไม่สามารถย้อนกลบั ได้ หากเกิดก๊าซขึน้ ใน
ระหว่างการอดั ประจุจะทา ให้เกิดการสญู เสียน้า ซึ่งต้องมี
การเติมน้า อย่างสม่า เสมอเพ่ือชดเชยและไม่ให้แบตเตอรี่
หยดุ ทา งาน