باطری های رایج و مورد استفاده در دیزل ژنراتور ها به انواع زیر تقسیم می شوند:

• باطری خشک (nickel cadmium)

• باطری اسیدی(Lead Acid )

 

با گذشت زمان باتریهای خشک جایگزین باتری های نوع اسیدی شده است. همچنین باتریها یا بصورت مستقیم (سری یا موازی) به تجهیزات متصل شده و یا توسط تجهیزات الکترونیکی (اینورتر، رکتیفایر) به سطوح ولتاژ مختلف DC یا AC تبدیل شده و سپس جهت تغذیه مورد استفاده قرار می گیرند. بارزترین کاربرد باتریها در منابع تغذیه بدون وقفه(UPS) می باشند. 

باطری های نیکل کادمیم Nickel Cadmium

باطری نیکل کادمیم که به اختصارNiCdیا NiCad نامیده می شود نوعی باطری با قابلیت شارژ مجدد است که در آن از اکسید نیکل و کادمیم فلزی به عنوان الکترود استفاده می شود.دو نوع باطری نیکل کادمیمی وجود داردSealed NiCdو Vented NiCd . 

باطری های Sealed NiCd :

سلول های این نوع باطری ممکن است به صورت مجزا و یا به صورت مجموعه ای به شکل دو یا چند سلولی بکار برده شوند.سلول های خشک و کوچک نیکل کادمیم در وسائل الکترونیکی قابل حمل و اسباب بازی های برقی مورد استفاده قرار می گیرند.اغلب با استفاده از سلول های ساخته شده با اندازه های یکسان می توان یک سلول اصلی راتشکیل داد.سلول های نیکل کادمیم هر کدام پتانسیلی معادل 1.2V دارند که با سری کردن چند تا از آنها می توان به ولتاژ مورد نظر دست یافت.مثلا برای داشتن یک منبع(باطری) 12 ولتی می توان 10 تا از این باطری ها را سری کرد،و از دو تا باطری 12 ولتی سری شده نیز می توان در کاربرد هایی نظیر استارت دیزل ژنراتور ها استفاده نمود.

مزیت های باطری نیکل کادمیمی:هنگام مقایسه این باطری با سایر باطری های قابل شارژ متوجه مزیت های آن خواهیم شد:

• این باطری در تخلیه های الکتریکی شدید نسبت به باطری های دیگر دیرتر آسیب می بیند.در واقع ذخیره باطری های نیکل کادمیم در درازمدت به صورت کامل تخلیه خواهد شد و این بر خلاف دیگر باطری ها از جمله باطری لیتیم یون Li-ion است که در این حالت آسیب پذیرتر و ناپایدارتر می باشد.

• باطری های نیکل کادمیم بر حسب مقدار،در هنگام شارژ یا دشارژ نسبت به دیگر باطری ها پایداری و دوام یشتری دارند.

• در مقایسه با باطری های اسید سرب Lead Acid ،دانسیته انرژی بالاتری دارند و همچنین کوچکتر و سبکتراند.در جاهایی که اندازه و وزن اهمیت داشته باشد(مثلا در هواپیما) باطری های نیکل کادمیم به باطری های ارزانتر اسید سرب ترجیح داده می شوند.

• از نظر کاربرد مصرف باطری های نیکل کادمیم مستقیما با باطری های قلیایی(Alkaline ) رقابت می کنند.گرچه در قیاس با باطری های قلیایی ظرفیت کمتر و قیمت بالاتری دارند،ولی چونکه واکنش های شیمیایی در باطری های قلیایی برگشت پذیر نیست لذا می توان گفت که طول عمر بطری های نیکل کادمیم بالاتر است.

• کاهش ولتاژ ترمینال در باطری نیکل کادمیم در مقایسه با باطری کربن روی Carbon Zinc بسیار کندتر صورت می پذیرد.با توجه به اینکه مقدار افت ولتاژ در باطری قلیایی بالاست،لذا بیشتر مصرف کنندگان به استفاده از باطری های نیکل کادمیم تمایل دارند.

• باطری هیدروژنی با فلز نیکل Ni-MH جدیدترین و شبیه ترین باطری به نیکل کادمیم و رقیب اصلی آن محسوب می شود.در مقایسه باNiCdباطری های Ni-MH ظرفیت بالاتر و اثربخشی بیشتری دارند،اما چون مقدار self-discharge بیشتری دارد(20% برای نیکل کادمیم و 30% برای Ni-MH در شرایط برابر)،کمتر مورد استفاده قرار می گیرد.

معایب باطری نیکل کادمیم:

این نوع باطری در مقایسه با باطری های Lead Acid گرانتر است،چون نیکل و کادمیم هزینه بالایی دارند.همچنین یکی از بزرگترین معایب این باطری ها این است که ضریب حرارتی منفی بسیار مشخصی دارند،بدین معنی که با افزایش دمای سلول،میزان مقاومت داخلی افت می کند.این مسئله می تواند باعث مشکلات زیادی در بحث شارژ شود.بخصوص در سیستم های شارژی ساده باعث می شود جای خود را به باطری های اسیدی بدهد.

شارژ:

باطری های نیکل کادمیم می توانند به چندین روش شارژ شوند و این مسئله بستگی دارد به اینکه سلول چگونه ساخته می شود.میزان شارژ بر اساس درصد ظرفیت آمپر ساعت اندازه گیری می شود.صرفنظر از سرعت شارژ ،انرژی بایستی بیش از ظرفیت واقعی ذخیره شود تا این مقدار جوابگوی تلفات انرژی در طول شارژ باشد.شارژ با سرعت بالاتر ،بازدهی بیشتری دارد.سرعت شارژ با C مشخص می شود.برای مثال 1C نشان می دهد که در طول یک ساعت باطری با 100% ظرفیت شارژ می شود ولی به طور تقریبی 80% این مقدار شارژ را نگه می دارد.همینطور یک باطری 100mAHبرای شارژ شدن 120mAHانرژی می گیرد که این امر حدود یک ساعت و پنجاه دقیقه طول می کشد.بعضی از سلول های خاص نیکل کادمیم قادرند در 10 تا 15 دقیقه و با سرعتی معادل 4C تا6C شارژ شوند.اما این روش بسیار غیر متعارف است.این کار همچنین از نظر تئوری خطر جوشیدن و بیرون ریختن مواد را به دلیل افزایش فشار داخلی افزایش می دهد.بنابراین در یک سرعت شارژ 4C،مقدار توان ورودی به سلول حدود 16 برابر سرعت شارژ 1C خواهد بود.پس می توان گفت که افزایش بی ملاحضه سرعت شارژ،باعث صدمه دیدن آن شده و افزایش دمای سلول و کاهش عمر باطری را در پی دارد.

رنج دمای مناسب برای باطریNiCdبین -20 تا 40 درجه سانتیگراد است.در طول شارژ دمای باطری پایین و حدود صفر درجه است(واکنش هایی که در هنگام شارژ رخ می دهد گرما را جذب می کند)،اما به محض اینکه باطری به شارژ کامل نزدیک شود دمای باطری به 45 تا 55 درجه سانتیگراد می رسد.بعضی باطری شارژرها با حس کردن این دما باطری را از شارژ خارج کرده و از پدیده over charge جلوگیری می کنند.

مقایسه با باطری های دیگر:

به تازگی باطری های Ni-MH و Li-ion ارزانتر و دردسترس ترند.جایی که میزان انرژی اهمیت داشته باشد باطری های نیکل کادمیمی در جایگاه پایین تری از این دو قرار می گیرد،اما به هر حال باطری های نیکل کادمیمی هنوز هم در جایی که میزان تخلیه الکتریکی بالا باشد،به دلیل اینکه قابلیت تحمل این تخلیه را بدون کاهش ظرفیت دارند اهمیت و جایگاه خود را حفظ کرده اند.گرچه شارژ مجدد این نوع باطری ها بدون تخلیه کامل تا حدی اثرات معکوسی را در پی خواهد داشت.

باطری های اسیدی Lead-Acid

باطری های اسید سرب در سال 1859 توسط یک فیزیکدان فرانسوی بنام گاستون اختراع شد. این باطری، قدیمی ترین باطری قابل شارژ است.با اینکه نسبت انرژی به وزن و همچنین نسبت انرژی به حجم این نوع باطری ها پایین است،اما توانایی آن در تامین جریان بالاست.به این معنی که سلول یک نسبت توان به وزن بالایی را در خود نگه می دارد.این ویژگی در کنار قیمت پایین آن،میزان استفاده از این نوع باطری را بخاطر فراهم کردن مقدار بالای جریان بخصوص برای استارت اتوماتیک تجهیزاتی چون دیزل ژنراتور ها،افزایش داده است.از این باطری ها علاوه بر استارت و راه اندازی دیزل ژنراتور ها،در سیستم های الکتریکی خانگی و مراکز مخابراتی،زیر دریایی های هسته ای،مراکز انفورماتیک و ... استفاده می گردد.