วันพฤหัสบดี, พฤษภาคม 30, 2024
หน้าแรกCOLUMNISTSLead-Acid Battery คายกระแสไฟฟ้าปริมาณมากช่วงเวลาสั้นๆ
- Advertisment -spot_imgspot_img
spot_imgspot_img

Lead-Acid Battery คายกระแสไฟฟ้าปริมาณมากช่วงเวลาสั้นๆ

Lead – Acid Battery : Lots of Amps for a Short Period of Time

“….ภูมิภาคเอเชียแปซิฟิก มีส่วนแบ่งในอุตสาหกรรมแบตเตอรี่กรดตะกั่วในปี 2564 สูงที่สุดทั่วโลก ด้วยอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปี อยู่ที่ค่า CAGR สูงถึง 16.5% และคาดว่าจะยังคงครองตำแหน่งต่อไปในช่วงระยะเวลาที่คาดการณ์ ปี 2564-2571….”

แบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead-Acid Battery มักถูกมองว่าเป็นระบบจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าด้วยชุดแบตเตอรี่ Battery Energy Storage System : BESS ที่ตกยุคไปแล้ว แต่ในความเป็นจริง หาเป็นเช่นนั้นไม่ .. พวกมันยังคงแสดงบทบาทสำคัญยิ่งสำหรับระบบจัดเก็บพลังงาน Energy Storage ในยุคการเปลี่ยนผ่านพลังงาน Energy Transition ไปสู่การใช้พลังงานหมุนเวียน Renewable Energy เป็นฐานการบริโภคหลักทั้งในปัจจุบัน และอนาคตไปพร้อมด้วยเช่นกัน ..

Lead Acid Battery in the Car / The Best for Applications that Need a Short, Powerful Burst of Energy | Credit : RB Battery

แบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead-Acid Battery คือ แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟฟ้าใหม่ได้ Rechargeable Battery ชนิดหนึ่งที่ประดิษฐ์ขึ้นครั้งแรกในปี พ.ศ.2402 โดย Gaston Planté นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส และถือเป็นแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ชนิดแรกที่เคยสร้างมา .. เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่แบบชาร์จใหม่ได้ Rechargeable Battery ทั่วไปในตลาด แบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead – Acid Battery มีความหนาแน่นของพลังงานค่อนข้างต่ำกว่า แต่แม้จะมีสิ่งนี้ พวกมันมีความสามารถในการจ่ายกระแสไฟฟ้ากระชากด้วยกำลังที่สูงกว่า หมายความว่า เซลล์ไฟฟ้ากรดตะกั่ว Lead Acid Cells มีอัตราส่วนกำลังต่อน้ำหนัก Power-to-Weight Ratio ที่ค่อนข้างมาก .. คุณสมบัติเหล่านี้มาพร้อมกับต้นทุนต่ำ ทำให้เป็นที่น่าสนใจสำหรับการใช้งานในยานยนต์เพื่อให้กระแสไฟฟ้ากำลังสูงตามที่มอเตอร์สตาร์ท Starter Motors ต้องการ .. แบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead-Acid Battery มีอายุการใช้งานค่อนข้างสั้น โดยปกติจะน้อยกว่า 500 รอบลึก และอายุการใช้งานโดยรวมอาจไม่ยาวนัก เนื่องจาก “ดับเบิ้ลซัลเฟต Double Sulfation” ในสถานะคายประจุ ..

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากพวกมันมีราคาไม่แพงเมื่อเทียบกับเทคโนโลยีที่ใหม่กว่า เช่น แบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออน Lithium Ion Batteries ดังนั้น ปัจจุบัน แบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead-Acid Batteries จึงยังคงถูกนำมาใช้งานกันอย่างแพร่หลายแม้ในขณะสถานการณ์ที่กระแสไฟกระชากไม่ใช่เรื่องสำคัญ และการออกแบบอื่น ๆ ก็สามารถให้ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงมากขึ้นได้ .. ข้อมูลก่อนหน้าปี 2563 พบว่า ยอดขายแบตเตอรี่กรดตะกั่ว คิดเป็น 40-50% ของมูลค่าตลาดแบตเตอรี่ที่มีจำหน่ายอยู่ทั่วโลก เทียบเท่ากับมูลค่าตลาดการผลิตประมาณ 15 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ ต่อปี ..

การออกแบบชุดแบตเตอรี่กรดตะกั่วรูปแบบขนาดใหญ่นั้น ยังคงใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับระบบจัดเก็บพลังงานในแหล่งจ่ายกำลังไฟฟ้าสำรองของเสาสัญญาณโทรศัพท์มือถือ Cell Phone Towers, สถานีโทรคมนาคม Communication Sites, สถานีเรดาห์ Radar Sites รวมทั้งระบบไฟฟ้าฉุกเฉินที่ต้องมีความพร้อมใช้งานสูง เช่น โรงพยาบาล และระบบพลังงานไฟฟ้าแบบแยกเดี่ยว Stand-Alone Power Systems ในพื้นที่ห่างไกล เป็นต้น .. สำหรับบทบาทเหล่านี้ อาจใช้แบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead-Acid Battery รุ่นล่าสุดที่เซลล์มาตรฐาน Standard Cell ได้รับการปรับแต่งพัฒนาขึ้นอีกระดับหนึ่งแล้ว เพื่อปรับเพิ่มระยะเวลาการจัดเก็บกำลังไฟฟ้า และลดข้อกำหนดที่ไม่จำเป็นในการบำรุงรักษา รวมทั้งการใช้เซลล์ไฟฟ้าเคมีรูปแบบเจลเหลว Gel-Cells และแบตเตอรี่แบบแผ่นแก้วดูดซับ Absorbed Glass-Mat : AGM Batteries ซึ่งเรียกรวมกันว่า แบตเตอรี่กรดตะกั่วที่ควบคุมด้วยวาล์ว Valve – Regulated Lead-Acid : VRLA Batteries เป็นต้นด้วย ..

สำหรับในสถานะการชาร์จประจุไฟฟ้า Charged State นั้น พลังงานไฟฟ้าเคมีของแบตเตอรี่ จะถูกเก็บไว้ในความต่างศักย์ระหว่างตะกั่วโลหะ 82Pb ที่ด้านลบ และ PbO2 ที่ด้านบวก ..

ทั้งนี้ คาดหมายว่า มูลค่ายอดขายแบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead-Acid Battery Sales จะอยู่ที่ 40-45% ของมูลค่าของยอดขายแบตเตอรี่ทั้งหมดที่จำหน่ายในตลาดทั่วโลกต่อเนื่องต่อไป และมูลค่าตลาดของการผลิตแบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead-Acid Battery ยังคงจะอยู่ที่ประมาณ 15 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ ต่อปี หมายถึง กลุ่มงานในระบบจัดเก็บกำลังไฟฟ้าด้วยชุดแบตเตอรี่ Battery Energy Storage System : BESS อีกมากกว่าครึ่งหนึ่งทั่วโลก ซึ่งแบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออน Lithium Ion Batteries แม้จะมีสมรรถนะโดยรวมที่สูงกว่า แต่ปัจจุบัน พวกมันก็ยังไม่สามารถเข้ามาแทนที่แบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead-Acid Batteries และ/หรือ ทดแทนบางส่วนงานที่นิยมใช้แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม Nickel Cadmium : NiCd Batteries ทั้งหมดได้ด้วยเหตุผลหลักมาจากประเด็นเรื่องราคา และกำลังกระชากช่วงสั้นๆ ..

อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไป แบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead-Acid Batteries ส่วนใหญ่ของโลกในปัจจุบัน นิยมใช้งานสำหรับการสตาร์ทรถยนต์ Automobile Starting ที่ใช้เครื่องยนต์เผาไหม้ภายใน Internal Combustion Engines : ICEs และระบบไฟส่องสว่าง Lighting หมายถึง พวกมัน คือ ชุดแบตเตอรี่ที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานในระบบสตาร์ทเครื่องยนต์ ระบบการส่องสว่าง และระบบจุดระเบิด Starting-Lighting-Ignition : SLI Batteries โดยปัจจุบัน แบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead-Acid Batteries มียอดขายจัดส่งจำหน่ายออกไปทั่วโลก อยู่ที่ประมาณ 320 ล้านหน่วยต่อปี รวมทั้งในแต่ละปี มีการใช้ตะกั่ว Lead : 82Pb มากถึงประมาณ 3 ล้านตัน ในการผลิตแบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead-Acid Batteries เหล่านี้ ..

Lead Acid Batteries | Credit : Circuit Digest

นอกจากที่กล่าวถึงนี้นั้น แบตเตอรี่กรดตะกั่วเซลล์เปียกสำรองแบบอยู่กับที่ Stationary Wet Cell Stand-By Batteries ที่ออกแบบมาสำหรับการคายประจุรอบลึก มักนิยมถูกใช้ในอุปกรณ์ส่งจ่ายกำลังไฟฟ้าสำรองขนาดใหญ่ เช่น ศูนย์โทรศัพท์ และศูนย์คอมพิวเตอร์ Telephone & Computer Centers, ระบบจัดเก็บพลังงานบนโครงข่ายระบบสายส่งกริดไฟฟ้า Grid Energy Storage และระบบพลังงานไฟฟ้าในครัวเรือนนอกโครงข่ายระบบสายส่ง Off-Grid Household Electric Power Systems เป็นต้น .. ทั้งนี้ แบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead-Acid Batteries จะยังคงอยู่ในความนิยมต่อไป และเหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับระบบไฟฟ้าฉุกเฉิน Emergency Power Systems รวมทั้งพวกมัน สามารถส่งจ่ายกำลังไฟฟ้าให้กับปั๊มน้ำขนาดใหญ่ในกรณีที่ไฟฟ้าดับได้อย่างยอดเยี่ยมมาโดยตลอดจากอดีตจนถึงปัจจุบัน ..

การทำงานของแบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead-Acid Batteries สำหรับการคายประจุ และชาร์จประจุในปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้า Electrochemistry ..

ในสถานะการปล่อยคายประจุ Discharged State ของแบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead-Acid Batteries นั้น ทั้งแผ่นขั้วบวก และแผ่นขั้วลบ Positive & Negative Plates จะกลายสภาพเป็นตะกั่วซัลเฟต Lead Sulfate : PbSO4, และอิเล็กโทรไลท์ Electrolyte จะสูญเสียกรดซัลฟูริก Sulfuric Acid : H2SO4 ทำให้มันเจือจางลงอย่างมาก และส่วนใหญ่จะกลายเป็นน้ำ .. กระบวนการคายประจุ ถูกขับเคลื่อนโดยการไหลของอิเล็กตรอน จากแผ่นลบ Negative Plates ผ่านทางวงจรภายนอกกลับเข้าสู่เซลล์ที่แผ่นบวก Positive Plates ..

Lead Acid Batteries / How does a Lead Acid Battery Work? | Credit : BoatTEST / Sacred Heart University

ทั้งนี้ ปฏิกิริยาแผ่นลบ ได้แก่ :-

Pb(s) + HSO4(aq) → PbSO4(s) + H+(aq) + 2e

ปฏิกิริยาแผ่นบวก ได้แก่ :-

PbO2(s) + HSO4(aq) + 3H+(aq) + 2e → PbSO4(s) + 2H2O(l)

และปฏิกิริยาในภาพรวมทั้งหมดสามารถเขียนได้เป็นสูตรทางปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้า ดังนี้ :-

Pb(s) + PbO2(s) + 2H2SO4(aq) → 2PbSO4(s) + 2H2O(l)   Eocell = 2.05 V

พลังงานสุทธิที่ปล่อยออกมาต่อโมเลกุล Net Energy Released per Mole สำหรับ 207 กรัม ของ Pb(s) จะถูกแปลงเป็น PbSO4(s) คือ ประมาณ 400 kJ ซึ่งสอดคล้องกับการก่อตัวของน้ำ Water : H2O จำนวน 36 กรัม ผลรวมของมวลโมเลกุลของสารตั้งต้น คือ 642.6 g/mole .. ดังนั้น ในทางทฤษฎี เซลล์ไฟฟ้ากรดตะกั่ว สามารถผลิตประจุไฟฟ้าได้ 2 Faradays of Charge หรือ 192,971 Coulombs จากสารตั้งต้น 642.6 กรัม หรือ 83.4 แอมแปร์ชั่วโมงต่อกิโลกรัม Ampere Hours per Kilogram : A·h/Kg สำหรับเซลล์ 2-Volt Cell Battery หรือ 13.9 A·h/Kg สำหรับชุดแบตเตอรี่ 12-Volt Battery หมายถึง ชุด 2-Volt Cell Batteries จำนวน 6 ตัว ซึ่งคิดเป็น 167 Wh/Kg ของสารตั้งต้น .. แต่ในทางปฏิบัติ เซลล์กรดตะกั่ว Lead-Acid Cells ถือว่าจะให้พลังงานเพียง 30-40 Wh/Kg ของแบตเตอรี่ เนื่องจากมวลของน้ำ และส่วนประกอบอื่น ๆ ที่ถูกนำมาคำนวณเป็นน้ำหนักไว้ด้วย ..

การชาร์จประจุมากเกินไปด้วยแรงดันไฟฟ้าที่สูง สร้างก๊าซออกซิเจน Oxygen : O2 และก๊าซไฮโดรเจน Hydrogen : H2 โดยกระบวนอิเล็กโทรไลซิสของน้ำ Electrolysis of Water ไปพร้อมด้วย ซึ่งทำให้เกิดฟองอากาศ รวมทั้งทำให้เกิดการสูญเสียน้ำ และของเหลวในระบบเซลล์ไฟฟ้าเคมี .. ดังนั้น การบำรุงรักษา และซ่อมบำรุงตามช่วงระยะเวลาของแบตเตอรี่ตะกั่วกรด Lead-Acid Batteries จึงต้องทำการตรวจสอบระดับอิเล็กโทรไลท์ และการเติมน้ำทดแทนน้ำที่เสียไป ..

ทั้งนี้ เนื่องจากจุดเยือกแข็ง Freezing-Point Depression ของอิเล็กโทรไลท์ เมื่อแบตเตอรี่คายประจุ Discharge จะส่งผลให้ความเข้มข้นของกรดซัลฟูริค Sulfuric Acid : H2S04 ลดลง รวมถึงอิเล็กโทรไลท์ มีโอกาสมากที่จะแข็งตัวในช่วงฤดูหนาว จึงมีข้อจำกัดในการใช้งานในสิ่งแวดล้อมที่อุณหภูมิเย็นจัด ..

อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไป แบตเตอรี่รถยนต์ส่วนใหญ่ ยังคงใช้แบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead-Acid Batteries ในฐานะแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ซึ่งเหมาะสมเพื่อใช้ในการสตาร์ทรถยนต์ Start a Motor Vehicle ที่ใช้เครื่องยนต์สันดาปภายใน Internal Combustion Engines : ICEs .. จุดประสงค์หลัก คือ การจ่ายกระแสไฟฟ้ากระชากกำลังสูงให้กับมอเตอร์สตาร์ทไฟฟ้า Electric-Powered Starting Motor ซึ่งจะสตาร์ทเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานจากการจุดระเบิดของเชื้อเพลิงในกระบอกสูบเพื่อขับเคลื่อนยานพาหนะอย่างแท้จริง .. ทั้งนี้ เมื่อเครื่องยนต์ทำงาน แบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead-Acid Batteries จะยังคงจ่ายพลังงานให้กับระบบไฟฟ้าบนรถยนต์ โดยไดชาร์จ หรือ Alternator Charging Devices จะชาร์จแบตเตอรี่ เมื่อความต้องการเพิ่มขึ้น หรือลดลงด้วยพลังงานกลจากเพลา และล้อ ..

ทั้งนี้ สมรรถนะ และคุณสมบัติของชุดแบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead-Acid Batteries บนยานยนต์ทั่วไปบนถนนทุกวันนี้นั้น สามารถสรุปแจกแจงได้ดังนี้ :-

พลังงานจำเพาะ Specific Energy เท่ากับ 35-40 Wh/Kg

ความหนาแน่นของพลังงาน Energy Density เท่ากับ 80-90 Wh/L

กำลังไฟฟ้าจำเพาะ Specific Power อยู่ที่ 180 W/Kg

ประสิทธิภาพการชาร์จ และคายประจุ Charge/Discharge Efficiency 50-95%

อัตราสูญเสียพลังงานจากการคายประจุด้วยตัวเอง Self – Discharge Rate อยู่ที่ 3-20% ต่อเดือน

ความทนทานของรอบการชาร์จ และคายประจุ Cycle Durability น้อยกว่า 350 รอบลึก

แรงดันไฟฟ้าของเซลล์ที่กำหนด Nominal Cell Voltage อยู่ที่ 2.1 V

ช่วงอุณหภูมิใช้งานสำหรับการชาร์จ และคายประจุ ต่ำสุด -35 oC และสูงสุด อยู่ที่ 45oC

ตามมาตรฐานของ แบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead-Acid Batteries ทั่วไปในตลาด จะมีโครงสร้างคล้ายคลึงกัน .. ประมาณ 60% ของน้ำหนักของแบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead-Acid Batteries ประเภทที่ใช้งานบนยานยนต์ที่มีขนาดประมาณ 60 A·h นั้น เป็นตะกั่ว หรือชิ้นส่วนภายในที่ทำขึ้นจากตะกั่ว และพวกมัน ยังประกอบขึ้นด้วย อิเล็กโทรไลต์ Electrolyte, ตัวคั่น Separators และตัวกล่องบรรจุ The Case .. ตัวอย่างเช่น มีตะกั่ว Lead : 82Pb ประมาณ 8.7 กิโลกรัม Kg หรือ 19 ปอนด์ ในแบตเตอรี่กรดตะกั่ว ซึ่งโดยทั่วไปน้ำหนักตัวแบตเตอรี่ทั้งหมด จะอยู่ที่ประมาณ 14.5 กิโลกรัม Kg หรือ 32 ปอนด์ ..

ประเภทของแบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead-Acid Batteries และข้อได้เปรียบเสียเปรียบ Advantages & Disadvantages สำหรับการใช้งาน ..

แบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead-Acid Batteries มีหลากหลายรูปแบบ แต่ละแบบได้รับการออกแบบมาสำหรับการใช้งานเฉพาะที่แตกต่างกัน โดยมีลักษณะการชาร์จ และคายประจุที่เหมาะสมตามความต้องการการใช้งาน หมายถึง แบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead-Acid Batteries ประเภทต่าง ๆ เหล่านี้ ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการใช้งานปลายทางที่กำหนด Designated End Application ..

สิ่งสำคัญ คือ ต้องเลือกแบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead-Acid Batteries ที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานเฉพาะของผู้ใช้งาน หากไม่ทำเช่นนั้น อาจทำให้ประสิทธิภาพการทำงานลดลง และในบางกรณี อาจทำให้ชุดแบตเตอรี่เสียหายซึ่งแก้ไขได้ยาก ส่งผลให้อายุการใช้งานโดยรวมลดลงอย่างมาก ..

โดยทั่วไปแบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead-Acid Batteries จะแบ่งออกเป็น 2 ประเภทหลักใหญ่ ๆ ได้แก่ เซลล์ที่ถูกน้ำท่วม หรือเซลล์เปียก Flooded or Wet Cells และแบตเตอรี่กรดตะกั่วปิดผนึก Sealed Lead Acid Batteries : SLA สำเร็จรูปที่ไม่ต้องมีการบำรุงรักษา ..

Lead Acid Battery / The 2 Types of Auto Batteries are Flooded & AGM Batteries Use Lead-Acid Technology | Credit : Les Schwab Tire Center

สำหรับเซลล์ไฟฟ้าเคมีของแบตเตอรี่กรดตะกั่วแบบน้ำท่วม หรือเปียก Flooded Lead Acid Batteries or Wet Cells นั้น คือ แบตเตอรี่ชนิดกรดตะกั่ว Lead Acid Cells ที่พบได้บ่อยที่สุด และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมยานยนต์ Automotive Industry .. พวกมัน มอบข้อไขที่คุ้มค่าที่สุด โดยมีค่าใช้จ่ายกระแสไฟฟ้าต่อชั่วโมงต่ำที่สุด Least Cost per Amp Hour : A·h เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead-Acid Batteries ทุกประเภท ..

เซลล์เปียกสมัยใหม่ Modern Wet Cells มี 2 รูปแบบ ซึ่งรุ่นล่าสุด มีระบบการให้บริการ และบำรุงรักษาโดยไม่มีค่าใช้จ่ายใด ๆ เมื่อนำไปใช้งาน .. ก่อนหน้านี้ แบตเตอรี่กรดตะกั่วน้ำท่วม หรือเปียก Flooded Batteries ปกติต้องการการดูแลเป็นพิเศษ และการบำรุงรักษาอย่างสม่ำเสมอในรูปแบบของการเติมน้ำ การปรับประจุไฟฟ้าให้เท่ากัน และการรักษาความสะอาดของขั้วแบตเตอรี่ รวมทั้งต้องติดตั้งปรับแต่งเซลล์ที่ถูกน้ำท่วมให้ถูกต้อง และอาจเสี่ยงต่อการรั่วไหลได้อีกด้วย ..

การขนส่งแบตเตอรี่กรดตะกั่วน้ำท่วม หรือเปียก Flooded Lead Acid Batteries นำมาซึ่งความท้าทายในตัวมันเอง แบตเตอรี่กรดตะกั่วน้ำท่วม Flooded Lead Acid Batteries จัดว่าเป็น ‘สินค้าอันตราย Dangerous Good’ ซึ่งต้องใช้วิธีการขนส่งที่เฉพาะเจาะจงมาก และสามารถจัดส่งกับบริษัทขนส่งที่ได้รับการรับรองสินค้าอันตรายได้เท่านั้น จึงมีความยุ่งยากมาก จนกระทั่งแบตเตอรี่กรดตะกั่วที่เป็นเซลล์เปียกสมัยใหม่ Modern Wet Cells รุ่นล่าสุดมาถึง และมีจำหน่ายทั่วไปในตลาดแล้ว ..

แบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead-Acid Batteries ประเภทหลักอีกประเภทหนึ่ง ได้แก่ แบตเตอรี่กรดตะกั่วปิดผนึกซึ่งรู้จักกันทั่วไปในชื่อ Valve Regulated Lead Acid : VRLA หรือ Sealed Lead Acid : SLA .. แบตเตอรี่ตะกั่วกรดปิดผนึก SLA Batteries มีจำหน่ายในหลายรูปแบบ หลายขนาด .. กระบวนการผลิตหลักของพวกมัน รวมถึงจำนวนแผ่นเพลต และความหนาของแผ่นเพลต Plates & Plate Thickness กำหนดจากการใช้งานของผู้ใช้ปลายทางที่ End User Application .. แบตเตอรี่กรดตะกั่วปิดผนึก SLA Batteries มักจะไม่เสื่อมสภาพง่ายเหมือนเซลล์เปียก Wet Cells และไม่เกิดดับเบิ้ลซัลเฟต Double Sulfation ขึ้นในเซลล์ไฟฟ้าเคมี รวมทั้งถือว่าเป็นแบตเตอรี่กรดตะกั่วที่ปลอดภัยที่สุด Safest Lead Acid Batteries ในการใช้งาน ..

แบตเตอรี่กรดตะกั่วแบบปิดผนึก SLA Batteries มีอยู่ 2 เวอร์ชั่นหลัก ได้แก่ Absorbed Glass Matt : AGM และเซลล์เจล Gel Cell หรือ Gelified Electrolyte ..

แบตเตอรี่กรดตะกั่วปิดผนึกในรูปแบบ Absorbed Glass Matt : AGM นั้น เสนอราคาที่ดีที่สุดในประเภทกรดตะกั่วปิดผนึกแบบควบคุมโดย Valve Regulated .. แบตเตอรี่กรดตะกั่วแบบปิดผนึก AGM Sealed Lead Acid Batteries ใช้กระบวนการแผ่นแก้วดูดซับ Absorbed Glass Matt : AGM ซึ่งเหนือกว่าเทคโนโลยีน้ำท่วมเปียกรูปแบบดั้งเดิม Traditional Flooded Technology .. ตัวคั่นที่เป็นแผ่นแก้วไมโครไฟเบอร์ Micro-Fiber Glass Separators ที่ละเอียด และมีรูพรุนสูง จะดูดซับอิเล็กโทรไลต์ และเพิ่มประสิทธิภาพด้วยการลดความต้านทานภายใน ซึ่งจะช่วยเพิ่มความจุให้สูงขึ้น .. ความต้านทานภายในที่ต่ำกว่า ยังหมายความว่า จะสามารถชาร์จประจุแบตเตอรี่ได้เร็วกว่าแบตเตอรี่กรดตะกั่วแบบน้ำท่วม หรือแบบเปียกทั่วไป Conventional Flooded or Wet Lead Acid Batteries .. แบตเตอรี่ AGM Batteries ให้ความจุที่มากขึ้นด้วยขนาดกล่องเคสที่เล็กกว่า และสามารถติดตั้งที่ด้านข้างของอุปกรณ์ไฟฟ้า และจัดการส่งจำหน่ายออกไปได้โดยใช้กระบวนการในระบบการขนส่งมาตรฐานทั่วไปได้เป็นอย่างดี ..

Flooded Lead-Acid Battery is the Most Common in the Industry Compared to a Sealed Lead – Acid Battery | Credit : NAZ Solar Electric / Northern Arizona Wind & Sun dba NAZ Solar Electric / Positive Imports Limited / NZ Limited Company

นอกจากนี้ แบตเตอรี่ AGM Batteries ยังพบได้ในหลากหลายแอพพลิเคชั่นการใช้งาน และมักนิยมถูกใช้ใน Uninterruptible Power Supply : UPS, อุตสาหกรรมระบบสัญญาณเตือนภัย และระบบโทรคมนาคม Alarm & Telecommunications Industries, รถกอล์ฟ และรถลากจูง Golf Carts & Trundlers, ยานพาหนะเคลื่อนที่ Mobility Vehicles, ยานยนต์ประสิทธิภาพสูง High Performance Automotive สำหรับงานหนัก และอื่น ๆ อีกมากมาย .. สิ่งสำคัญ คือ ต้องแน่ใจว่า ผู้ใช้งานต้องเลือก AGM Batteries ที่เหมาะสมสำหรับการใช้งาน แม้ว่าแรงดันไฟฟ้า ความจุ ขนาด และพิกัดอาจใกล้เคียงกันมากในแต่ละช่วง แต่ AGM Batteries แต่ละก้อนนั้น มีการใช้งานเฉพาะที่ควรพิจารณาให้เหมาะสมที่สุด ..

สำหรับเวอร์ชั่นแบตเตอรี่กรดตะกั่วแบบปิดผนึก SLA Batteries ที่เป็นประเภทปิดผนึกเจล Gel Sealed Lead Acid Types นั้น ความเข้าใจผิดที่พบบ่อย คือ แบตเตอรี่กรดตะกั่วที่ปิดสนิททั้งหมดเป็นเจล ซึ่งมันมิได้เป็นเช่นนั้นเสมอไป .. Gel VRLA Batteries มีอิเล็กโทรไลต์เจล Gelified Electrolyte ซึ่งแตกต่างจากแบตเตอรี่ AGM Batteries .. กรดซัลฟิวริก Sulfuric Acid : H2SO4 จะถูกผสมกับซิลิกาฟูม Silica Fume ซึ่งทำให้มวลที่ได้มีลักษณะเป็นเจล และไม่เคลื่อนที่ สิ่งนี้สร้างผลิตภัณฑ์แบตเตอรี่กรดตะกั่วที่ไม่ต้องบำรุงรักษาอย่างสมบูรณ์ และไม่มีการรั่วไหล .. แบตเตอรี่เซลล์ปิดผนึกเจล GEL Cell Batteries ไม่จำเป็นต้องวางตั้งตรง และสามารถขนส่งโดยใช้กระบวนการขนส่งมาตรฐานทั่วไป ซึ่งแตกต่างจากแบตเตอรี่เซลล์กรดตะกั่วที่ถูกน้ำท่วม หรือเซลล์เปียก Flooded or Wet-Cell Lead Acid Batteries โดยสิ้นเชิง ..

การออกแบบที่สืบทอดมาของ Gel VRLA Batteries ช่วยลดการระเหยของอิเล็กโทรไลต์ Electrolyte การรั่วไหล และปัญหาการกัดกร่อนที่ตามมา ซึ่งพบได้บ่อยมากในแบตเตอรี่เซลล์ที่ถูกน้ำท่วม หรือเซลล์เปียก .. แบตเตอรี่ Gel VRLA Batteries มีความทนทานต่ออุณหภูมิที่สูงมาก ทนทานต่อแรงกระแทก และแรงสั่นสะเทือน พวกมันสามารถทนต่อการคายประจุมากเกินไป ซึ่งโดยทั่วไปจะสร้างความเสียหายอย่างถาวรให้กับแบตเตอรี่เปียก Flooded และแบตเตอรี่ AGM Batteries บางรุ่น จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่ต้องการกระแสไฟฟ้าคงที่ เช่น รถกอล์ฟ Golf Carts, อุปกรณ์พกพาเคลื่อนที่ Mobility, พาวเวอร์แบงค์ Power Bank และ RV Portable Power Bank Battery สำหรับระบบพลังงานหมุนเวียนแยกเดี่ยว Stand Alone Renewable Energy Systems ..

ทั้งนี้ โดยทั่วไป Gel VRLA Batteries จะมีราคาแพงกว่า AGM Batteries และ Flooded or Wet Cells มาก พวกมันมีอัตราการคายประจุด้วยตัวของมันเองต่ำมาก อยู่ที่เพียงประมาณ 1% ต่อเดือน แต่ต้องมีการชาร์จแบบเฉพาะเจาะจงด้วยเครื่องชาร์จแบตเตอรี่เฉพาะแบบของ Gel VRLA Batteries เองเท่านั้น ..

สำหรับในประเด็นข้อได้เปรียบเสียเปรียบ Advantages & Disadvantages สำหรับการใช้งาน เทียบกับระบบจัดเก็บพลังงานด้วยชุดแบตเตอรี่ในตลาดทั่วไปนั้น พบว่า ข้อดีของแบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead-Acid Batteries ประกอบไปด้วย พวกมันมีให้เลือกทุกรูปทรง และขนาด Available in All Shapes & Sizes, ไม่ต้องการการบำรุงรักษาที่ยุ่งยากใด ๆ Not Require Any Maintenance, ดีที่สุดในแง่ของความน่าเชื่อถือ และความสามารถในการทำงาน Best in Terms of Reliability & Working Capabilities, ทนต่อการชาร์จประจุทั้งช้า เร็ว และโอเวอร์ชาร์จ Withstands Slow, Fast & Overcharging, สามารถทนต่อการไม่ใช้งานในระยะยาว และให้ค่ากำลัง และพลังงานต่อหน่วย KWh ที่คุ้มค่าที่สุด, พวกมันมีวงจรชีวิตที่ยาวที่สุด Longest Life Cycle, ตะกั่วประมาณ 97% สามารถนำไปรีไซเคิล และนำกลับมาใช้ใหม่ได้ในแบตเตอรี่ใหม่ Lead can be Recycled & Reused in New Batteries, ราคาไม่แพง และง่ายต่อการผลิต รวมทั้งมีต้นทุนต่ำต่อความจุวัตต์ชั่วโมง Low Cost/Wh, มีการคายประจุเองต่ำ Low Self Discharge ซึ่งต่ำที่สุดในบรรดาแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟใหม่ได้ Rechargeable Batteries และแบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead-Acid Batteries นั้น ให้สมรรถนะที่ดี ณ อุณหภูมิต่ำ และสูง Good Performance at Low & High Temperature ..

ทั้งนี้ ในประเด็นข้อเสียเปรียบนั้น พบว่า ข้อเสียของแบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead-Acid Batteries ได้แก่ ตะกั่วมีน้ำหนักมากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุอื่น ๆ ในตารางธาตุ Lead is Heavier Compare to Alternative Elements, มีพลังงานจำเพาะต่ำ Low Specific Energy, มีอัตราส่วนน้ำหนักต่อพลังงานต่ำ Poor Weight to Energy Ratio, สามารถชาร์จประจุได้ช้า Charged Slowly เช่น การชาร์จจนเต็มจะใช้เวลา 14-16 ชั่วโมง เป็นต้น, ต้องจัดเก็บไว้ในสภาพที่มีประจุเพื่อป้องกันการซัลเฟต Be Stored in Charged Condition in Order to Prevent Sulfation, มีวงจรชีวิตที่จำกัด Limited Cycle Life นอกจากนี้ การชาร์จ และคายประจุรอบลึกซ้ำ ๆ จะทำให้อายุการใช้งานแบตเตอรี่ลดลงอีกด้วย Repeated Deep Cycling Reduces Battery Life,

แบตเตอรี่เปียกรุ่นน้ำท่วม ต้องคอยเติมน้ำ Flooded Version of Battery Requires Watering รวมถึงพวกมันไม่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม Not Environmentally Friendly และแบตเตอรี่กรดตะกั่วเปียกรุ่นน้ำท่วม Flooded or Wet Cell Type มีข้อจำกัดในระบบการขนส่ง Transportation Restrictions ..

อย่างไรก็ตาม สรุปข้อได้เปรียบเสียเปรียบ Advantages & Disadvantages สำหรับการใช้งานในภาพรวมนั้น จุดเด่นของแบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead-Acid Batteries ได้แก่ ราคาถูก Cheap, ทรงพลัง Powerful, ชาร์จประจุใหม่ได้ง่าย Easily Rechargeable, ความสามารถในการจ่ายพลังงานงานด้วยกำลังสูง High Power Output Capability .. ในขณะที่ ข้อเสียของแบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead – Acid Batteries นั้น ได้แก่ พวกมันมีน้ำหนักมาก รวมถึงชุดแบตเตอรี่ มักอาจมีขนาดใหญ่ เพราะความหนาแน่นของพลังงาน Energy Density ต่อหน่วยต่ำเกินไปในหลายสถานการณ์ .. ทั้งนี้ ราคาทั่วไปในตลาดสำหรับแบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead-Acid Battery ขนาด 12V 7A·h หนึ่งหน่วย จะมีราคาเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 25 เหรียญสหรัฐฯ ด้วยความหนาแน่นของพลังงาน Energy Density ประมาณ 7 Wh/Kg ..

คาดการณ์ตลาดแบตเตอรี่กรดตะกั่วทั่วโลก Global Lead Acid Battery Market ..

อ้างถึงข้อมูลการตรวจสอบตลาดของ Globe News Wire และการศึกษาวิเคราะห์ตลาดล่าสุดของ Vantage Market Research พบว่า ขนาดธุรกิจในตลาดแบตเตอรี่กรดตะกั่วทั่วโลก Global Lead Acid Battery Market มีมูลค่า 26.07 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ ในปี 2563 และคาดว่าจะสูงขึ้นถึง 63.44 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ ภายในปี 2571 .. ทั้งนี้ คาดหมายว่า อัตราเติบโตเฉลี่ยต่อปี Compound Annual Growth Rate : CAGR หมายถึง อัตราผลตอบแทนสำหรับตลาดแบตเตอรี่กรดตะกั่วทั่วโลก Global Lead Acid Battery Market ที่เติบโตจากยอดดุลเริ่มต้นไปถึงยังยอดดุลสิ้นสุด รวมสมมติฐานว่ากำไรจะถูกนำกลับมาลงทุนหมุนเวียนใหม่ทุกสิ้นปีของช่วงอายุการลงทุน อยู่ที่ค่า CAGR 7.3% ในช่วงระยะเวลาที่คาดการณ์ ปี 2564-2571 ..

ในขณะที่ เศรษฐกิจและสังคมโลก พึ่งพาการเติบโตในภาคยานยนต์ Automotive Sector มากขึ้น ความต้องการแบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead Acid Batteries จึงเพิ่มขึ้นอย่างมากทั่วโลก .. ตัวกำหนดบางประเด็นสำคัญที่กระตุ้นความต้องการของตลาดแบตเตอรี่กรดตะกั่วทั่วโลก Global Lead Acid Battery Market ได้แก่ การใช้งาน Scalable Link Interface : SLI Battery Applications ในภาคยานยนต์, การผลิตพลังงานหมุนเวียนที่เพิ่มขึ้น Increase in Renewable Energy Production และความต้องการสูงสำหรับอุปกรณ์สำหรับจัดเก็บพลังงาน High Demand for Devices for Energy Storage ..

บราซิล อินเดีย สหรัฐฯ และการพัฒนาภาคโทรคมนาคม Telecommunications Sector ในประเทศต่าง ๆ เช่น สหราชอาณาจักร กำลังผลักดันความต้องการระบบ Uninterruptible Power Supply : UPS สำหรับการสำรองไฟฟ้า ซึ่งนำไปสู่การใช้แบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead Acid Battery ที่มีราคาแข่งขันได้สำหรับแหล่งพลังงาน .. แม้ว่าการใช้แบตเตอรี่กรดตะกั่วจะไม่ใช่เรื่องใหม่ แต่วิธีการผลิตได้รับการปรับปรุงในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเพื่อตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้น .. เทคนิคการผลิตใหม่ ๆ ทำให้ได้แบตเตอรี่กรดตะกั่วที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น ทำให้มีประโยชน์มากยิ่งขึ้นในการใช้งานที่หลากหลาย เนื่องจากความต้องการแบตเตอรี่กรดตะกั่วเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง จึงคาดว่าจะได้เห็นการใช้วัสดุอเนกประสงค์นี้ในเชิงสร้างสรรค์มากยิ่งขึ้นอีกจากนี้ไป ..

ประเด็นที่น่าสนใจ คือ การศึกษาของ Vantage Market Research ยังระบุว่า การเติบโตของแบตเตอรี่กรดตะกั่ว Growth in the Lead Acid Batteries ส่วนใหญ่ มาจากประเทศในภูมิภาคเอเชียแปซิฟิก เช่น ญี่ปุ่น จีน อินเดีย และเกาหลีใต้ ซึ่งความต้องการปริมาณผลิตภัณฑ์ที่เป็นแบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead Acid Battery เหล่านี้คาดว่าจะเพิ่มขึ้นด้วยอัตราเติบโตต่อปี อยู่ที่ค่า CAGR 3-5% ..

จีนจะยังคงเป็นตลาดหลัก และคาดว่าจะมีสัดส่วนมากกว่า 55% ของตลาดแบตเตอรี่กรดตะกั่วในเอเชียตะวันออก East Asia’s Lead Acid Battery Market จนถึงปี 2571 .. จีน ส่งออกแบตเตอรี่กรดตะกั่วสำหรับสตาร์ทเตอร์ Starter Lead-Acid Batteries จำนวนมากกว่า 36.45 ล้านหน่วย ในปี 2563 และ 47.45 ล้านหน่วย ในปี 2564 ..

เยอรมนี กำลังกลายเป็นตลาดสำคัญสำหรับแบตเตอรี่กรดตะกั่วในยุโรป Key Market for Lead Acid Batteries in Europe ซึ่งคิดเป็นมูลค่ากว่า 2,508.9 ล้านเหรียญสหรัฐฯ ในปี 2564 โดยได้รับแรงหนุนจากการพัฒนา และการขยายตัวของอุตสาหกรรมยานยนต์ Automotive Industry ..

ภูมิภาคเอเชียแปซิฟิก มีส่วนแบ่งในอุตสาหกรรมแบตเตอรี่กรดตะกั่วในปี 2564 สูงที่สุดทั่วโลก ด้วยอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปี อยู่ที่ค่า CAGR สูงถึง 16.5% และคาดว่าจะยังคงครองตำแหน่งต่อไปในช่วงระยะเวลาที่คาดการณ์ ปี 2564-2571  .. การเติบโตดังกล่าวเป็นผลมาจากความต้องการแบตเตอรี่กรดตะกั่วในอุตสาหกรรมต่าง ๆ และอัตราการนำไปใช้งานที่สูง เนื่องจากมาตรการภาครัฐของแต่ละประเทศที่กระตุ้นอุตสาหกรรมนี้ในภูมิภาค ..

ทั้งนี้ ต้นทุน หรือค่าใช้จ่าย คือ ปัจจัยสำคัญในธุรกิจเชิงพาณิชย์ที่กำหนดความสำเร็จในสถานการณ์ปัจจุบัน .. ต้นทุนของการจัดเก็บพลังงาน กลายเป็นปัจจัยหลัก โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับภาคอุตสาหกรรม และด้วยเหตุนี้ บริษัทต่าง ๆ จึงลงทุนอย่างมากในระบบจัดเก็บพลังงานด้วยชุดแบตเตอรี่ Battery Energy Storage System : BESS .. การเติบโตนี้ เป็นผลมาจากความต้องการข้อไขการประหยัดพลังงาน Energy – Efficient Solutions และการมุ่งไปสู่การใช้แหล่งพลังงานหมุนเวียน Renewable Energy Sources ที่เพิ่มขึ้นทั่วโลก .. ความต้องการแบตเตอรี่กรดตะกั่ว Demand for Lead-Acid Batteries ในตลาดเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในช่วงหลายปีที่ผ่านมาพร้อม ๆ กับการกำเนิดปรากฏตัวของรถยนต์ไฟฟ้า และรถยนต์ไฮบริด Electric and Hybrid Vehicles ..

อย่างไรก็ตาม ขณะนี้ วิธีการผลิตแบบใหม่ ๆ ล่าสุดในตลาดแบตเตอรี่กรดตะกั่วทั่วโลก Global Lead-Acid Battery Market ทำให้สามารถผลิตแบตเตอรี่ตะกั่วกรดคุณภาพสูงในปริมาณมากได้ในราคาเพียงเล็กน้อย ส่งผลให้ความต้องการแบตเตอรี่เหล่านี้เพิ่มขึ้น โดยเฉพาะจากอุตสาหกรรมยานยนต์ และด้วยความช่วยเหลือของวิธีการผลิตใหม่เหล่านี้ คาดหมายได้ว่า แบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead Acid Batteries จะสามารถเติมเต็มศักยภาพ และกลายเป็นวัสดุหลักในอุตสาหกรรมยานยนต์หลากหลายประเภทได้ในที่สุด ..

สรุปส่งท้าย ..

แบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead-Acid Battery มักถูกมองว่าเป็นระบบจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าด้วยชุดแบตเตอรี่ที่ตกยุคไปแล้ว แต่ในความเป็นจริง หาเป็นเช่นนั้นไม่ .. แบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead-Acid Batteries ยังคงแสดงบทบาทสำคัญยิ่งไม่แพ้แบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออน Lithium Ion Batteries ในหลากหลายการใช้งานที่อาจแตกต่างกันไปสำหรับระบบจัดเก็บพลังงาน Energy Storage Systems ในยุคการเปลี่ยนผ่านพลังงาน Energy Transition เพื่อไปสู่ระบบเศรษฐกิจ และสังคมของมนุษยชาติที่มุ่งใช้แหล่งพลังงานทางเลือก พลังงานทดแทน และพลังงานหมุนเวียน Renewable Energy : RE ให้เป็นฐานการบริโภคพลังงานหลักทั้งในปัจจุบัน และอนาคตไปพร้อมด้วยเช่นกัน ..

เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่แบบชาร์จใหม่ได้ Rechargeable Battery ทั่วไปในตลาด เช่น แบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออน Lithium Ion Batteries แล้ว พบว่า แบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead-Acid Batteries มีความหนาแน่นของพลังงานค่อนข้างต่ำกว่า รวมทั้งคุณสมบัติการจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าอีกหลายตัวที่ยังคงเทียบไม่ได้กับแบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออน Lithium Ion Batteries แต่แม้จะมีสิ่งเหล่านี้ พวกมันมีความสามารถในการจ่ายกระแสไฟฟ้ากระชากด้วยกำลังที่สูงกว่า หมายความว่า เซลล์ไฟฟ้าเคมีกรดตะกั่ว Lead Acid Cells มีอัตราส่วนกำลังต่อน้ำหนัก Power-to – Weight Ratio ที่ค่อนข้างมาก ซึ่งคุณสมบัติเหล่านี้มาพร้อมกับต้นทุนต่ำกว่ามาก ทำให้พวกมันยังคงเป็นที่น่าสนใจอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานบนยานยนต์เพื่อให้กระแสไฟฟ้ากำลังสูงตามที่มอเตอร์สตาร์ท Starter Motors ต้องการได้อย่างยอดเยี่ยมจากอดีตจนถึงปัจจุบัน ..

Lead Acid Vs Lithium – Ion Battery Comparison | Credit : EnergySage

ระบบจัดเก็บพลังงานด้วยชุดแบตเตอรี่ Battery Energy Storage System : BESS กำลังเป็นที่นิยมมากขึ้นในระบบพลังงานแสงอาทิตย์ Solar Energy Systems .. ไฟฟ้าเคมีของแบตเตอรี่ ซึ่งเป็นที่นิยม และพบมากที่สุด 2 ประเภท ได้แก่ ลิเธี่ยมไอออน Lithium-Ion และกรดตะกั่ว Lead Acid .. ตามชื่อที่ระบุ แบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออน Lithium-Ion Batteries ทำด้วยโลหะลิเธี่ยม Lithium : 3Li ในขณะที่ แบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead-Acid Batteries ทำขึ้นด้วยตะกั่ว Lead : 82Pb ..

แบตเตอรี่ทั้งสองแบบ ทำงานโดยการเก็บประจุ และปล่อยคายอิเล็กตรอนผ่านกระบวนการไฟฟ้าเคมี Electrochemical Processes .. แบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออน Lithium Ion Batteries ทำงานโดยการปล่อยประจุบวก และประจุลบออกจากวัสดุลิเธี่ยมระหว่างขั้วไฟฟ้า ขณะที่แบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead Acid Batteriesทำงานโดยใช้กระบวนการที่คล้ายกัน แต่ต่างกันที่วัสดุใช้งาน ..

ในกรณีการใช้งานส่วนใหญ่นั้น เทคโนโลยีแบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออน Lithium-Ion Battery Technology จะเหนือกว่ากรดตะกั่ว Lead-Acid เนื่องจากความน่าเชื่อถือ และประสิทธิภาพ รวมถึงคุณสมบัติอื่น ๆ อย่างไรก็ตาม ในกรณีของระบบจัดเก็บพลังงานด้วยชุดแบตเตอรี่ขนาดเล็กนอกโครงข่ายระบบสายส่งที่ไม่ได้ใช้งานเป็นประจำ พบว่า แบตเตอรี่กรดตะกั่วที่มีราคาไม่แพง และถูกกว่ามาก Less Expensive Lead Acid Batteries กลายเป็นทางเลือกที่มีประสิทธิภาพเพียงพอ พวกมัน กลายเป็นทางเลือกที่ตรงกับความต้องการ และคุ้มค่าสำหรับการใช้งานมากกว่า ..

เป็นที่แน่นอนว่า ในหลายกรณี แบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead-Acid Batteries ดูเหมือนจะมีประสิทธิภาพเหนือกว่าตัวเลือกลิเธี่ยมไอออน Lithium-Ion นั้น ประเด็นหลักอยู่ที่เรื่องของราคา .. ระบบแบตเตอรี่กรดตะกั่ว อาจมีราคาถูกกว่าหลายร้อย หรือหลายพันเหรียญสหรัฐฯ เทียบกับการติดตั้งลิเธี่ยมไอออนที่มีขนาดใกล้เคียงกัน .. ปัจจุบันแบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออน Lithium-Ion Batteries มีราคาสูงลิ่ว ตั้งแต่ 5,000-15,000 เหรียญสหรัฐฯ รวมค่าติดตั้ง และช่วงราคานี้สามารถสูงขึ้น หรือต่ำลงได้อีกขึ้นอยู่กับขนาดของระบบจัดเก็บพลังงานที่ต้องการ ..

แม้ว่าโดยทั่วไปแล้ว แบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead Acid Batteries จะมีต้นทุนการซื้อ และการติดตั้งที่ต่ำกว่ามาก เมื่อเทียบกับตัวเลือกลิเธี่ยมไอออน Lithium-Ion แต่มูลค่าตลอดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออน Lithium-Ion Battery อาจมิได้ต่างกันมากนัก .. ทั้งนี้ ระบบจัดเก็บพลังงาน Energy Storage Systems ยังมีอีกหลากหลายรูปแบบ ซึ่งคุณสมบัติที่สำคัญอื่น ๆ ของแบตเตอรี่แต่ละประเภท รวมทั้งระบบจัดเก็บพลังงานที่มิได้ใช้ชุดแบตเตอรี่อีกมากมายที่สามารถตอบสนองความต้องการได้ ดังนั้น จึงต้องมีการพิจารณาเลือกใช้งานให้เหมาะสมในเชิงภูมิสังคม และทางเทคนิค ซึ่งส่งผลให้เห็นได้ว่า นอกจากแบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead-Acid Batteries ราคาถูกแล้ว ระบบแบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออน Lithium-Ion Battery Systems นั้น ทำงานได้อย่างยอดเยี่ยม และมีมูลค่าสูงขึ้นโดยรวมไปพร้อมด้วยเช่นกัน ..

ด้วยความเป็นจริงที่ปฏิเสธไม่ได้นั้น เชื่อมั่นได้ว่า ระบบจัดเก็บพลังงานด้วยชุดแบตเตอรี่ Battery Energy Storage Systems : BESS ด้วยขนาด และรูปแบบต่างๆ มีความสำคัญต่อโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานในรูปแบบกระจาย De-Centralized Power Infrastructure Models ซึ่งคาดได้ว่าจะถูกนำมาใช้มากขึ้น .. ความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วที่ประสบความสำเร็จภายในพื้นที่เทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานด้วยชุดแบตเตอรี่ Battery Storage Technology ได้เพิ่มกำลัง และขนาดความจุใช้งานที่สำคัญยิ่งให้กับอุตสาหกรรมยานยนต์ Automotive Industry, รูปแบบการผลิตกำลังไฟฟ้าหมุนเวียนในระดับยูทิลิตี้ขนาดใหญ่เชิงพาณิชย์ Renewable Power Generation Models in Commercial & Utility Scale ได้อย่างยอดเยี่ยม รวมถึงความต้องระบบพลังงานขนาดเล็ก หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพาไปพร้อมด้วย ..

ระบบจัดเก็บพลังงานด้วยชุดแบตเตอรี่ Battery Energy Storage System : BESS คือ ระบบพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ชุดแบตเตอรี่ Battery Packs เชื่อมต่อไว้ เพื่อจัดเก็บพลังงาน และส่งจ่ายพลังงานสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้า หรือระบบส่งจ่ายพลังงานไฟฟ้าบนโครงข่ายระบบสายส่งกำลังไฟฟ้าให้แก่ผู้บริโภค ซึ่งรวมถึงการทำหน้าที่เสมือน Uninterruptible Power Source : UPS ในกรณีไฟฟ้าดับฉุกเฉิน หรือเมื่อในพื้นที่ใช้ระบบผลิต และส่งจ่ายพลังงานไฟฟ้าหลักมาจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน Renewable Energy Sources ที่ผันแปรไม่สม่ำเสมอรูปแบบกระจาย เช่น พลังงานแสงอาทิตย์ Solar Energy และสถานีพลังงานลม หรือ คลื่น Wind or Tidal Power Stations เป็นต้น ..

ปกติโดยทั่วไป ระบบจัดเก็บพลังงานด้วยชุดแบตเตอรี่ Battery Energy Storage System : BESS ได้นิยามกันไว้ว่า พวกมัน คือ ระบบจัดเก็บพลังงานประเภทหนึ่งที่ใช้ชุดแบตเตอรี่ Battery Packs เพื่อจัดเก็บ และกระจายพลังงาน Store & Distribute Energy ในรูปของกำลังไฟฟ้า ..

ระบบเหล่านี้ มักใช้งานบนโครงข่ายระบบสายส่งกำลังไฟฟ้า สถานีไฟฟ้า สถานีโทรคมนาคม และในการใช้งานอื่น ๆ เช่น ในครัวเรือน ยานพาหนะไฟฟ้า การติดตั้งพลังงานลม และพลังงานแสงอาทิตย์ Wind & Solar Power Installations บนอาคาร รวมทั้งบ้านอัจฉริยะ Smart Homes ..

ในระดับพื้นฐานที่สุดของระบบ BESS นั้น จะประกอบขึ้นด้วยแบตเตอรี่อย่างน้อยหนึ่งหน่วย หรือมากกว่าที่จัดเก็บพลังงานไฟฟ้าไว้ใช้ในภายหลัง .. พลังงานไฟฟ้าที่จัดเก็บไว้นี้ สามารถดึงมาใช้เมื่อจำเป็น เพื่อตอบสนองความต้องการพลังงานที่หลากหลายในการใช้งานที่แตกต่างกันได้ ..

Battery Energy Storage System : BESS ยังสามารถมอบข้อได้เปรียบเหนือระบบจัดเก็บพลังงานอื่น ๆ รวมถึงประสิทธิภาพ และความยืดหยุ่นที่มากขึ้น เวลาตอบสนองที่เร็วขึ้น รวมทั้งสามารถส่งจ่ายพลังงานให้กับเครื่องมือ หรืออุปกรณ์ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ต่าง ๆ ด้วยต้นทุนโดยรวมที่ลดลงเรื่อย ๆ ..

สำหรับประเทศไทยนั้น หัวใจสำคัญจริง ๆ ในการพัฒนาพลังงานทางเลือก พลังงานทดแทน พลังงานหมุนเวียน Renewable Energy: RE ในประเทศเพื่อให้เชื้อเพลิงฟอสซิล Fossil Fuels ตกยุคไปได้อย่างเฉียบขาดนั้น กลับขึ้นอยู่กับ การพัฒนาของไทยเกี่ยวกับการผลิตแบตเตอรี่ Batteries และ Energy Storage System รวมทั้งระบบการจัดเก็บพลังงานขนาดเล็กจิ๋ว ขนาดเล็ก ขนาดกลาง และขนาดใหญ่ไปพร้อมด้วย .. ทั้งนี้ ประเด็นที่ท้าทายที่สุด และถือเป็นปัจจัยความสำเร็จสุดยอด ที่จะก้าวข้ามอุปสรรคในเรื่องการพัฒนาพลังงานที่ยั่งยืนของไทย ได้แก่ การผลิต Lead-Acid Batteries, Lithium Ion Batteries, Sodium Ion Batteries และ Graphene รวมทั้ง Solid State Batteries รูปแบบต่างๆ ด้วยเทคโนโลยีล่าสุดนั้น จะต้องให้เกิดขึ้นในประเทศไทย ซึ่งมิใช่เพียงแนวคิดการประกอบ หรือการผลิตทำตลาดเพียงรถยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles : EVs ที่ประเทศไทยมีขีดความสามารถที่จะดำเนินการได้อยู่ก่อนแล้วเท่านั้น ..

ความต้องการแบตเตอรี่กรดตะกั่วรุ่นล่าสุด Latest Version Lead-Acid Batteries, แบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออน Lithium Ion Batteries, แบตเตอรี่โซเดียมไอออน Sodium Ion Batteries และ Solid State Batteries รุ่นใหม่ๆ โดยเฉพาะในตลาดยานยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles: EVs Market เพียงอย่างเดียว คาดการณ์ไว้ว่า ใน 15 ปีข้างหน้า ปริมาณความต้องการชุดแบตเตอรี่บนยานยนต์ในท้องถนนทั่วโลกจะขยายตัวถึง 100 เท่า ในขณะที่ราคาจะลดลงประมาณ 3 เท่า .. นี่ยังไม่รวมมูลค่าการตลาดจากระบบจัดเก็บพลังงานขนาดเล็ก ขนาดกลาง และขนาดใหญ่อื่น ๆ ด้วยชุดแบตเตอรี่ในรูปแบบ Battery Energy Storage System : BEES ที่ติดตั้งตามบ้านเรือน ในครัวเรือน ที่อยู่อาศัย ชุมชน สถานที่ทำงาน โรงงานอุตสาหกรรม และโครงข่ายระบบสายส่ง ซึ่งรวมถึง Microgrids และ Smart Grids ด้วยซ้ำ .. การเพิ่มขีดความสามารถการแข่งขันของชาติด้วยการสร้าง และผลิตระบบจัดเก็บพลังงานด้วยชุดแบตเตอรี่ Battery Energy Storage Systems : BEES ในรูปแบบต่าง ๆ และขนาดต่าง ๆ ให้เกิดขึ้นในประเทศ จึงเป็นหนึ่งในกุญแจสำคัญสำหรับเพิ่มความแข็งแกร่งทางเศรษฐกิจของไทยในเวทีตลาดโลกได้อย่างแน่นอนไม่มีข้อสงสัย ..

………………………………..

คอลัมน์ : Energy Key

By โลกสีฟ้า ..

สนับสนุนคอลัมน์ โดย E@ บริษัท พลังงานบริสุทธิ์ จำกัด (มหาชน)

ขอบคุณเอกสารอ้างอิง :-

Lead – Acid Batteries | Wikipedia :-

https://en.wikipedia.org/wiki/Lead%E2%80%93acid_battery

Lead Acid Batteries | PVEducation :-

https://www.pveducation.org/pvcdrom/batteries/lead-acid-batteries

What You Need to Know About Lead – Acid Batteries | BoatTest :-

https://boattest.com/article/what-you-need-know-about-lead-acid-batteries

Lead Acid Battery Types | Mrpositive :-

https://www.mrpositive.co.nz/buying/knowledge-base/lead-acid-battery-types/

Lead Acid Vs Lithium – Ion Battery Comparison | Energy Sage :-

Lead Acid Battery Advantages and Disadvantages | RF Wireless – World :-

https://www.rfwireless-world.com/Terminology/Advantages-and-Disadvantages-of-Lead-Acid-Battery.html

Lead – Acid Battery Working Advantages & Disadvantages | Electricalmag :-

Lead Acid Battery : Lots of Amps for a Short Period of Time :-

https://photos.app.goo.gl/3BscT64evnXbP5rx8

- Advertisment -spot_img
- Advertisment -spot_imgspot_img

Featured

- Advertisment -spot_img
Advertismentspot_imgspot_img
spot_imgspot_img