الطاقة الشمسية هي واحدة من أكثر الطاقات المتجددة طلبًا في العالم. ومع ذلك ، لا يزال لديها نفس المشكلة مثل بقية الطاقات المتجددة: تخزينها. في هذه الحالة ، سوف نتحدث عن بطاريات الليثيوم الشمسية لتكون قادرًا على تخزين الطاقة المتولدة من الألواح الكهروضوئية. تحتوي هذه البطاريات على بعض الميزات الشيقة التي تجعل المهمة أسهل بكثير.
لهذا السبب ، سنخصص هذه المقالة لإخبارك بكل ما تحتاج لمعرفته حول بطاريات الليثيوم الشمسية ، وكيف تعمل وما هي مزاياها.
ما هي بطاريات الليثيوم الشمسية
الخلايا الشمسية هي عناصر تسمح بتخزين الطاقة الكهربائية المتولدة من خلال استخدام الألواح الشمسية. هذا النوع من تهدف البطاريات الكهروضوئية ذاتية الاستهلاك إلى استخدام الطاقة في أي وقت ، خاصة عندما لا يكون التركيب الكهروضوئي قيد التشغيل.
هناك العديد من أنواع البطاريات للتركيبات الشمسية ، ولكل منها خصائص وتقنيات مختلفة ، لذلك من الضروري فهم الحجم والسعة والطاقة المطلوبة لتركيب الألواح الشمسية للعمل بشكل صحيح والاستفادة القصوى من الطاقة. حسنًا ، باستخدام هذه يمكنك تحميل المضخة الهيدروليكية لسيارتك أو منزلك.
أنواع البطاريات المستخدمة في الطاقة الشمسية
- أحادي الخلية: إنها مثالية للتركيبات الكهروضوئية الصغيرة المعزولة بدون محركات. إنها بطاريات حمض الرصاص رخيصة وبسيطة.
- بطاريات الدورة العميقة: أكبر وأثقل ، مع نفس دورة الخلية المفردة ، فهي مثالية لوحدات الاستهلاك المتوسط والعمر الطويل.
- خلايا AGM: تتميز بخصوصية تثبيت صمام تنظيم الإلكتروليت والغاز ، فهي خلايا محكمة الإغلاق ولا تتطلب أي نوع من الصيانة ، فهي مقاومة جدًا للاهتزازات ومصممة للتركيبات الكهروضوئية الصغيرة.
- البطاريات الثابتة: تتميز بعمر خدمة طويل وهي مصممة لمحركات طويلة العمر.
- بطاريات الليثيوم: لا ينبعث منها غاز ، فهي خفيفة للغاية ، ولا تتأثر عند تفريغها بالكامل ولا تشغل مساحة صغيرة جدًا.
الليثيوم معدن قلوي ، قابل للاشتعال ، لين ، مرن ، فضي وخفيف ، ويتميز بالتآكل السريع للغاية عند ملامسته للهواء. يوجد الليثيوم في القشرة الأرضية بمعدل 65 جزءًا في المليون ولا يمكن غمره في الماء. بطاريات الليثيوم الشمسية هذه ذات شحن سريع وعمر أطول وكثافة طاقة أعلى.
تُعرف أيضًا باسم بطاريات الليثيوم أيون أو بطاريات "الليثيوم أيون" ، وهي تستخدم ملح الليثيوم كمحلول إلكتروليت ، والذي يتمكن من إطلاق الإلكترونات ومن خلال تفاعل كيميائي ، إنها قادرة على تخزين وإطلاق الطاقة الكهربائية. تعد بطاريات الليثيوم بديلاً ممتازًا للمنشآت الكهروضوئية ذات متطلبات الطاقة العالية التي تتطلب قدرًا كبيرًا من الاستقلالية على مدار اليوم وإشعاعًا شمسيًا أقل. يمكن أن يكون هذا النوع من بطاريات الألواح الشمسية معياريًا ويمكن ربطه ببعضه وفقًا للاحتياجات والتغيرات في عادات الاستهلاك المنزلي.
أنواع بطاريات الليثيوم الشمسية
بطاريات الليثيوم هي البطاريات الأطول عمراً ، مع معدل تفريغ ذاتي منخفض وعمق تفريغ جيد وعدم وجود تأثير للذاكرة ، حيث يمكنها تخزين نصف الشحن دون إتلاف بطارية الليثيوم. لديهم 3 أضعاف سعة الطاقة للبطاريات التقليدية وتدعم معدلات تيار أعلى.
بالإضافة إلى ذلك ، فهي ذات جودة استثنائية في الفولتية العالية ، منذ ذلك الحين تعمل بعض الطرز في نطاق متغير من حوالي 300 فولت إلى 450 فولت، إدارة للحد من التيارات المتداولة لتجنب ارتفاع درجة الحرارة أو خسائر الأسلاك ، من بين عيوب أخرى.
تقنيات BMS (أنظمة إدارة البطارية) هي عناصر أمان يجب أن تكون لبطاريات الليثيوم لتجنب الحوادث أثناء الاستخدام ، لذلك يوصى بها بشدة لأنظمة الطاقة الشمسية.من المهم تسليط الضوء على 3 مكونات أساسية في تركيبات بطاريات الليثيوم.
يوجد حاليًا ثلاثة أنواع من البطاريات:
- بطاريات الليثيوم / أكسيد الكوبالت: تتمثل إحدى مزاياها الرئيسية في كثافة الطاقة العالية والمتانة الممتازة.
- بطارية ليثيوم / أكسيد المغنيسيوم: يتمتع بمستوى عالٍ من الأمان ، لكن لا ينصح بشدة باستخدامه في درجات حرارة عالية.
- بطارية الحديد / فوسفات الليثيوم: بالإضافة إلى أكثر من 2000 دورة ، فهي تتمتع بأفضل أداء أمان وهي بطارية ليثيوم فوسفات الحديد ذات عمر خدمة طويل.
- بطاريات ليثيوم أسطوانية / أنبوبية: هي بطاريات ليثيوم أيون وتعرف ببطاريات ليثيوم بوليمر.
- بطاريات الليثيوم بوليمر الليثيوم المسطحة: وهي أيضا بطاريات ليثيوم بوليمر.
- بطاريات الليثيوم بالعاكس: إنها أحدث تقدم تقني ، فهي بطاريات ليثيوم مزودة بعاكس داخلي يمكن أن يعمل بالتوازي مع البطارية ، مما يتيح لها العمل كبطارية وعاكس للطاقة في المساحات الصغيرة.
ميزة
مقارنة ببطاريات حمض الرصاص التقليدية ، تتمتع بطاريات الليثيوم أيون بالمزايا التالية:
- كثافة طاقة عالية: يخزن المزيد من الطاقة مع وزن أقل. يمكن أن توفر بطاريات الليثيوم أيون ما يصل إلى 70٪ من المساحة و 70٪ من الوزن مقارنة بحمض الرصاص. كل هذه مفيدة جدًا ، خاصة لتخزين البطاريات والنقل.
- تتطلب بطاريات الليثيوم أيون القليل من الصيانة (بالكاد) وأكثر مقاومة للتصريفات غير المنتظمة.
- لا تنبعث منها غازات سامة وملوثة.
- تيار الشحن العالي.
- يستغرقون وقتًا أقل للتحميل
- تيار تفريغ عالي. يمكن تفريغها بسرعة دون خسائر في الأرواح.
- بطارية طويلة الأمد. ست مرات أعلى من التقليدية.
- يدوم حوالي 15 عامًا.
- كفاءة عالية بين التحميل والتفريغ. القليل جدًا من فقدان الطاقة بسبب توليد الحرارة.
- قوة مستمرة أعلى متاحة.
- ليس لديهم تقريبا أي تفريغ ذاتي.
- يجب عدم إطالة بطارية الرصاص الحمضية أبدًا بعد بدء التثبيتحيث سيتم تقصير عمر البطارية الجديدة إلى نفس مستوى عمر البطارية القديمة.
- يمكن إطالة بطاريات الليثيوم في أي وقت ، والبطاريات الطويلة الجديدة ليست مشكلة.
- يمكن توصيل بطاريات الليثيوم بالتوازي لزيادة السعة. يرجى ملاحظة أنه لا ينبغي توصيل باقي البطاريات بالتوازي لأن هذا سيقصر من عمرها الافتراضي بشكل كبير.
- تفقد بطارية الرصاص الحمضية دورة حياتها (المدة) في حالة تفريغها أقل من 50٪ من حالة الشحن (عمق التفريغ = DOD) أو التفريغ بسرعة كبيرة.
- بطاريات الليثيوم أيون، من ناحية أخرى ، يمكن تفريغها إلى حوالي 80٪ DOD وأسرع من بطاريات الرصاص الحمضية دون أن تفقد عمرها. قد يكون لدى الأشخاص الجدد 100٪ وزارة الدفاع.
عيوب بطاريات الليثيوم
- أعلى سعر لها
- يحتاجون إلى وحدة تحكم أو مدير لتنظيم التحميل والتفريغ. يشتمل هذا المنظم عادةً على عاكس ومنظم.
- غالبًا ما يطلق عليهم "المستثمرون المختلطون".
- مشاكل إعادة التدوير.
- الاعتماد على الليثيوم في بعض البلدان.
آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد عن بطاريات الليثيوم الشمسية وخصائصها.