אנרגיה סולארית היא אחת האנרגיות המתחדשות המבוקשות ביותר בעולם. עם זאת, עדיין יש לה את אותה בעיה כמו שאר האנרגיות המתחדשות: האחסון שלה. במקרה זה, אנחנו הולכים לדבר על סוללות ליתיום סולאריות כדי להיות מסוגל לאגור את האנרגיה שנוצרת מהפנלים הפוטו-וולטאיים. לסוללות הללו יש כמה תכונות מעניינות מאוד שהופכות את העבודה לקלה הרבה יותר.
מסיבה זו, אנו הולכים להקדיש מאמר זה לספר לכם את כל מה שאתם צריכים לדעת על סוללות ליתיום סולאריות, כיצד הן פועלות ומה היתרונות שלהן.
מהן סוללות ליתיום סולאריות
תאים סולאריים הם אלמנטים המאפשרים אגירה של אנרגיה חשמלית הנוצרת באמצעות שימוש בפאנלים סולאריים. הסוג הזה של סוללות פוטו-וולטאיות לצריכה עצמית נועדו להשתמש באנרגיה בכל עת, במיוחד כאשר המתקן הפוטו-וולטאי אינו פועל.
ישנם סוגים רבים של מצברים להתקנות סולאריות, כל אחד עם מאפיינים וטכנולוגיות שונות, ולכן יש צורך להבין את הגודל, הקיבולת וההספק הנדרשים כדי שהתקנת פאנל סולארי תפעל בצורה תקינה ותפיק את המרב מהאנרגיה. ובכן, עם אלה אתה יכול להעמיס את המשאבה ההידראולית של המכונית או הבית שלך.
סוגי סוללות המשמשות באנרגיה סולארית
- מונוסל: הם אידיאליים עבור מתקנים פוטו-וולטאיים קטנים מבודדים ללא מנועים. הן סוללות עופרת זולות ופשוטות.
- סוללות מחזור עמוק: גדולים וכבדים יותר, עם מחזור זהה לתא בודד, הם אידיאליים לצריכה בינונית ויחידות חיים ארוכים.
- תאי AGM: יש להם את הייחודיות של קיבוע שסתום ויסות האלקטרוליט והגז, הם תאים אטומים הרמטית ואינם דורשים כל סוג של תחזוקה, הם עמידים מאוד בפני רעידות ומיועדים למתקנים פוטו-וולטאיים קטנים.
- סוללות קבועות: יש להם חיי שירות ארוכים והם מיועדים לכוננים ארוכים.
- סוללות ליתיום: הם אינם פולטים גז, הם קלים מאוד, הם אינם מושפעים כאשר הם פורקים לחלוטין והם תופסים מעט מאוד מקום.
ליתיום היא מתכת בסיסית, דליקה, רכה, ניתנת לגימור, כסופה וקלילה, והיא מאופיינת בקורוזיה מהירה מאוד במגע עם אוויר. ליתיום קיים בקרום כדור הארץ בכמות של 65 חלקים למיליון ואי אפשר לטבול אותו במים. סוללות ליתיום סולאריות אלו הן אלו עם טעינה מהירה, חיים ארוכים יותר וצפיפות אנרגיה גבוהה יותר.
המכונה גם סוללות ליתיום-יון או "ליתיום-יון", הן משתמשות במלח ליתיום בתור אלקטרוליט, שמצליח לשחרר אלקטרונים ובאמצעות תגובה כימית, הם מסוגלים לאגור ולשחרר אנרגיה חשמלית. סוללות ליתיום מהוות חלופה מצוינת למתקנים פוטו-וולטאיים עם דרישות אנרגיה גבוהות הדורשות אוטונומיה רבה לאורך היום ופחות קרינת שמש. סוללה מסוג זה של פאנל סולארי יכולה להיות מודולרית וניתנת לחיבור זה בהתאם לצרכים ולשינויים בהרגלי הצריכה הביתיים.
סוגי סוללות ליתיום סולאריות
סוללות ליתיום הן המצברים העמידים ביותר, עם קצב פריקה עצמי נמוך, עומק פריקה טוב וללא אפקט זיכרון, שכן הם יכולים לאחסן מחצית מהטעינה מבלי לפגוע בסוללת הליתיום. יש להם פי 3 קיבולת האנרגיה של סוללות קונבנציונליות ותומכים בקצבי זרם גבוהים יותר.
בנוסף, הם באיכות יוצאת דופן במתח גבוה, שכן דגמים מסוימים פועלים בטווח משתנה של כ-300 וולט עד 450 וולט, מצליח להפחית את הזרמים במחזור כדי למנוע התחממות יתר או הפסדי חיווט, בין יתר החסרונות.
טכנולוגיות BMS (מערכות ניהול סוללות) הן מרכיבי בטיחות שסוללות ליתיום חייבות להיות בהן כדי למנוע תאונות במהלך השימוש, ולכן הן מומלצות מאוד למערכות סולאריות. חשוב להדגיש 3 מרכיבים חיוניים בהתקנות סוללות ליתיום.
כיום ישנם שלושה סוגים של סוללות:
- סוללות ליתיום/קובלט אוקסיד: אחד היתרונות העיקריים שלו הוא צפיפות האנרגיה הגבוהה והעמידות המצוינת.
- סוללת ליתיום/מגנזיום אוקסיד: יש לו רמה גבוהה של בטיחות, אבל זה מאוד לא מומלץ לשימוש בטמפרטורות גבוהות.
- סוללת ברזל/ליתיום פוספט: בנוסף ליותר מ-2000 מחזורים, יש לה את ביצועי הבטיחות הטובים ביותר והיא סוללת ליתיום ברזל פוספט עם חיי שירות ארוכים.
- סוללות ליתיום גליליות/צינוריות: הם ליתיום יון ומוכרים כסוללות ליתיום פולימר.
- סוללות ליתיום פולימר שטוחות: הן גם סוללות ליתיום פולימר.
- סוללות ליתיום עם מהפך: הן הקידמה הטכנולוגית העדכנית ביותר, הן סוללות ליתיום עם מהפך פנימי שיכול לעבוד במקביל לסוללה, מה שמאפשר להן לתפקד כסוללה וממיר מתח בחללים קטנים.
יתרון
בהשוואה לסוללות עופרת מסורתיות, לסוללות ליתיום-יון יש את היתרונות הבאים:
- צפיפות אנרגיה גבוהה: אוגר יותר אנרגיה עם פחות משקל. סוללות ליתיום-יון יכולות לחסוך עד 70% מקום ו-70% משקל בהשוואה לחומצת עופרת. כל אלה שימושיים מאוד, במיוחד עבור אחסון והובלה של סוללות.
- סוללות ליתיום-יון דורשות תחזוקה מועטה (בקושי) ועמידים יותר בפני הפרשות לא סדירות.
- הם אינם פולטים גזים רעילים ומזהמים.
- זרם טעינה גבוה.
- לוקח להם פחות זמן לטעון
- זרם פריקה גבוה. ניתן לפרוק אותם במהירות ללא אובדן חיים.
- סוללה לטווח ארוך. גבוה פי שישה מהמסורתיים.
- נמשך כ-15 שנים.
- יעילות גבוהה בין טעינה לפריקה. אובדן אנרגיה קטן מאוד עקב יצירת חום.
- זמין כוח רציף גבוה יותר.
- אין להם כמעט פריקה עצמית.
- לעולם אין להאריך את סוללת העופרת לאחר תחילת ההתקנה, שכן חיי הסוללה החדשה יתקצרו לאותה רמה כמו חיי הסוללה הישנה.
- ניתן להאריך סוללות ליתיום בכל עת, והסוללות המוארכות החדשות אינן בעיה.
- ניתן לחבר סוללות ליתיום במקביל להגדלת הקיבולת. שימו לב שאסור לחבר את שאר הסוללות במקביל מכיוון שהדבר יקצר באופן דרסטי את תוחלת החיים שלהן.
- סוללת עופרת מאבדת את חיי המחזור שלה (משך זמן) אם הוא פורק מתחת ל-50% ממצב הטעינה שלו (עומק הפריקה = DOD) או מתפרק מהר מאוד.
- בטריות ליתיום, לעומת זאת, ניתן לפרוק עד כ-80% DOD ומהיר יותר מסוללות עופרת מבלי לאבד את תוחלת החיים שלהן. לחדשים יכול להיות אפילו 100% DOD.
חסרונות של סוללות ליתיום
- המחיר הגבוה ביותר שלו
- הם צריכים בקר או מנהל כדי לווסת את הטעינה והפריקה. וסת זה כולל בדרך כלל מהפך ווסת.
- הם נקראים לעתים קרובות "משקיעים היברידיים".
- בעיות מיחזור.
- תלות בליתיום במדינות מסוימות.
אני מקווה שבעזרת המידע הזה תוכלו ללמוד עוד על סוללות ליתיום סולאריות והמאפיינים שלהן.