المحتويات
استخدام بطاريات الليثيوم في الطاقة الشمسية
تعتمد العديد من الدول على الطاقة المتجددة والتي تعتبر الطاقة الشمسية أحدها بنسبة قد تصل إلى 100%. في المقابل، فإن بعض الدول الكبيرة تجد صعوبة في الوصول إلى ما نسبته 20% من توليد الطاقة من مصادر الطاقة المتجددة. هناك العديد من الأسباب المختلفة التي تعتمد على بعض الظروف المختلفة بين هذه الدول. تعتبر الطاقة الشمسية وطاقة الرياح الشكلان الرئيسيان للطاقة المتجددة. مصادر الطاقة المتجددة غالباً مصدر طاقة متقطع، مما يعني أنه من الصعب الاعتماد عليها كلياً في إدارة بلاد بأكملها. حيث لا تشرق الشمس دائماً ولا تهب الرياح دائماً. ومع ذلك، فإن تقنيات تخزين الطاقة مثل بطاريات الليثيوم أيون الشمسية، تجعل من الممكن تزويد المنازل بالطاقة الشمسية على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع. سنتحدّث في هذه المقالة عن تركيب بطاريات الليثيوم للطاقة الشمسية وإيجابياتها وعيوبها.
إقرأ أيضاً : بطاريات الطاقة الشمسية وكيفية اختيارها
ما هي بطارية ليثيوم أيون الشمسية؟
تعد بطاريات الليثيوم الشمسية أحد حلول تخزين الطاقة الشمسية أثناء فترات النهار وشروق الشمس. يمكن إقران هذه البطاريات بنظام الطاقة الشمسية لتخزين الطاقة الشمسية الزائدة عن الاستهلاك الناتج عن توليد الطاقة الكهربائية من خلال الألواح الشمسية. تستخدم بطاريات الليثيوم هذه بشكلٍ شائع في الأجهزة الإلكترونية القابلة لإعادة الشحن. مثل الهواتف المحمولة والمركبات الكهربائية.
في العام 2015 أعلنت شركة Tesla المصنعة للسيارات الكهربائية الشهيرة عن بطاريتها الشمسية الجديدة من نوع “ليثيوم أيون Powerwall 1”. والمستوحاة من التكنولوجيا المستخدمة في سياراتها الكهربائية.
أشعل إطلاق Powerwall 1 سيلاً من المناقشات والأبحاث حول تخزين الطاقة وتطوير بطاريات شمسية فعالة من حيث التكلفة. كما أنها دفعت شركة Tesla لتكون واحدة من أفضل الشركات المصنعة للبطاريات في الولايات المتحدة، ومهدت Powerwall الطريق لمستقبل بطاريات الليثيوم أيون الشمسية. قبل تطوير Tesla Powerwall، كانت معظم أنظمة تخزين الطاقة الشمسية تتكوّن من بطاريات حمض الرصاص. ومع ذلك هناك الآن العديد من بطاريات الليثيوم أيون الشمسية في السوق التجاري، لذلك يمكن لكل صاحب منزل أن يجد الخيار المناسب له بهذا الخصوص.
إقرأ أيضاً : أفضل ألواح الطاقة الشمسية في العالم
هل بطاريات الليثيوم أيون الشمسية هي أفضل بطارية لأنظمة الألواح الشمسية؟
يعتبر السبب وراء إدخال بطاريات الليثيوم أيون الشمسية في نظام توليد الطاقة من الألواح الشمسية، هو أن هذه التكنولوجيا تقدمً فوائد عديدة على بطاريات الرصاص الحمضية. مع ذلك، هناك بعض الحالات التي قد تكون فيها بطارية الرصاص الحمضية خياراً أفضل لاستخدامه في نظام الطاقة الشمسية. للاجابة على هذا التساؤل بشكلٍ أدق، لابد أولاً من الحديث عن مزايا وعيوب بطاريات الليثيوم أيون الشمسية.
مميزات بطاريات الليثيوم أيون الشمسية
عمق التفريغ العالي DoD
DoD للبطارية هي اختصار لعبارة Depth of Discharge هو مقدار الطاقة المخزنة في البطارية التي تقوم باستخدامها، مقارنةً بالسعة الإجمالية للبطارية. تأتي معظم البطاريات مع نظام حماية موصى به، من أجل الحفاظ على صحة البطارية.
تعتبر بطاريات الليثيوم أيون الشمسية هي بطاريات ذات دورة شحن عميقة، لذلك لديها DoDs تصل إلى حوالي 95%. تحتوي العديد من بطاريات الرصاص الحمضية على DoD بنسبة 50% فقط. يعني هذا، أنه بإمكانك استخدام المزيد من الطاقة المخزنة في بطارية ليثيوم أيون دون الحاجة إلى شحنها كثيراً.
طول العمر الافتراضي
نظراً لأن بطاريات الليثيوم أيون تحتوي على DoD عالي، ولا تحاج إلى الشحن وإعادة الشحن كثيراً، فهي بالتالي تتمتع بعمرٍ طويل. تتمتّع معظم بطاريات الليثيوم أيون الشمسية بعمر أدنى مضمون يبلغ حوالي 10 سنوات، أو دورة حياة تبلغ 10000 دورة أيُهما يأتي أولاً. من ناحية أخرى، فإن بطاريات الرصاص الحمضية لها عمر مضمون يبلغ حوالي 5 سنوات.
كثافة طاقة أعلى
كثافة الطاقة للبطارية، هي عبارة عن مقدار الطاقة التي يمكن أن تحتفظ بها البطارية بالنسبة للحجمم المادي للبطارية. يمكن لبطاريات الليثوم أيون أن تقوم بتخزين المزيد من الطاقة، دون أن تشغيل مساحة أكبر مثل بطاريات الرصاص الحمضية، وهو أمرٌ بالغ الأهمية للمنازل ذات المساحات المحدودة.
كفاءة عالية
تتمتّع بطاريات الليثوم أيون بتصنيف كفاءة شحناً وتفريغاً أعلى من الأنواع الأخرى من البطاريات الشمسية التي تعتمد تكنولوجيا مختلفة. تشير الكفاءة إلى مقدار الطاقة القابلة للاستخدام، والتي تحصل عليها من بطاريتك، مقارنةً بكمية الطاقة التي تقوم باستهلاكها لتخزين هذه الطاقة. تتراوح كفاءة بطارية الليثيوم أيون بين 90-95%.
صيانة أقل
أحد المزايا التي لا يمكنك تحديد سعر لها، هي الصيانة الدورية للبطاريات. لا تتطلّب بطاريات الليثيوم أيون الشمسية صيانة مثل بطاريات الرصاص الحمضية المغمورة.
سلبيات بطاريات الليثيوم أيون الشمسية
تشمل عيوب بطاريات الليثيوم أيون الشمسية ما يلي:
التكلفة العالية
تميل بطاريات ليثيوم أيون إلى أن تكون أغلى خيارات تخزين الطاقة، وبشكلٍ خاص عند مقارنتها ببطاريات الرصاص الحمضية. الخبر السار هو أن أنظمة البطاريات الشمسية ليثيوم أيون، ينتظرها العديد من الحوافز في الكثير من البلدان، والتي تجعل من سعرها معقولاً إلى حدٍ ما.
الإنحراف الحراري
تتعرّض بطاريات الليثيوم أيون لخطر أكبر للانحراف الحراري، مما يعني أنها من الممكن أن تتعرض لخطر الاشتعال. ومع ذلك، فإن هذا الخطريعتبر ضئيلاً للغاية في حال كانت بطارية ليثيوم أيون الشمسية مثبتة بشكلٍ صحيح.
إقرأ أيضاً : توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية للمنازل
