حمض الرصاص مقابل الليثيوم: ما هي أفضل البطاريات لأنظمة الطاقة الشمسية؟ 

كلما زاد استخدامنا لـ طاقة متجددة، من المهم التأكد من أن إمدادات الكهرباء تلبي الطلب. هذا مهم بشكل خاص عندما يتعلق الأمر بتوليد الطاقة من خلال أمثال شمسي. بعد كل شيء ، تولد الطاقة الشمسية الكهرباء عندما تكون هناك شمس ، لكن طلبنا على الكهرباء يكون أقوى في الصباح الباكر وفي المساء ، عندما يكون هناك القليل من أشعة الشمس أو تنعدم.

لضمان مطابقة توليد الطاقة مع الاستهلاك ، سواء من حيث الطاقة أو الوقت من اليوم ، مع تثبيت البطارية المناسبة جنبًا إلى جنب نظام الطاقة الشمسية ضروري. سيقدم هذا الدليل ملخصًا للنوعين الرئيسيين من بطاريات الطاقة الشمسية بحيث يمكن للمرء التأكد من اتخاذ قرار الشراء الصحيح!

جدول المحتويات
ما هي البطارية؟ لماذا هو ضروري لأنظمة الطاقة الشمسية؟
ما هي بطارية الرصاص الحمضية؟
ما هي بطارية الليثيوم؟
حمض الرصاص مقابل بطاريات الليثيوم: الاختلافات الرئيسية في الطاقة الشمسية
ما هي البطارية التي يجب أن تشتريها لنظامك الشمسي؟
وفي الختام

ما هي البطارية؟ لماذا هو ضروري لأنظمة الطاقة الشمسية؟

A بطارية هو جهاز يمكنه تخزين الطاقة وتفريغها عند الحاجة. هذا يجعله مكونًا أساسيًا لأنظمة الطاقة تلك التي تنتج الطاقة فقط في أوقات معينة ، أو في ظل ظروف معينة - مثل الطاقة الشمسية أو الرياح.

هناك أنواع مختلفة من البطاريات ، لكل منها وظائف ومتطلبات مختلفة. النوعان الرئيسيان من البطاريات المستخدمة في أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية هما بطاريات الرصاص الحمضية وبطاريات الليثيوم.

ما هي بطارية الرصاص الحمضية؟

تعد بطاريات الرصاص الحمضية واحدة من أقدم أنظمة البطاريات المتاحة ، مع أكثر من 150 سنوات من التاريخ و تطور. من المنطقي ، بالتالي ، وجود بطاريات أحدث وأكثر كفاءة في السوق. ومع ذلك ، فإن موثوقية بطاريات الرصاص الحمضية وسعرها جعلتها في طليعة التطورات المتجددة.

هناك نوعان رئيسيان من بطاريات الرصاص الحمضية: بطارية الرصاص الحمضية المغمورة (FLA) وبطارية الرصاص الحمضية المختومة (SLA).

ما هي بطاريات FLA؟

بطاريات FLA تتميز بوجود ألواح مغمورة بالماء. هذا يحميهم ولكن يعني أنه يجب فحصهم بانتظام ، مع ضرورة إعادة تعبئة البطاريات كل شهر إلى ثلاثة أشهر. على الرغم من هذا الإزعاج ، فإن بطاريات FLA هي الخيار الأرخص. كما أنها أخف قليلاً من بطاريات SLA ولها دورة حياة أطول.

ما هي بطاريات جيش تحرير السودان؟

بطاريات جيش تحرير السودان محكمة الغلق ومقاومة للانسكاب ، مما يعني عدم الحاجة إلى الصيانة. هناك نوعان من بطاريات SLA ، حصيرة زجاجية ماصة (AGM) وهلام. من بين هذه البطاريات ، يمكن لبطاريات AGM التعامل مع تيار شحن أعلى ، مما يعني أنها تعيد الشحن بشكل أسرع وتخرج شحنة أكثر من بطاريات الهلام. بطاريات إجتماع الجمعية العامة العادية هي أيضًا أرخص وتعمل في مجموعة واسعة من البيئات. بطاريات جل لديها مقياس أمان إضافي يتمثل في كونها هلام ، على عكس السائل ، مما يعني وجود فرصة منخفضة للغاية للتسرب.

ما هي بطارية الليثيوم؟

بطاريات الليثيوم هي أحدث تكنولوجيا للبطاريات المتميزة من بطاريات الرصاص الحمضية ، ولا تتطلب صيانة أو تنفيسًا وقادرة على المرور عبر دورات أعمق بكثير ، مما يعني توفر المزيد من الطاقة خلال أوقات عدم شحن التيار الكهربائي.

نوع بطارية الليثيوم الرئيسي المستخدم في الأنظمة الكهروضوئية الشمسية هو فوسفات حديد الليثيوم ، ويختصر إلى LiFePO4 أو بطاريات LFP. هذه البطاريات مناسبة بشكل خاص للتطبيقات الشمسية نظرًا لعمرها الطويل وكفاءتها العالية وسعة تفريغها العميق وخفة وزنها وحجمها الصغير. ومع ذلك ، على الرغم من أن الأسعار قد استقرت على مدى فترة طويلة ، فإن تكلفة الاستثمار الأولية أعلى بكثير مع بطاريات LFP مقارنة ببطاريات الرصاص الحمضية.

حمض الرصاص مقابل بطاريات الليثيوم: الاختلافات الرئيسية في الطاقة الشمسية

دورة الحياة

تشير دورة البطارية إلى دورة التفريغ وإعادة الشحن اللاحقة. كما هو الحال مع السيارة ، يتم ارتداء البطاريات عن طريق الاستخدام أكثر من العمر ، مما يعني أن دورة الحياة المتاحة تحدد المدة التي ستحتفظ فيها البطارية بشحن النظام الشمسي بكفاءة - يُفهم عمر الدورة على أنه عمر البطارية. تميل بطاريات الرصاص الحمضية إلى أن يكون لها دورة حياة تتراوح بين 1000 و 1500 دورة ، مع عمر دورة أطول لبطاريات FLA من بطاريات SLA. بطاريات الليثيوم لها دورة حياة تتراوح بين 3000 و 5000 دورة ، وبعضها يصل إلى أعلى من ذلك بكثير. يمكن إطالة عمر دورة البطارية بالعناية المناسبة ونسب تفريغ أقل.

الكفاءة

تؤثر كفاءة البطارية على وقت الشحن وتوافر الطاقة أثناء الشحن ، حيث يعني الشحن الأسرع مزيدًا من الطاقة المتاحة. بطاريات الليثيوم هي الأكثر كفاءة ، مع معدل كفاءة 95٪. هذا يعني أنه بعد عملية الشحن والتفريغ ، يمكن للمستخدم الوصول إلى 950 واط من كل 1000 واط من الطاقة القادمة من خلال الألواح الشمسية. مع بطاريات الرصاص الحمضية ، تنخفض الكفاءة إلى 80٪ -85٪ ، مما يعني أن 800 إلى 850 واط من كل 1000 واط ستكون متاحة أثناء الشحن.

عمق التفريغ (DOD)

بطاريات الليثيوم لها عمق تفريغ (DOD) يصل إلى 80٪ -95٪ ، مما يعني أنه يمكن تفريغها حتى هذه النسبة دون الحاجة إلى إعادة شحنها ودون إتلاف البطارية. نسبيًا ، تحتوي بطاريات الرصاص الحمضية على DOD تصل إلى 50٪ فقط ، وتفريغ أكثر من ذلك سيؤدي إلى تلف البطارية. هذا يعني أنه مع بطارية الليثيوم ، يكون لدى المستخدمين شحنة أكثر بكثير في أوقات عدم إنتاج الطاقة - في الليل عند استخدام الألواح الشمسية ، على سبيل المثال.

إعادة تدوير

تعد إعادة التدوير مشكلة مستمرة في البطاريات ، ولكن بفضل التاريخ الطويل لبطاريات الرصاص الحمضية ، فإن البنية التحتية موجودة بالفعل لجعل هذه البطاريات قابلة لإعادة التدوير بنسبة 100٪ ، مع إمكانية تحويل جميع المكونات إلى بطاريات جديدة. بطاريات الليثيوم ، باعتبارها تقنية جديدة ، ليست فعالة في هذا الفضاء. حاليًا ، يمكن إعادة تدوير 25٪ إلى 96٪ من خلية بطارية الليثيوم ، اعتمادًا على تقنية الفصل. ومع ذلك ، في السنوات الأخيرة ، كانت الأبحاث جارية لتطوير طريقة لاستعادة بعض المواد الخام الرئيسية ، بما في ذلك الكوبالت والنيكل والنحاس والألمنيوم والليثيوم والجرافيت والمنغنيز من خلايا بطارية الليثيوم.

السعر

بطاريات الليثيوم لها تكلفة مقدمة أعلى بكثير من بطاريات الرصاص الحمضية. ومع ذلك ، فإن بطاريات الليثيوم لها دورة حياة تبلغ حوالي 10 سنوات مقابل 3 إلى 5 سنوات فقط لبطاريات الرصاص الحمضية. هذا يعني أنه بمرور الوقت ، يتساوى مجموع تكلفة البطاريات. علاوة على ذلك ، نظرًا لارتفاع مستوى وزارة الدفاع في الليثيوم ، سيحصل حاملو بطاريات الليثيوم على مزيد من الرسوم مقابل أموالهم في أي وقت.

ما هي البطارية التي يجب أن تشتريها لنظامك الشمسي؟

ستعتمد أفضل بطارية لنظامك الشمسي على احتياجاتك: تكرار الاستخدام والطاقة المطلوبة والميزانية والمزيد.

للاستخدام بدوام كامل ، مثل المنازل التي تكون خارج الشبكة تمامًا ، فإن الخيار الأفضل هو اختيار بطاريات الليثيوم. تتمتع هذه البطاريات بعمر طويل ، ومعدلات تفريغ عالية جدًا في أوقات عدم وجود تيار شحن كبير (عندما لا توجد شمس للطاقة الشمسية) ، وهي أكثر كفاءة من بطاريات الرصاص الحمضية. إذا كانت هناك حاجة إلى خيار سعر أقل ، فيمكن أن تعمل بطاريات FLA أيضًا بشكل جيد ، نظرًا لأن لها دورة حياة أطول من بطاريات SLA ولا تعد الصيانة مشكلة إذا كان المالك موجودًا بدوام كامل.

للاستخدام بدوام جزئي ، مثل بطارية ترفيهية لعربة سكن متنقلة أو منزل عطلة يعمل بالطاقة الشمسية ، ستعمل بطاريات SLA بشكل جيد. تتميز بعمر دورة أقل من بطاريات الليثيوم ولكن نظرًا لأنها لن تستخدم إلا في المناسبات ، يجب أن تستمر لفترة طويلة. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأنها لا تتطلب الصيانة التي تحتاجها بطاريات FLA ، يمكن تركها في وضع الخمول ولن تتلف. تعد بطاريات SLA خيارًا جيدًا للبطارية الاحتياطية لنفس الأسباب.

بالنسبة لاحتياجات الطاقة على نطاق صناعي ، يعد الليثيوم خيارًا رائعًا بفضل DOD والكفاءة العالية ودورة الحياة. ومع ذلك ، إذا لم تكن احتياجات الطاقة عالية جدًا في الأوقات الخالية من الشمس ، فسيكون استخدام بطاريات SLA خيارًا أرخص وفعالًا.

وفي الختام

تعد كل من بطاريات الرصاص الحمضية وبطاريات الليثيوم خيارات رائعة للطاقة الشمسية ، حيث تقدم كل منها مزاياها وعيوبها. بشكل عام ، فإن الخيار الأكثر فعالية هو استخدام بطاريات الليثيوم إذا كان السعر مقبولاً. ومع ذلك ، لا تزال إعادة التدوير مشكلة.

لأسباب تتعلق بالسعر والكفاءة ، عادة ما يختار المشترون في البلدان المتقدمة الليثيوم ، بينما يختار المشترون في البلدان النامية حمض الرصاص. سبب آخر لذلك هو أن هؤلاء المستخدمين في البلدان النامية غالبًا ما يعيدون تدوير الأجزاء ويعيدون استخدامها بأنفسهم ، مما يجعل بطاريات الرصاص الحمضية خيارًا أفضل لهم.