ما الفرق بين البطاريات ذات الجهد العالي والبطاريات ذات الجهد المنخفض؟

نعم - في معظم تطبيقات تخزين الطاقة الشمسية الحديثة، توفر بطاريات الليثيوم، وخاصة فوسفات حديد الليثيوم (LiFePO₄)، أداءً أفضل بكثير على المدى الطويل وتكلفة أقل على مدار العمر مقارنة ببطاريات الرصاص الحمضية التقليدية.

رغم أن بطاريات الرصاص الحمضية قد تكون أقل تكلفةً عند الشراء، إلا أن أنظمة تخزين الطاقة الشمسية تُعد استثمارات طويلة الأجل في البنية التحتية. ولا يكمن معيار المقارنة الرئيسي في التكلفة الأولية، بل في إجمالي الطاقة المُوَصَّلة طوال عمر النظام.

لماذا تتفوق بطاريات الليثيوم في تطبيقات الطاقة الشمسية

1. سعة قابلة للاستخدام أعمق
تُحدَّد سعة بطاريات الرصاص الحمضية عادةً بنحو 50% لتجنب التلف السريع. أما بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم فتعمل بأمان بنسبة 80-100% من سعتها القابلة للاستخدام، مما يعني توفر طاقة مخزنة أكبر فعلياً.

2. عمر دورة أطول
تدوم بطاريات الرصاص الحمضية عادةً من 500 إلى 1500 دورة شحن وتفريغ. أما أنظمة فوسفات الحديد الليثيوم فتدوم عادةً من 4000 إلى أكثر من 8000 دورة شحن وتفريغ. وهذا يُطيل عمرها التشغيلي من 5 إلى 10 أضعاف في ظل ظروف الشحن والتفريغ الشمسي اليومية.

3. كفاءة أعلى في استهلاك الطاقة
تعمل أنظمة الرصاص الحمضية بكفاءة ذهاب وإياب تتراوح بين 70 و85%. أما بطاريات الليثيوم فتصل كفاءتها إلى 95-98%، مما يسمح بتخزين المزيد من الطاقة الشمسية وإعادة استخدامها بأقل قدر من الفقد.

4. متطلبات صيانة أقل
قد تتطلب بطاريات الرصاص الحمضية صيانة دورية، وإدارة للتهوية، ومراقبة للأداء. أما بطاريات الليثيوم فهي لا تحتاج إلى صيانة، وتتضمن أنظمة إدارة بطاريات متكاملة (BMS) للحماية التلقائية.

5. انخفاض التكلفة على المدى الطويل (LCOS)
عند تقييم التكلفة المستوية للتخزين (LCOS)، توفر أنظمة الليثيوم عادةً تكلفة أقل بكثير لكل كيلوواط ساعة يتم توصيلها على مدار عمرها الافتراضي نظرًا لسعة الاستخدام الأعلى، وعمرها الأطول، وانخفاض وتيرة استبدالها.

كيفية المقارنة الصحيحة بين بطاريات الليثيوم وبطاريات الرصاص الحمضية

لإجراء مقارنة دقيقة:

احسب إجمالي إنتاج الطاقة طوال العمر (السعة القابلة للاستخدام × عمر الدورة).

ضع في اعتبارك معدل الاستبدال على مدى أكثر من 10 سنوات.

يشمل ذلك خسائر الصيانة والكفاءة.

قارن بين تغطية الضمان ومعدلات التلف.

في معظم أنظمة تخزين الطاقة الشمسية السكنية التي تعمل بشكل يومي، توفر بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم قيمة عمرية أعلى بكثير.

متى يمكن اعتبار بطاريات الرصاص الحمضية خياراً مطروحاً؟

قد تكون بطاريات الرصاص الحمضية مناسبة لأنظمة النسخ الاحتياطي منخفضة التكلفة وذات دورات الشحن والتفريغ القليلة، أو للتطبيقات قصيرة الأجل. مع ذلك، تُعتبر تقنية الليثيوم الحل الأمثل لتخزين الطاقة الشمسية اليومي، وتحسين أوقات الاستخدام، والأنظمة الهجينة، أو التخطيط طويل الأجل لعائد الاستثمار.

الخلاصة

على الرغم من أن بطاريات الليثيوم تتطلب استثمارًا أوليًا أعلى، إلا أنها توفر ما يلي:

سعة قابلة للاستخدام أكبر

عمر خدمة أطول

كفاءة أعلى

الحد الأدنى من الصيانة

انخفاض تكلفة الكيلوواط/ساعة على مدار العمر

بالنسبة لأصحاب المنازل والمستخدمين التجاريين الذين يبحثون عن تخزين موثوق وقابل للتطوير للطاقة الشمسية، فإن بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم هي التقنية المفضلة في السوق اليوم.

تدوم بطاريات الليثيوم فوسفات الحديد (LiFePO₄) الشمسية عالية الجودة عادةً من 10 إلى 15 عامًا، أو من 6000 إلى 8000 دورة شحن وتفريغ عند 80% من عمق التفريغ. في معظم الأنظمة المنزلية التي تعمل بدورة واحدة يوميًا، يُترجم هذا إلى أكثر من عقد من أداء تخزين الطاقة المستقر.

يتأثر عمر البطارية بما يلي:
عمق التفريغ (DoD) - دورات معتدلة تطيل العمر الافتراضي
درجة حرارة التشغيل - النطاق الأمثل: 15-35 درجة مئوية
معدل الشحن والتفريغ (معدل الشحن)
جودة نظام إدارة البطارية (BMS)

بصفتها شركةً رائدةً في تصنيع بطاريات الليثيوم، تتمتع GSL ENERGY بخبرةٍ تزيد عن 14 عامًا في هذا المجال، حيث تصمم بطارياتها الشمسية باستخدام خلايا LiFePO₄ المستخدمة في صناعة السيارات، وخوارزميات إدارة البطاريات الذكية التي تعمل على موازنة جهد الخلية، وتقليل الإجهاد الداخلي، وتعزيز الاستقرار الحراري. وفي ظل ظروف التشغيل المناسبة وحجم النظام الأمثل، صُممت بطاريات GSL ENERGY للاحتفاظ بما لا يقل عن 80% من سعتها بعد 10 سنوات، مدعومةً بضمان أداء قياسي لمدة 10 سنوات.
يُعد التركيب السليم، وإدارة درجة الحرارة، وتكامل العاكس المتوافق أمراً ضرورياً لتحقيق أقصى عمر افتراضي ممكن.

المشكلة: يقوم العديد من أصحاب المنازل ومشغلي المنشآت التجارية بتركيب ألواح الطاقة الشمسية، لكنهم يواجهون مشكلة هدر الطاقة، حيث يتم إرسال فائض الكهرباء المولدة خلال النهار إلى الشبكة بدلاً من تخزينها لاستخدامها لاحقاً. ويؤدي ذلك إلى انخفاض معدلات الاستهلاك الذاتي وتراجع العائدات المالية.

الحل : تقوم بطارية الطاقة الشمسية بتخزين فائض الكهرباء المستمرة المولدة من أنظمة الخلايا الكهروضوئية، وتطلقها عندما يكون إنتاج الطاقة الشمسية غير كافٍ، كما هو الحال ليلاً أو أثناء انقطاع التيار الكهربائي. وتدمج بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم الحديثة (LiFePO₄)، كتلك التي طورتها شركة GSL ENERGY، أنظمة إدارة بطاريات متطورة (BMS) لتنظيم الجهد ودرجة الحرارة ودورات الشحن، مما يضمن السلامة وطول العمر الافتراضي.

خطوات التنفيذ : تبدأ عملية تحديد حجم النظام بتحليل منحنيات الحمل اليومي وذروة الطلب. ثم يتم ربط البطارية بمحول طاقة متوافق (هجين أو PCS)، ودمجها في لوحة التوزيع، وبرمجتها ببرنامج مراقبة. يشمل التشغيل السليم معايرة البرامج الثابتة واختبارات الحماية.

مقاييس التقييم : تشمل مؤشرات الأداء الرئيسية تحسين معدل الاستهلاك الذاتي، وكفاءة عمق التفريغ، وعمر الدورة المتوقع (أكثر من 6000 دورة نموذجية لـ LiFePO₄)، وكفاءة الذهاب والإياب (≥95٪)، وتقليل فترة الاسترداد.

لمنع الشبكة من شحن البطارية، يمكنك ضبط نظام تخزين الطاقة للعمل في وضع الاستهلاك الذاتي الأقصى.

في هذا الوضع:

سيعطي النظام الأولوية لتخزين الطاقة الكهروضوئية الفائضة في البطارية.

عندما يكون توليد الطاقة الكهروضوئية غير كافٍ أو خلال الليل بدون ضوء الشمس، سيقوم النظام بتشغيل الأحمال باستخدام الطاقة من البطارية.

لن يتم استخدام الشبكة لشحن البطارية، مما يحقق استهلاكًا ذاتيًا كهروضوئيًا بالكامل وتخزينًا مثاليًا للطاقة.

باستخدام وضع الاستهلاك الذاتي الأقصى، يستطيع مستخدمو GSL E nergy زيادة معدل استهلاكهم الذاتي للطاقة الشمسية مع تجنب الشحن غير الضروري من الشبكة. وهذا يساعد على خفض تكاليف الكهرباء وتعزيز كفاءة استخدام تخزين الطاقة.