كيفية اختيار بطارية لنظام الطاقة الشمسية

كيفية اختيار بطارية لنظام الطاقة الشمسية

 وظيفتها تخزين الطاقة الكهربية التي تم توليدها بواسطة الالواح الشمسية في ساعات النهار. وذلك لاستحدامها اثناء فترة غياب الشمس بالمساء. ولا ينصح باستخدام بطاريات السيارة في النظم الفوتوفولتية لانها مصممة لكي تعطي كمية كبيرة من الشحنة الكهربية في فترة قصيرة.
وهذه الفترة هي فترة بداية دوران المحرك و باقي الوقت يتم شحنها عن طريق الدينامو في السيارة.
و ذلك علي عكس بطاريات الطاقة الشمسية التي هي مصممة لكي يتم شحنها طوال فترة سطوع الشمس ثم تقوم بتفريغ شحنتها مساءاً  و تتم عملية شحنها في وقت طويل وبتيار منخفض وتفريغ الشحنة علي وقت طويل.

هناك بعض المواصفات التي يجب عليك مراعاتها عند تقييم خيارات البطارية الشمسية ، مثلاً مدة بقاء البطارية الشمسية أو مقدار الطاقة التي يمكن أن توفرها. في هذا المقال سنتعرف على جميع المعايير التي يجب عليك مراعاتها لمقارنة خيارات تخزين الطاقة المنزلية ، وكذلك الأنواع المختلفة من البطاريات الشمسية.

كيفية مقارنة خيارات تخزين الطاقة الشمسية

عندما تفكر في خيارات تخزين الطاقة الشمسية ، فستواجه الكثير من مواصفات المنتجات المعقدة. من أهم تلك الأشياء التي يجب استخدامها أثناء تقييمك ، تقييم سعة البطارية والطاقة الناتجة عنها، وعمق التفريغ (DoD)، وكفاءتها والضمانة.

1.     سعة البطارية والطاقة الناتجة عنها

السعة هي الكمية الإجمالية للكهرباء التي يمكن للبطارية الشمسية تخزينها ، والتي تقاس بالكيلووات في الساعة (كيلوواط /ساعة). تم تصميم معظم البطاريات الشمسية المنزلية لتكون "stackable " ، مما يعني أنه يمكنك تضمين بطاريات متعددة مع نظام تخزين الطاقة الشمسية للحصول على سعة إضافية.

على الرغم من أن السعة تخبرك بحجم البطارية ، فإنها لا تخبرك عن مقدار الكهرباء التي يمكن أن توفرها البطارية في لحظة معينة. للحصول على الصورة كاملة ، تحتاج أيضًا إلى مراعاة طاقة البطارية, وهو مقدار الكهرباء التي يمكن للبطارية توصيلها في وقت واحد. يقاس بالكيلووات (kW).

توفر البطارية ذات السعة العالية و الطاقة المنخفضة كمية منخفضة من الكهرباء (كافية لتشغيل بعض الأجهزة الأساسية) لفترة طويلة. اما البطاريات ذات السعة المنخفضة الطاقة العالية تشغيل منزلك بالكامل ، ولكن فقط لبضع ساعات.

2.     التفريغ العميق (DoD)

 تحتاج معظم البطاريات الشمسية إلى الاحتفاظ ببعض الشحن في جميع الأوقات بسبب تركيبتها الكيميائية. إذا كنت تستخدم 100 بالمائة من شحن البطارية ، فسيتم تقصير عمرها الإنتاجي بشكل كبير.

يشير عمق التفريغ (DoD) للبطارية إلى مقدار سعة البطارية المستخدمة. ستحدد معظم الشركات المصنعة الحد الأقصى ل DoD للحصول على الأداء الأمثل. على سبيل المثال ، إذا كانت البطارية التي تبلغ سعتها 10 كيلووات في الساعة تحتوي على DoD بنسبة 90 بالمائة ، فيجب ألا تستخدم أكثر من 9 كيلو واط من البطارية قبل إعادة شحنها. بشكل عام، كلما زادت نسبة الDoD يعني أنك ستتمكن من استخدام أكثر من سعة البطارية.

3.    كفاءة البطارية

 تمثل كفاءة البطارية بمقدار الطاقة التي يمكن استخدامها كنسبة مئوية من كمية الطاقة التي استغرقتها لتخزينها. على سبيل المثال ، إذا قمت بتغذية خمسة كيلو واط في الساعة من الكهرباء الي البطارية واستطاعت فقط الحصول على أربعة كيلووات في الساعة من الكهرباء المفيدة ، فإن البطارية تتمتع بنسبة 80 في المائة من كفاءتها (4 كيلو واط / 5 كيلو واط ساعة = 80٪).

4.     عمر البطارية والضمان

بالنسبة لمعظم استخدامات تخزين الطاقة المنزلية ، البطارية سوف تقوم ب (الشحن والتفريغ) يوميًا. ستقل قدرة البطارية على حمل الشحنة تدريجياً كلما زاد استخدامها. ستحصل البطارية الشمسية على ضمان يضمن عددًا معينًا من الدورات أو سنوات العمر الإنتاجي.

نظرًا لتدهور أداء البطارية بشكل طبيعي بمرور الوقت ، فإن الإجابة البسيطة على السؤال "كم من الوقت ستستمر بطاريتي الشمسية؟" هو أن ذلك يعتمد على نوع البطارية التي تشتريها وكمية السعة التي ستفقدها بمرور الوقت.

على سبيل المثال ، قد يتم ضمان وجود بطارية لمدة 2500 دورة أو 5 سنوات بمعدل 70 في المائة DoD. وهذا يعني أنه في نهاية الضمان ، لن تفقد البطارية أكثر من 30 في المائة من قدرتها على تخزين الطاقة.

انواع البطاريات الشمسية

 عادة ما يتم تصنيع البطاريات المستخدمة في تخزين الطاقة المنزلية باستخدام واحد من ثلاثة تركيبات كيميائية:

·        حمض الرصاص (Lead acid)

·        أيون الليثيوم (Lithium ion)

·         المياه المالحة (Saltwater)

في معظم الحالات ، تعد بطاريات الليثيوم أيون هي الخيار الأفضل لنظام الألواح الشمسية ، على الرغم من أن أنواع البطاريات الأخرى يمكن أن تكون أكثر تكلفة.

1.    حمض الرصاص (Lead acid)

 بطاريات حمض الرصاص هي تقنية تم اختبارها تم استخدامها في أنظمة الطاقة خارج الشبكة لعدة عقود. على الرغم من أن عمرها الافتراضي نسبيًا و DoD أقل من أنواع البطاريات الأخرى ، إلا أنها أيضًا واحدة من أقل الخيارات تكلفةً المتوفرة حاليًا في السوق في قطاع تخزين الطاقة المنزلية. بالنسبة لأصحاب المنازل الذين يرغبون في الخروج من الشبكة ويحتاجون إلى تثبيت الكثير من تخزين الطاقة ، يمكن أن يكون حمض الرصاص خيارًا جيدًا.

2.    أيون الليثيوم (Lithium ion)

غالبية تكنولوجيات تخزين الطاقة المنزلية الجديدة ، مثل ، تستخدم شكلاً من أشكال التركيب الكيميائي لأيون الليثيوم. بطاريات الليثيوم أيون أخف وزنا وأكثر إحكاما من بطاريات حمض الرصاص. لديهم أيضا عمر أطول بالمقارنة مع بطاريات الرصاص الحمضية. ومع ذلك ، بطاريات الليثيوم أيون هي أكثر تكلفة من نظرائهم حمض الرصاص.

3.      المياه المالحة (Saltwater)

بخلاف خيارات تخزين الطاقة المنزلية الأخرى ، لا تحتوي بطاريات المياه المالحة على معادن ثقيلة، بل تعتمد بدلاً من ذلك على electrolytes  المياه المالحة. يمكن إعادة تدوير بطارية المياه المالحة بسهولة بينما تحتاج البطاريات التي تستخدم المعادن الثقيلة ، بما في ذلك حمض الرصاص وبطاريات ليثيوم أيون ، إلى التخلص منها من خلال عمليات خاصة ،. ومع ذلك ، كتقنية جديدة ، فإن بطاريات المياه المالحة لم تختبر نسبيًا.