تخطى إلى المحتوى

أنواع البطاريات المناسبة لأنظمة الخلايا الشمسية الكهروضوئية

أنواع البطاريات المستخدمة في هذه الأنظمة [1]:

1- بطاريات حمض الرصاص (Lead acid):

تعد البطاريات الحمضية هي النوع الأشهر من البطاريات حيث يتم استخدامها في معظم السيارات ومن الممكن أن يتم استعمالها كبطارية لتخزين الطاقة الناتجة من الخلايا الشمسية.

الشكل 1: بطارية حمض الرصاص [2].
إيجابياتها:
  • القدرة على تخزين الطاقة لفترة طويلة.
  • تعتبر أرخص أنواع البطاريات.
  • الاعتمادية والموثوقية العالية.
  • سهولة التخلص منها وإعادة تدويرها.
سلبياتها:
  • عمرها القصير والذي يتراوح من 5 إلى 10 سنوات.
  • تتطلب صيانة دورية.

تعد بطاريات الرصاص الحمضية مناسبة للأنظمة الشمسية المثبتة خارج الشبكة (off-grid) أو لتخزين الطاقة في حالات الطوارئ أثناء انقطاع التيار الكهربائي.

الشكل 2: مكونات نظام الألواح الشمسية (off-grid) مع بطارية تخزين من نوع حمض الرصاص [6].

2- بطاريات الليثيوم أيون (Lithium-ion):

بطاريات الليثيوم أيون هي من التقنيات الحديثة في تخزين الطاقة، وسرعان ما أصبحت واحدة من أكثر بطاريات الخلايا الشمسية استخدامًا وتعد بطاريات Powerwall Tesla هي النوع الأكثر شيوعًا للمنشآت السكنية.

الشكل 3: بطارية الليثيوم أيون من نوع (Tesla Powerwall) [3].
إيجابياتها:
  •  لا تتطلب صيانة دورية.
  •  كثافة التخزين العالية.
  •  الأداء الجيد في درجات الحرارة العالية.
  •  يمكن إعادة تدوير معظم مكوناتها.
  •  عمرها الطويل والذي يتعدى العشر سنوات.
سلبياتها:
  • سعرها غالي جداً.
  • إمكانية اشتعال البطارية في حال حدوث خلل أو لم يتم تركيبها بشكل جيد.

تعد بطاريات الليثيوم أيون هي الأفضل لأنظمة الخلايا الشمسية الموصولة بالشبكة (on-grid).

الشكل 4: مكونات نظام الألواح الشمسية (on-grid) مع بطارية تخزين من نوع الليثيوم أيون [6].

3- بطاريات نيكل الكاديوم (Nickel cadmium):

بطاريات نيكل الكاديوم لا تستخدم على نطاق واسع مثل بطاريات حمض الرصاص أو بطاريات أيونات الليثيوم.

الشكل5 : بطارية نيكل الكاديوم [4].
إيجابياتها:
  • المتانة العالية وعدم التأثر بدرجات الحرارة العالية.
  • لا تحتاج إلى صيانة.
سلبياتها:
  • الكادميوم شديد السمية.
  • صعوبة التخلص منها وإعادة تدويرها.
  • فقدانها بعضاً من الطاقة مع كل دورة شحن أو ما يعرف بـ memory effect.

تعد مناسبة للأماكن التي تعمل تحت ظروف درجات الحرارة والضغوطات العالية.

4- بطاريات التدفق (Flow batteries):

بطاريات التدفق هي تقنية جديدة في قطاع تخزين الطاقة وهي تحتوي على سائل الكترولايت والذي يتدفق بين غرفتين منفصلتين داخل البطارية، وفي أثناء الشحن تحدث تفاعلات كيميائية تسمح بتخزين الطاقة وتفريغها لاحقًا وبدأت هذه البطاريات الآن في الارتفاع في شعبيتها.

الشكل6 : بطاريات التدفق [5].
إيجابياتها:
  • نسبة تفريغ للبطارية 100% بحيث يمكنك استخدام جميع الطاقة المخزنة من دون الإضرار بالبطارية.
  • السائل الموجود داخل البطارية مضاد للاشتعال.
  • عمرها طويل جداً والذي يصل إلى 30 عام.
  • صيانتها قليلة.
سلبياتها:
  • أغلى بكثير من أنواع البطاريات الشمسية الأخرى.
  • سعتها التخزينية منخفضة بحيث تحتاج إلى بطارية كبيرة جداً للتزود بالطاقة الكافية.

تعد مناسبة للمصانع أو الأماكن ذات المساحة الكبيرة وبسبب سعرها المرتفع وحجمها الكبير فهي لا تعد خيار مناسب للمناطق السكنية.

كيف تجد نوع البطارية المناسبة لك [1]:

في معظم الحالات فإن أفضل بطارية يمكنك الحصول عليها لنظام الطاقة الشمسية في المنزل هي بطارية الليثيوم أيون؛ لأنها قادرة على الاحتفاظ بمزيد من الطاقة في مساحة صغيرة وإمكانية تفريغ معظم طاقتها المخزنة ولديها كفاءات عالية وهي الأكثر شيوعًا، وإذا كانت ميزانيتك محدودة فقد تكون بطاريات الرصاص الحمضية هي الخيار الأفضل لك حيث تم استخدامها منذ عقود وهي ذات فعالية عالية.

ومن المهم معرفة احتياجات الطاقة للعميل والتخطيط بشكل صحيح، تعمل العديد من الآلات الحاسبة عبر الإنترنت التي توفرها الشركات المصنعة للبطاريات أو البرامج الأخرى على تحديد سعة البطارية المناسبة لمتطلبات الحمل، غالبًا ما يتم تحديد جهد البطارية من خلال مواصفات العاكس (inverter) في حالة تركيب نظام محول التيار المستمر إلى تيار متردد.

كاتب