بطاريات الطاقة الشمسية هناك أربعة أنواع رئيسية منها:
- بطاريات حمض الرصاص Lead acid batteries.
- بطاريات الليثيوم أيون Lithium-ion batteries
- بطاريات النيكل كادميوم Nickel–cadmium battery.
- بطاريات التدفق Flow batteries
يتمتع كل نوع من هذه البطاريات بمجموعتها الخاصة من الخصائص الفريدة. في هذا المقال سنلقي نظرة فاحصة على ما يقدمه كل نوع من أنواع البطاريات الشمسية.
بطاريات حمض الرصاص
بطاريات حمض الرصاص هي تقنية تم اختبارها وتم استخدامها في أنظمة الطاقة الشمسية المستقلة عن الشبكة العمومية لعقود من الزمن. هناك نوعان من بطاريات حمض الرصاص:
- بطاريات حمض الرصاص المغمورة.
- بطاريات حمض الرصاص المختومة.
ايجابيات بطاريات حمض الرصاص:
- التكلفة المنخفضة مما يجعلها الأكثر فعالية من حيث التكلفة.
- الموثوقية وذلك لجودة الخواص التقنية لهذه البطاريات.
- إمكانية التخلص منها وإعادة تدويرها بسهولة نظرًا لأن التكنولوجيا موجودة منذ عقود.
سلبيات بطاريات حمض الرصاص:
- تتطلب بطاريات حمض الرصاص المغمورة تهوية وصيانة دورية لتعمل بشكل جيد، لتفادي امكانية تسرب السائل الموجود في البطارية. ايضا يجب التركيز على وضعية البطارية.
- مستوى عمق التفريغ المنخفض، لذا سيجب شحن هذا النوع من البطاريات كثيرًا.
- انخفاض عمق التفريغ يعني أيضًا عمر افتراضي أقصر – يعني ما بين 5 الى 10 سنوات.
هذا النوع من البطاريات الخيار الأفضل لأنظمة الطاقة الشمسية المستقلة عن الشبكة العمومية، أو للتخزين الاحتياطي في حالات الطوارئ و ذلك للموثوقية العالية لهذا النوع من البطاريات.
بطاريات الليثيوم أيون
تعتبر بطاريات الليثيوم أيون أخف وزنا وأكثر إحكاما من بطاريات حمض الرصاص. ازدادت شعبية هذا النوع من البطاريات مع بدء ارتفاع شعبية السيارات الكهربائية وسرعان ما أصبحت واحدة من بطاريات الطاقة الشمسية الأكثر استخدامًا على نطاق واسع.
ايجابيات بطاريات الليثيوم أيون:
- لا تتطلب أي صيانة دورية تقريبًا.
- تتميز بكثافة طاقة أعلى، مما يعني أنها تستطيع الاحتفاظ بطاقة أكبر في مساحة أصغر من بطارية حمض الرصاص.
- تتمتع بعمر افتراضي أطول أيضًا – فمعظمها يتمتع بضمان لمدة 10 سنوات على الأقل.
- يرتبط العمر الافتراضي الطويل لهذه البطاريات بعمق التفريغ العالي، بحيث يمكنك استخدام المزيد من الطاقة المخزنة داخل البطارية قبل إعادة شحنها.
سلبيات بطاريات الليثيوم أيون:
– التكلفة العالية مقارنة بتقنيات تخزين الطاقة الأخرى.
– عرضة للاشتعال بسبب تأثير يسمى الانفلات الحراري Thermal runaway وذلك بسبب التركيب الكيميائي لهذا النوع من البطاريات. ومع ذلك، إذا تم تركيبها بشكل صحيح، فإن احتمالية اشتعال البطارية تقترب من الصفر.
تعتبر بطاريات الليثيوم أيون الخيار الأفضل لتركيبات الطاقة الشمسية السكنية لأنها تستطيع الاحتفاظ بمزيد من الطاقة في مساحة محدودة، وتسمح لك باستخدام المزيد من الطاقة المخزنة داخل البطارية، وهو أمر رائع لتزويد المنزل بالطاقة.
بطاريات النيكل كادميوم
لا تُستخدم بطاريات النيكل كادميوم على نطاق واسع مثل بطاريات حمض الرصاص أو الليثيوم أيون. ظهرت هذه البطاريات لأول مرة على الساحة في أواخر القرن التاسع عشر، لكن التركيز عليها مجددا ظهر في الثمانينيات.
ايجابيات بطاريات النيكل كادميوم:
- المتانة.
- القدرة على العمل في درجات الحرارة القصوى.
- لا تتطلب أنظمة معقدة لإدارة البطارية
- لا تحتاج إلى صيانة بشكل دوري.
سلبيات بطاريات النيكل كادميوم:
- بطاريات النيكل كادميوم شديدة السمية و ذلك لسمية عنصر الكادميوم.
- استخدام الكادميوم محظور في بعض البلدان. وهذا يجعل من الصعب التخلص من هذه البطاريات.
- عرضة لتأثير الذاكرة Memory effect مما يحد من قدرتها على الاحتفاظ بالشحن.
تعتبر بطاريات النيكل كادميوم أفضل للتطبيقات واسعة النطاق بسبب متانتها. و لكنها ليست مناسبة للاستخدام المنزلي.
بطاريات التدفق
تعد بطاريات التدفق تقنية ناشئة في قطاع تخزين الطاقة. وهي تحتوي على سائل إلكترو ليتي مائي يتدفق بين حجرتين منفصلتين داخل البطارية. عند الشحن، تحدث تفاعلات كيميائية تسمح بتخزين الطاقة وتفريغها لاحقًا. شعبيتها زادت في الفترة الأخيرة بسبب التوجه المتزايد للطاقة الشمسية.
ايجابيات بطاريات التدفق:
- مستوى عمق التفريغ العالي الذي يصل إلى 100%. وهذا يعني أنه يمكنك استخدام كل الطاقة المخزنة في البطارية دون الإضرار بسلامة البطارية.
- السائل الموجود داخل البطارية أيضًا مثبط للحريق، لذلك لا تتعرض لخطر الانفلات الحراري.
- تتمتع بطاريات التدفق بأطول عمر افتراضي في هذه القائمة تصل إلى 30 عامًا.
- تكاليف الصيانة المنخفضة.
سلبيات بطاريات التدفق:
- التكلفة العالية مقارنة بالأنواع الأخرى من البطاريات.
- سعة التخزين المنخفضة نسبيًا مقارنة بالبطاريات الأخرى،
- معدلات شحن وتفريغ منخفضة جدًا، مما يعني أيضًا أنه لكي تكون فعالة، يجب أن تكون كبيرة الحجم.
تعتبر بطاريات التدفق أفضل خيار للمنشآت الكبيرة واسعة النطاق. السعر المرتفع، بالإضافة إلى الحجم الكبير، يجعل من الصعب استخدامها في المنازل.
