ما هي أفضل بطارية ليثيوم للطاقة الشمسية - 2023

من المعروف جيدًا أن بطاريات الليثيوم أيون هي أفضل وسيلة لتخزين الطاقة الشمسية في أنظمة الطاقة الصغيرة المستقلة.

تدرك شركة Shop Solar Kits أن أنظمة الطاقة الشمسية خارج الشبكة لا تكون فعالة إلا بقدر قدرتها على تخزين الطاقة في الميدان. لقد قمنا بإصلاح واختبار وبيع الآلاف من بطاريات الليثيوم أيون على مر السنين ونعمل دائمًا على إيجاد أفضل بطارية لتخزين الطاقة الشمسية.

هنا، نوضح ما يجب البحث عنه عند شراء بطارية لنظام الطاقة الشمسية، ثم ندرج 6 نصائح لاختيار بطارية ليثيوم لنظام الطاقة الشمسية.

 

هل بطارية الليثيوم جيدة لنظام الطاقة الشمسية؟

تعمل هذه البطاريات عن طريق استخدام أيونات الليثيوم لنقل الطاقة بين القطب السالب والقطب الموجب. بطاريات الليثيوم هي بطاريات قابلة لإعادة الشحن تُستخدم عادةً في أنظمة الطاقة الشمسية غير المتصلة بالشبكة والمتصلة بالشبكة لتخزين الطاقة التي تولدها الألواح الشمسية خلال النهار وإطلاقها عند الحاجة، مثل خلال فترات انخفاض ضوء الشمس أو في الليل.

إليكالأسباب التي تجعل بطاريات الليثيوم أكثراستخدامًا في أنظمة الطاقة الشمسية من بطاريات الرصاص الحمضية.

 

فوائد بطارية الليثيوم لنظام الطاقة الشمسية

تتمتع بطاريات الليثيوم بعدة فوائد لأنظمة الطاقة الشمسية، بما في ذلك:

• كثافة طاقة عالية
  تتمتع بطاريات الليثيوم بكثافة طاقة أعلى من أنواع البطاريات الأخرى، مما يعني أنها يمكن أن تخزن المزيد من الطاقة لكل وحدة من الوزن أو الحجم. وهذا يجعلها مثالية لتخزين الطاقة الشمسية، حيث تكون المساحة والوزن غالبًا في غاية الأهمية.

• دورة حياة عالية
  تتمتع بطاريات الليثيوم بعمر دورة أطول من بطاريات الرصاص الحمضية التقليدية. وهذا يعني أنها يمكن شحنها وتفريغها مرات عديدة أكثر دون فقدان قدرتها على الاحتفاظ بالشحن. وهذا يترجم إلى عمر أطول للبطارية، مما يقلل من الحاجة إلى الاستبدال المتكرر ويخفض في النهاية التكلفة الإجمالية للملكية.

• شحن أسرع
  يمكن شحن بطاريات الليثيوم بسرعة، وهو أمر مفيد بشكل خاص في نظام الطاقة الشمسية حيث يحتاج البطارية إلى الشحن خلال ساعات الذروة الشمسية. وهذا يضمن أن تكون البطارية مشحونة بالكامل قبل غروب الشمس، مما يزيد من كمية الطاقة التي يمكن تخزينها.

• خالية من الصيانة
  تعتبر بطاريات الليثيوم تقريبًا خالية من الصيانة، على عكس بطاريات الرصاص الحمضية التي تتطلب تعبئة منتظمة بالماء المقطر. وهذا يعني أنه يمكن تركها لفترات طويلة دون اهتمام، مما يجعلها خيارًا مريحًا وخاليًا من المتاعب لتخزين الطاقة الشمسية.

• كفاءة أفضل
  تتمتع بطاريات الليثيوم بكفاءة شحن وتفريغ أعلى مقارنة ببطاريات الرصاص الحمضية. وهذا يعني أن المزيد من الطاقة المخزنة في البطارية يمكن استخدامها، مما يؤدي إلى تقليل الفاقد ونظام أكثر كفاءة بشكل عام.

بشكل عام، تعتبر بطاريات الليثيوم خيارًا رائعًا لأنظمة الطاقة الشمسية حيث تقدم كثافة طاقة أعلى، وعمرًا أطول، وشحنًا أسرع، وكفاءة أفضل مقارنةً بأنواع البطاريات الأخرى.

 

أنواع بطاريات الليثيوم للطاقة الشمسية

هناك عدة أنواع من بطاريات الليثيوم أيون المستخدمة بشكل شائع في أنظمة تخزين الطاقة الشمسية:

 

بطاريات فوسفات الحديد الليithيوم (LiFePO4)

تعتبر بطاريات LiFePO4 غالبًا أفضل خيار للأنظمة الشمسية نظرًا لكثافتها العالية من الطاقة، وعمرها الطويل في الدورات، وميزات الأمان الكامنة فيها. كما أنها مقاومة للسخونة الزائدة والانهيار الحراري، مما يجعلها مثالية للاستخدام في البيئات القاسية. ومع ذلك، فهي عادةً ما تكون أكثر تكلفة من أنواع بطاريات الليثيوم الأخرى.

 

بطاريات أكسيد الليثيوم والنيكل والمنغنيز والكوبالت (NMC)

تُعرف بطاريات NMC بكثافتها العالية من الطاقة وعمرها الطويل في الدورات، مما يجعلها خيارًا شائعًا لأنظمة الطاقة الشمسية. كما أنها تعتبر مناسبة من حيث التكلفة مقارنةً بأنواع بطاريات الليثيوم الأخرى. ومع ذلك، يمكن أن تكون عرضة للسخونة الزائدة والانفلات الحراري إذا لم يتم إدارتها بشكل صحيح.

 

بطاريات ليثيوم تيتانات (LTO)

تتميز بطاريات LTO بعمر دورة طويل جداً ويمكنها تحمل معدلات شحن وتفريغ عالية جداً. كما أنها آمنة جداً ويمكنها العمل في درجات حرارة منخفضة جداً. ومع ذلك، فإنها تتمتع بكثافة طاقة أقل مقارنةً ببطاريات الليثيوم أيون الأخرى وهي أكثر تكلفة.

 

بطاريات أكسيد النيكل والكوبالت والألمنيوم الليثيوم (NCA)

تُعرف بطاريات NCA بكثافتها العالية من الطاقة، مما يسمح بتخزين المزيد من الطاقة في مساحة أصغر. كما أن لديها عمر دورة طويل ويمكنها تحمل معدلات تفريغ عالية. ومع ذلك، فهي أكثر تكلفة من أنواع بطاريات الليثيوم الأخرى وتتطلب إدارة دقيقة لمنع ارتفاع درجة الحرارة والانفلات الحراري.

 

بطاريات أكسيد المنغنيز الليثيوم (LMO)

تُعرف بطاريات LMO بكثافتها العالية من الطاقة، مما يجعلها مثالية للتطبيقات التي تتطلب

 

ما هو أفضل نوع من بطاريات الليثيوم للطاقة الشمسية؟

فيما يتعلق بأفضل بطارية ليثيوم أيون لنظام تخزين الطاقة الشمسية، يعتمد ذلك على عدة عوامل مثل الميزانية، المساحة المتاحة، متطلبات الطاقة، و العمر المتوقع.

بطاريات LiFePO4 هي خيار شائع لأنها تقدم توازنًا جيدًا بين التكلفة وكثافة الطاقة وعمر الدورة. ومع ذلك، إذا كانت المساحة محدودة وكان هناك حاجة إلى كثافة طاقة أعلى، فقد تكون بطاريات NMC خيارًا مثاليًا. بطاريات LTO مثالية للتطبيقات التي تتطلب معدلات شحن وتفريغ عالية جدًا أو لدرجات الحرارة القصوى. في النهاية، من المهم تقييم الاحتياجات المحددة لنظام تخزين الطاقة الشمسية قبل اختيار أفضل نوع من البطاريات.

في النهاية، يعتمد أفضل نوع من بطاريات الليثيوم لنظام الطاقة الشمسية الخاص بك على متطلباتك وميزانيتك المحددة. من المهم مراعاة عوامل مثل كثافة الطاقة، وعمر الدورة، وكثافة الطاقة، وميزات الأمان عند اتخاذ قرارك. بالإضافة إلى ذلك، يجب عليك العمل مع مُركب أو مهندس مؤهل لضمان تصميم نظام الطاقة الشمسية الخاص بك لاستيعاب نوع البطارية المحدد الذي تختاره.

 

ما الذي يجب البحث عنه عند شراء بطارية شمسية

يمكنك استخدام بطاريات الليثيوم أيون في عربات الجولف، والقوارب، والعديد من التطبيقات الأخرى. بينما نركز على تخزين الطاقة الشمسية خارج الشبكة، هناك ست ميزات رئيسية يجب مراعاتها حول بطاريات الليثيوم أيون الشمسية قبل اختيار أفضل بطارية لتطبيقك. لذا دعنا نبدأ.

 

سعة البطارية/مدة عملها

أولاً وقبل كل شيء، سعة التخزين هي أهم شيء يجب معرفته عن بطارية الليثيوم أيون 12 فولت. يتم قياس سعة التخزين بالواط ساعة (Wh) أو بالأمبير ساعة (Ah) ل تقدير وقت تفريغ البطارية.

تتميز بطاريات الليثيوم أيون بقدرتها على تفريغ سعتها دون إلحاق الضرر بالنظام. وبالتالي، من السهل حساب مدة بقاء بطاريتك.

 

دورات الحياة

بعد ذلك، من الضروري التحقق من عدد دورات الحياة المقدرة لبطارية ليثيوم أيون 12 فولت قبل الشراء. يمكن أن تكون بطاريات الطاقة الشمسية باهظة الثمن، وتساعد أعداد دورات الحياة في تقدير عمر التخزين التقريبي.

مع مرور الوقت، تتدهور البطاريات ببطء وتفقد جزءًا من قدرتها على تخزين الكهرباء، والمعروفة باسم عمق التفريغ (DoD). عادةً ما تكون دورات الحياة تقديرًا لعدد أو نطاق من إعادة الشحن الكاملة قبل أن تصل البطارية إلى 80% من عمق التفريغ.

إذا كانت البطارية مصنفة عند 1000 واط ساعة مع 500 دورة حياة عند 80% من عمق التفريغ، فإنها يمكن أن تحتفظ بحوالي 800 واط ساعة من تخزين الكهرباء بعد 500 استخدام كامل.

 

مدة الصلاحية

تتمتع جميع بطاريات الليثيوم أيون 12 فولت بعمر افتراضي تقريبي يشير إلى المدة التي يمكن أن تظل فيها غير مستخدمة مع الحفاظ على سعة الشحن الخاصة بها. أحيانًا، يشير المصنعون إلى ذلك على أنه الحد الأقصى للمدة بين إعادة الشحن، بينما يحاول آخرون إخفاء المصطلح تمامًا.

تقييم مدة صلاحية جيد أمر حاسم إذا كنت تخطط لاستخدام حزمة بطارية ليثيوم أيون 12 فولت كمصدر طاقة طارئ فقط. في المناطق التي تفتقر إلى ضوء الشمس الكافي، يجب أن تحتوي أنظمة الطاقة الشمسية خارج الشبكة على عدة بطاريات ليثيوم أيون 12 فولت في متناول اليد لفترات طويلة من الاستهلاك.

إذا كنت تستخدم بطارية الليثيوم الشمسية الخاصة بك كل يوم، فإن مدة الصلاحية ليست مهمة للغاية. بشكل عام، أي شيء من 3 إلى 6 أشهر هو متوسط مدة الصلاحية النموذجية لبطاريات الليثيوم أيون عالية الجودة.

 

ضمان

بالطبع، مدة الصلاحية، دورات الحياة، وتصنيفات البطارية لا تعني شيئًا إذا كانت بطاريتك معيبة. مثل جميع الإلكترونيات، قد تعاني بطاريات الليثيوم الشمسية من أعطال، لذا فإن وجود ضمان جيد مهم لـ ضمان النجاح المستمر لنظامك خارج الشبكة.

تساعد فترات الضمان الطويلة، مثل سبع، 10، و12 عامًا، في الحصول على أفضل عائد على الاستثمار لبطارية الطاقة الشمسية الليثيوم. تقدم شركات مثل Lion Energy ضمانات مدى الحياة مع بعض منتجاتها. كما هو الحال دائمًا، من المهم قراءة الشروط الدقيقة في ضمان البطارية والحذر من القيام بأي شيء قد يبطل استرداد المبلغ بالكامل.

 

ميزات نظام إدارة البطارية (BMS)

بالمقارنة مع بطاريات AGM وبطاريات الرصاص الحمضية، فإن بطاريات الليثيوم أيون 12 فولت عمومًا تحتوي على ميزات إدارة بطارية أكثر تقدمًا. بطاريات الليثيوم أيون المتقدمة المزودة بنظام إدارة بطارية ذكي تمتص مؤقتًا جهودًا أعلى وتسمح بعملية شحن وتفريغ عالية الكفاءة.

بشكل عام، تعتبر أنظمة إدارة البطاريات الذكية التي تضبط تدفقات الكهرباء تلقائيًا ميزات متميزة ومصممة لـ الحماية من الأضرار المحتملة للنظام.

بفضل التطورات الأخيرة، فإن بعض بطاريات الليثيوم أيون الأحدث المتاحة في السوق تجعل من السهل التحكم الكامل في نظام إدارة البطارية الداخلي. بينما تستخدم بعض الشركات تطبيقًا (انظر KiloVault أدناه)، تستخدم شركات أخرى شاشة LED أو LCD مدمجة.

 

تصنيف درجة الحرارة

أخيرًا وليس آخرًا، ضع في اعتبارك تصنيف درجة الحرارة لبطارية 12 فولت LiPo قبل اتخاذ قرارك النهائي. إذا كنت تخطط لأخذ بطاريتك إلى ظروف الطقس البارد (في شاحنة، أو منزل متنقل، أو منزل)، فمن الجيد أن تعرف أن تقنيتك يمكن أن تعمل دون أن تعرضك للبرد.

هناك بعض تصنيفات درجات الحرارة التي يجب أخذها في الاعتبار. وهي أن البطاريات لديها تصنيفات درجة حرارة الشحن والتفريغ والتخزين التي تشير إلى كيفية استخدامها بأمان مع الحفاظ على ظروف التشغيل العادية.