لا يمكن المبالغة في أهمية الطاقة المتجددة. ونتيجة لذلك ، فإن الدول الكبرى لديها خطط لتحويل اقتصاداتها إلى الطاقة النظيفة. على سبيل المثال ، جعلت حكومة الولايات المتحدة تطوير الطاقة النظيفة ودمجها في الاقتصاد أ النقطة المحورية لإدارتها. على نفس المنوال ، تهدف الحكومة الصينية إلى تحقيق الحياد الكربوني بحلول عام 2060.
تعد أنظمة تخزين الطاقة جزءًا لا يتجزأ من هذا التحول إلى الطاقة المتجددة طاقة. منذ الطاقة المستمدة من مصادر الطاقة المتجددة عادة ما تكون متقطعة ، تمنح أنظمة تخزين الطاقة القدرة على تخزين الطاقة من مصادر متجددة عندما يكون هناك وفرة واستخدام هذه الطاقة المخزنة عند الحاجة.
البطاريات هي أكثر أشكال أنظمة تخزين الطاقة شيوعًا ، وستكون النقطة المحورية في هذه المقالة.
جدول المحتويات
تزايد استخدام وتأثير أنظمة تخزين الطاقة
5 أنواع من أنظمة تخزين طاقة البطاريات
كيفية اختيار أفضل البطاريات للاستخدام المنزلي والتجاري
تزايد استخدام وتأثير أنظمة تخزين الطاقة
في عام 2020 ، عانت ولاية كاليفورنيا من انقطاع التيار الكهربائي عن الشبكة. بينما يحدث هذا بين الحين والآخر ، يعد هذا فريدًا لأن مصادر الطاقة خارج الشبكة لديها سعة كافية لإعادة إمداد الشبكة. لكن، لم يتم استخدام هذا لأن أنظمة تخزين الطاقة غير مجهزة لذلك.
لمنع حدوث مماثل في المستقبل ، لدى كاليفورنيا خطط لضمان وجود على الأقل مليون بطارية منزلية بحلول عام 1.
هذه مجرد نقطة واحدة في الاتجاه العام نحو الاعتراف بأهمية تحسين أنظمة تخزين الطاقة.
وفقًا وود ماكنزي، تضاعفت سعة تخزين الطاقة العالمية ثلاث مرات تقريبًا على أساس سنوي في عام 2021 من خلال الوصول إلى سعة 12 جيجاوات. علاوة على ذلك ، من المتوقع أن يصل إلى علامة 1 تيراواط ساعة بحلول عام 2030. كل هذا يشير إلى النمو المحتمل والفرص في قطاع تخزين الطاقة.
5 أنواع من أنظمة تخزين طاقة البطاريات
البطاريات هي الطريقة الأساسية لأنظمة تخزين الطاقة. ومع ذلك ، لا يمكن استخدام جميع البطاريات لهذا الغرض. هناك أنواع مختلفة من البطاريات يمكنك استخدامها لهذا الغرض مع إيجابيات وسلبيات فردية.
وهنا بعض منها:
بطاريات ليثيوم أيون
بطاريات ليثيوم أيون هي أكثر أنواع البطاريات شيوعًا. من المحتمل أن تكون على دراية بها بشكل مباشر أو غير مباشر لأنها تستخدم لتشغيل الهواتف وأجهزة الكمبيوتر المحمولة. بالإضافة إلى ذلك ، حول 90٪ من أنظمة تخزين طاقة البطاريات استخدم بطاريات الليثيوم أيون. هذا لأنها خفيفة الوزن وكثيفة الطاقة ولها العديد من المزايا الأخرى.
ومع ذلك ، فهي عادة ما تكون أكثر تكلفة مقارنة بأنواع البطاريات الأخرى. على الرغم من ذلك ، فإن وزارة الطاقة الأمريكية تعتبرهم الخيار الأفضل عندما يتعلق الأمر بالأداء.
بطاريات الرصاص الحمضية
تستخدم بطاريات الرصاص الحمضية على نطاق واسع جدًا. وذلك لأنها البطاريات المستخدمة بشكل أساسي في السيارات. تعتبر هذه البطاريات صديقة للبيئة بشكل استثنائي حيث يمكن إعادة تدوير حوالي 80٪ من مكوناتها. كما أنها رخيصة الثمن نسبيًا، على الرغم من قصر عمرها الافتراضي.
بطاريات التدفق
تستخدم بطارية التدفق محلول إلكتروليت سائل لتخزين الطاقة. عادة ما يكون لهذا النوع من البطاريات سعة كبيرة. ومع ذلك ، فإن كفاءة الرحلة ذهابًا وإيابًا منخفضة ، مما يعني أنها تستهلك طاقة أكثر بكثير مما توفره. واعترافًا بذلك ، صرحت وزارة الطاقة الأمريكية أنه سيكون هناك زيادة الكفاءة بمرور الوقت.
نظرًا لسعته الكبيرة ، يعد هذا النوع من البطاريات مثاليًا للمشاريع الكبيرة التي تحتاج إلى طاقة في عشرات الميجاوات. من السهل أيضًا التوسع بمجرد إجراء الاستثمار الأولي.
كبريت الصوديوم
تستخدم بطاريات الصوديوم الكبريتية الصوديوم والكبريت المنصهر. الكبريت هو الشحنة الموجبة أثناء
الصوديوم هو الشحنة السالبة. تمنح هذه التركيبة البطارية معدل احتفاظ عالي للطاقة - حوالي 90٪.
كما أنها أكثر استدامة من بطاريات الليثيوم أيون لأن موادهم وفيرة في القشرة الأرضية.
ومع ذلك ، للاستفادة منها ، عليك إبقائها ساخنة بين 572 إلى 662 درجة فهرنهايت ، مما يجعلها غير مناسبة للاستخدام السكني.
هناك استخدام واسع النطاق لنظام تخزين طاقة البطارية هذا في أماكن مثل اليابان وأبو ظبي.
بطاريات المياه المالحة
تستخدم بطارية المياه المالحة الصوديوم كموصل أساسي لها ، وهو نفس الصوديوم المستخدم في ملح الطعام. لذلك ، فهو آمن تمامًا ولا يوجد خطر كبير من اندلاع حريق أثناء الاستخدام. كما أنها لا تستخدم مواد سامة مثل حمض الرصاص أو الليثيوم ، مما يجعلها قابلة لإعادة التدوير بسهولة.
ومع ذلك ، فإن هذه البطارية ذات كثافة طاقة منخفضة ، ونتيجة لذلك ، عادة ما تكون أكبر من البطاريات الأخرى. هذه الزيادة في الحجم تجعلها باهظة الثمن نسبيًا.
كيفية اختيار أفضل البطاريات للاستخدام المنزلي والتجاري
يجب مراعاة عدة عوامل عند اختيار نظام تخزين طاقة البطارية. يشملوا:
القوة والقدرة
سعة البطارية هي في الأساس المدة التي ستستغرقها عند تشغيل منزلك أو عملك. يتم التعبير عن ذلك عادةً بالكيلوواط / ساعة (kWh). تحدد طاقة البطارية شدة الطاقة التي تفرغها البطارية عند استخدامها. يتم التعبير عن هذا في كيلوواط.
إذا كانت البطارية ذات طاقة عالية وسعة منخفضة ، فيمكنك استخدامها لتشغيل الكثير من المعدات ، ولكن لفترة قصيرة. إذا كانت ذات طاقة منخفضة وقدرة عالية ، فيمكنك استخدامها لمعدات أقل ، لكنها تدوم لفترة أطول.
عمق التفريغ
يجب أن تحتفظ البطارية دائمًا بشحن حتى تعمل. هذا يعني أنك نادرًا ما تستهلك السعة الإجمالية للبطارية. عمق التفريغ هو النقطة التي يتعين عليك عندها شحن البطارية.
على سبيل المثال ، إذا كانت البطارية تحتوي على عمق تفريغ بنسبة 90٪ وبسعة 10 كيلو وات في الساعة ، فإن الحد الأقصى الذي يمكنك استخدامه هو 9 كيلو وات في الساعة قبل أن يُطلب منك شحنها.
كفاءة الرحلة ذهابًا وإيابًا
كفاءة البطارية ذهابًا وإيابًا هي النسبة المئوية للطاقة التي يمكنك استخدامها مقارنة بكمية الطاقة التي تغذيها في البطارية. على سبيل المثال ، إذا قمت بتزويد بطارية بقوة 5 كيلو وات ولا يمكنك استرداد سوى 4 كيلوواط في المقابل ، فإن كفاءة الرحلة ذهابًا وإيابًا هي 80٪.
الضمان
عادة ما يكون ضمان البطارية ضمانًا من الشركة المصنعة لحالة سعة البطارية بعد مرور بعض الوقت. على سبيل المثال ، إذا كان ضمان البطارية 70٪ بعد عشر سنوات ، فهذا يعني أنه في غضون عشر سنوات ، يمكنك أن تتوقع أن تفقد البطارية حوالي 30٪ من طاقتها.
منتج
تحتاج أيضًا إلى التفكير في منتج البطارية عند الشراء. هل يجب أن تذهب إلى شركة ناشئة أو مخضرم أشهب؟ عادةً ما تكون البطاريات التي تصنعها الشركات الناشئة أكثر إبداعًا ، لكن الشركة الناشئة لها سجل قصير نسبيًا.
بالنسبة للمحارب المخضرم ، يتم عكس الأدوار. يمكنك أن تكون متأكدًا من السجل الحافل للمحاربين القدامى ، ولكن قد يكون هناك قدر أقل من الابتكار في وظائف البطارية.
وفي الختام
حتى الآن ، ناقشنا الأنواع المختلفة لأنظمة تخزين الطاقة. ذكرنا أيضًا بعض النصائح التي يجب مراعاتها عند اختيار نظام تخزين الطاقة المثالي. كل هذا لضمان حصولك على أفضل نظام لتخزين الطاقة لاحتياجاتك.
