بطارية ليثيوم أيون مقابل بطارية الرصاص الحمضية للاستخدام الشمسي

عند التسوق لشراء بطارية لتشغيل تطبيقك الشمسي، فأنت تريد معرفة بعض الأشياء الأساسية، على سبيل المثال، ما هو نوع الجهد الذي تحتاجه البطاريات للاستخدام الشمسي للعمل؟ ما مقدار السعة التي تحتاجها البطارية؟ وماذا تحتاج لمعرفته أيضًا عن البطاريات للاستخدام الشمسي؟ مع نمو الطاقات المتجددة، أصبحت البطاريات للاستخدام الشخصي والتجاري أكثر شيوعًا، هناك تقنيتان محل نزاع حاليًا هما بطاريات حمض الرصاص بطارية ليثيوم أيون، ولكن قبل اتخاذ القرار، من المهم فهم جميع العوامل المعنية.

ألقِ نظرة على جدول المقارنة بين عمر بطاريات الرصاص الحمضية وبطاريات Li-Ion ، الموضح أدناه.

1-مبدأ العمل

ستأخذك هذه المدونة بمقارنة جنبًا إلى جنب بين كلا الخيارين (البطارية)!

سواء كانت بطارية حمض الرصاص أو بطارية ليثيوم أيون، كلاهما يعملان في نفس مبدأ العمل بناءً على الكيمياء الكهربائية (حيث يقوم كلا النوعين من البطاريات بتخزين (شحن) وإطلاق (تفريغ) الإلكترونات (الكهرباء) من خلال التفاعلات الكهروكيميائية). كلاهما يتميز بأجزاء مثل قطبين كهربائيين: الأنود (-) ، الكاثود (+) ، المنحل بالكهرباء ، فاصل الغشاء ، إلخ.

لكن كلتا البطاريتين (حمض الرصاص وليثيوم أيون) تختلف عن بعضهما البعض حسب المادة المستخدمة لكل نوع بطارية:

2-أفضل قدرة

عندما يتعلق الأمر بقياس السعة بين حمض الرصاص والليثيوم أيون ، فإن الوزن هو العامل الأمثل. تعد بطاريات الاستخدام الشمسي التي تنقسم الى الليثيوم أيون أخف وزناً نسبيًا من حمض الرصاص حتى 6 مرات لنفس السعة ، وأكثر إحكاما ، وقوة تصل إلى الضعف.

إذا قارنا سعة كلتا البطاريتين ، فإن الليثيوم هو الأخف وزناً لأن كيلوغرام واحد من الليثيوم يحتوي على ذرات أكثر 29 مرة من الرصاص بالإضافة إلى أن جهد عمل ليثيوم أيون هو 3.2 فولت مقابل 2 فولت لحمض الرصاص ونتيجة لذلك ، يمكنك يخزن الكثير من الطاقة في 1 كجم من بطارية الليثيوم مقارنة بحمض الرصاص.

ألق نظرة على الجدول أدناه الذي يلخص سعة تخزين الطاقة لكلتا التقنيتين.

3-دورة الحياة

عندما يتعلق الأمر بعمر دورة البطاريات لأي نوع من استخدامات الطاقة الشمسية ، فإن بطاريات الرصاص الحمضية تحقق 600 دورة فقط أو دورة حياتية ، في حين أن بطارية ليثيوم أيون يمكن أن تصل إلى 900 إلى 1100. وتعتمد دورة الحياة في بطاريات الرصاص الحمضية بشكل كبير على المستوى من التفريغ (كم يستخدم لأجهزة الطاقة). ما هي دورة الحياة؟ دورة الحياة هي شيء ، مما يعني مقدار السعة التي تستخدمها قبل إعادة شحن البطارية.

عند تفريغ البطارية أو استخدامها لتشغيل كيفية التدفئة المركزية وغيرها من الأجهزة، قم بشحنها احتياطيًا باستخدام الألواح الشمسية ، ويتم تعريف هذه العملية على أنها دورة شحن واحدة / واحدة. وبالتالي ، لا يُقاس العمر الافتراضي للبطاريات بالأشهر أو السنوات التي تُستخدم فيها ، ولكن من حيث عدد دورات الشحن التي يمكن أن تتعامل معها قبل انتهاء صلاحيتها. على سبيل المثال ، قد تتحمل بطارية الرصاص الحمضية المختومة 100 دورة في 4 سنوات في المنزل عندما تكون الأسرة في عطلة ، في حين أن نفس البطارية قد تتحمل أكثر من 500 دورة في عام واحد في سكن بدوام كامل.

4-الكفاءة

عندما يتعلق الأمر بالكفاءة ، فإن بطارية ليثيوم أيون أكثر فاعلية (يتم شحن بطارياتك بشكل أسرع) مقارنة ببطاريات الرصاص الحمضية ، مما يعني تخزين المزيد من الطاقة الشمسية واستخدامها. يتم تصنيع بطاريات الرصاص الحمضية بطريقة ذات كفاءة تتراوح من 80 إلى 85٪ بناءً على الحالة والطراز ، بينما تتمتع بطاريات الليثيوم أيون بكفاءة تزيد عن 95٪. على سبيل المثال ، إذا كان لديك 1000 وات من الطاقة الشمسية التي تدخل البطاريات (حمض الرصاص) ، فلا يتوفر سوى 800-850 وات بعد عملية الشحن والتفريغ. وبالمثل ، إذا كان لديك 1000 واط من الطاقة الشمسية في البطاريات (ليثيوم أيون) ، فهذا يعني أن لديك أكثر من 950 واط من الطاقة المتاحة.

5-الاثر البيئي

بقدر ما يتعلق الأمر بالتأثير البيئي ، فإن بطاريات الليثيوم أيون الشمسية هي الخيار الأفضل. يتم الحصول على بطاريات الليثيوم أيون من التعدين ، ويتم استخدام كمية أقل من المواد في عملية التصنيع لتوفير سعة تخزين الطاقة الشمسية التي تقلل من التأثير على البيئة. لكن بطاريات الرصاص الحمضية تتطلب كمية أكبر من المواد الخام (مقارنة مع بطارية ليثيوم أيون) على الرغم من أن توفير مستوى مماثل من سعة تخزين الطاقة الشمسية وزيادة استخدام المواد الخام يعني بصمة كربونية أكبر ، مما يزيد من التأثير على البيئة. 

6-المتانة

تعد المتانة من أهم العوامل التي تأتي أولاً قبل التفكير في شراء البطاريات الشمسية مثل طريقة عمل السخان الشمسي وأي منتج آخر. إذا قارنا كلتا فئتي البطاريات ، فإن بطاريات الليثيوم أكثر متانة لأنها زادت من مدة حياتها (على مدى السنوات العشر الماضية) ، وتأتي بضمانات تصل إلى 10000 دورة أو 10 سنوات (70٪ + من السعة الأولية). ولكن ، تأتي بطاريات الرصاص الحمضية مع 5 سنوات فقط من الخدمة الجيدة (عند تفريغها بنسبة 50٪ من سعتها القصوى) تكون مدة الحياة منخفضة للغاية ، دعنا نقول ، إذا كانت هذه الأنواع من البطاريات يتم تفريغها بعمق في كل دورة (80٪ أو المزيد) ، ستعمل بطارية الرصاص الحمضية بشكل جيد لمدة 350 دورة أو سنة واحدة فقط.

7-السلامة

عندما يتعلق الأمر بمعرفة أمان كلتا فئتي البطاريات للاستخدام الشمسي (حمض الرصاص والليثيوم أيون) ، فإن كلاهما يحتوي على مواد خطرة يمكن أن تعيق المستخدمين وكذلك البيئة. ومع ذلك ، فإن معظم بطاريات الرصاص الحمضية المتوفرة الآن هي بطاريات خاضعة للتنظيم (VRLA) ولا تحتاج إلى صيانة ، ولهذا السبب ، تعتبر آمنة للاستخدام. وبالمثل ، فإن بطارية ليثيوم أيون شديدة الاشتعال عند ملامستها للهواء (أنظمة إدارة البطارية (BMS) التي تضمن عدم وجود شحن / تفريغ زائد).

ولكن بعد ذلك ، لجعل منتجاتهم آمنة ، يتقدم المصنعون تقنيًا في تنفيذ الاستراتيجيات المختلفة الموضحة في الجدول أدناه:

8-التكلفة

عندما يتعلق الأمر بالتكاليف ، فإن بطاريات الرصاص الحمضية غير مكلفة من بطارية ليثيوم أيون. لذلك قد يكلف نظام البطاريات الشمسية المحتوية على حمض الرصاص آلاف الروبيات أقل من تكلفة بطارية ليثيوم أيون. هذه البطارية الشمسية الخاصة هي الخيار الأفضل لأولئك الذين لديهم رأس مال محدود للاستثمار فيها. ومع ذلك ، من المهم أن تتذكر أن بطاريات الليثيوم أيون متساوية أو أرخص من بطاريات حمض الرصاص عندما يتعلق الأمر بتعديل التكلفة على مدى دورة الحياة.

اقرأ المزيد: ازاي تختار السخان الجيد