بطارية ليثيوم فوسفات الحديد مقابل بطارية الرصاص الحمضية لتخزين الطاقة الشمسية

مقارنة بطاريات الطاقة الشمسية

عند اختيار البطاريات لتخزين الطاقة الشمسية، غالبًا ما ينحصر القرار بين خيارين مألوفين:LiFePO4 وحمض الرصاص.

تم استخدام بطاريات حمض الرصاص في أنظمة الطاقة الشمسية وأنظمة النسخ الاحتياطي لعقود وغالبًا ما يكون سعر الشراء الأولي أقل. بطاريات LiFePO4 تكلف أكثر في البداية، لكنها مناسبة بشكل أفضل للدورات المتكررة، وسعة استخدام أعمق، وتخزين الطاقة الشمسية على المدى الطويل.

يعتمد الخيار الأفضل على عدد مرات استخدام البطارية، ومقدار المساحة المتاحة، وما إذا كان المشروع يركز على أقل تكلفة أولية أو قيمة تشغيل أطول مدى.

LiFePO4 مقابل حمض الرصاص: الاختلافات الرئيسية

لماذا يعتبر عمر الدورة أكثر أهمية في تخزين الطاقة الشمسية

قد تظل بطارية النسخ الاحتياطي غير مستخدمة لفترات طويلة. بطارية الطاقة الشمسية مختلفة.

في نظام تخزين الطاقة الشمسية النموذجي، قد تشحن البطارية خلال النهار وتفرغ مرة أخرى كل مساء. يمكن أن يعني ذلك مئات دورات الشحن والتفريغ كل عام.

هنا يصبح الفرق بينبطاريات الليثيوم مقابل بطاريات حمض الرصاص الشمسيةمهمًا.

يمكن لبطاريات حمض الرصاص توفير خدمة نسخ احتياطي موثوقة، ولكن الدورات العميقة المتكررة تسرع التآكل بشكل عام. كيمياء LiFePO4 مناسبة بشكل أفضل للدورات المتكررة، وهذا هو سبب شيوعها في تخزين الطاقة السكني والتجاري الحديث.

السعة القابلة للاستخدام: كيلوواط ساعة المقدرة ليست القصة الكاملة

قد يتم تصنيف بطاريتين بنفس القدرة 10 كيلوواط ساعة، ولكن هذا لا يعني بالضرورة أن كليهما يجب أن يوفر نفس الكمية من الطاقة القابلة للاستخدام كل يوم.

عادةً ما يتم تشغيل أنظمة حمض الرصاص بشكل أكثر تحفظًا لحماية عمر البطارية. يمكن لبطاريات LiFePO4 عادةً استخدام جزء أكبر من سعتها المقدرة، اعتمادًا على عمق التفريغ المحدد من قبل الشركة المصنعة.

هذا مهم لأن نظام حمض الرصاص قد يتطلب سعة بطارية اسمية أكبر لتوفير نفس الطاقة اليومية العملية مثل نظام LFP.

LiFePO4 مقابل AGM: هل هما نفس المقارنة؟

AGM هو نوع من بطاريات حمض الرصاص.

على عكس بطاريات حمض الرصاص التقليدية السائلة، فإن بطاريات AGM محكمة الإغلاق ولا تتطلب إعادة تعبئة الماء بانتظام. هذا يجعلها أسهل في التركيب والصيانة في العديد من تطبيقات الطاقة الشمسية والنسخ الاحتياطي.

ومع ذلك، لا يزال AGM يستخدم كيمياء حمض الرصاص، لذا تظل خصائصه العامة مختلفة عن LiFePO4.

أي بطارية تشحن أسرع؟

تسمح بطاريات LiFePO4 بشكل عام بمعدلات شحن أعلى من بطاريات حمض الرصاص المماثلة.

يمكن أن يكون هذا مفيدًا في تطبيقات الطاقة الشمسية حيث يكون نافذة الشحن محدودة.

على سبيل المثال، قد يحتاج النظام إلى استعادة سعة بطارية كبيرة خلال بضع ساعات فقط من إنتاج الطاقة الشمسية القوي في منتصف النهار.

يمكن للبطارية التي يمكنها استقبال الطاقة بشكل أسرع الاستفادة بشكل أفضل من توليد الطاقة الكهروضوئية المتاح - بشرط أن يدعم العاكس ومصفوفة الطاقة الشمسية ونظام إدارة البطارية (BMS) أيضًا تيار الشحن المطلوب.

أي بطارية أكثر كفاءة؟

تفقد كل بطارية بعض الطاقة أثناء الشحن والتفريغ.

تمتلك بطاريات LiFePO4 بشكل عام كفاءة أعلى في دورة الشحن والتفريغ من بطاريات حمض الرصاص، مما يعني أن نسبة أكبر من الطاقة المستخدمة لشحن البطارية يمكن تسليمها لاحقًا إلى النظام.

بالنسبة لبطارية يتم تدويرها بشكل متقطع، قد يكون هذا الاختلاف صغيرًا نسبيًا من الناحية العملية. بالنسبة لنظام الطاقة الشمسية الذي يتم تدويره كل يوم تقريبًا، تتراكم هذه الخسائر بمرور الوقت.

ماذا عن الوزن ومساحة التركيب؟

بطاريات حمض الرصاص ثقيلة ويمكن أن تتطلب مساحة تركيب كبيرة عندما تكون هناك حاجة لسعة طاقة كبيرة.

توفر LiFePO4 المزيد من الطاقة القابلة للاستخدام من نظام بطارية أصغر وأخف وزنًا.

يمكن أن يكون هذا مهمًا لـ:

• البطاريات المنزلية المثبتة على الحائط
• غرف المعدات ذات المساحة الأرضية المحدودة
• مجموعات البطاريات المثبتة في الرفوف
• تركيبات الطاقة الشمسية المحدثة
• المشاريع التي يكون فيها النقل والمناولة مهمين

أي بطارية تتطلب المزيد من الصيانة؟

يعتمد هذا جزئيًا على نوع بطارية حمض الرصاص.

يمكن لبطاريات حمض الرصاص السائلة أن تتطلب فحص الإلكتروليت والتهوية والمزيد من الصيانة الروتينية. بطاريات AGM محكمة الإغلاق وتتطلب صيانة أقل بكثير.

بطاريات LiFePO4 أيضًا منخفضة الصيانة بشكل عام، لكنها تعتمد على نظام إدارة البطارية (BMS) الإلكتروني لمراقبة جهد الخلية والتيار ودرجة الحرارة وحدود التشغيل.

لتخزين الطاقة الحديث، يعد نظام إدارة البطارية (BMS) جزءًا مهمًا من تشغيل البطارية وليس ملحقًا اختياريًا.

كيف تتصرف البطاريات تحت الحمل؟

يميل جهد بطارية حمض الرصاص إلى الانخفاض بشكل ملحوظ مع تفريغ البطارية وعند تطبيق أحمال ثقيلة.

تحافظ بطاريات LiFePO4 بشكل عام على جهد تشغيل أكثر استقرارًا خلال جزء كبير من دورة التفريغ.

بالنسبة لأنظمة الطاقة الشمسية القائمة على العاكس، يمكن أن يساعد جهد البطارية المستقر في توفير أداء أكثر قابلية للتنبؤ، على الرغم من أن قدرة التيار للبطارية وحدود نظام إدارة البطارية (BMS) لا تزال بحاجة إلى مطابقة العاكس.

أيهما أفضل للاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية اليومي؟

بالنسبة لنظام مصمم لتخزين الطاقة الشمسية كل يوم واستخدامها كل مساء، فإن LiFePO4 هو الخيار الأنسب عادةً.

السبب ليس ميزة واحدة. إنه مزيج من:

• قدرة الدورة المتكررة
• سعة استخدام أعلى
• شحن أسرع
• وزن أقل
• كفاءة أعلى
• صيانة روتينية منخفضة

تتوافق هذه الخصائص بشكل وثيق مع طريقة عمل أنظمة الطاقة الشمسية والتخزين الحديثة.

أيهما أفضل للنسخ الاحتياطي للطوارئ فقط؟

هنا يصبح الجواب أقل أحادية الجانب.

إذا كان من المتوقع أن تظل البطارية في وضع الاستعداد معظم الوقت وتعمل فقط أثناء انقطاع التيار المتقطع، فقد يظل نظام حمض الرصاص أو AGM معقولًا اقتصاديًا.

يمكن أن يكون سعر الشراء الأقل جذابًا عندما:

• انقطاع التيار نادر
• لا تكون الدورات اليومية مطلوبة
• المساحة والوزن ليسا من الشواغل الرئيسية
• يستخدم النظام بالفعل معدات شحن حمض الرصاص متوافقة

في هذا النوع من التطبيقات، قد لا يوفر دفع المزيد لقدرة دورة عالية جدًا نفس القيمة كما هو الحال في نظام تخزين الطاقة الشمسية اليومي.

ماذا عن المناخات الحارة؟

تؤثر درجة الحرارة على كلتا تقنيتي البطاريات.

يمكن أن تؤدي درجة الحرارة المحيطة المرتفعة إلى تسريع شيخوخة البطارية، بينما يمكن أن تؤثر درجة الحرارة المنخفضة أيضًا على أداء الشحن.

تشتهر كيمياء LiFePO4 بالاستقرار الحراري الجيد، ولكن لا تزال البطارية بحاجة إلى العمل ضمن نطاق درجة حرارتها المحدد.

بالنسبة لمشاريع الطاقة الشمسية في المناخات الحارة، يجب على المشترين التحقق من مواصفات درجة حرارة التشغيل الفعلية وبيئة التركيب وأي متطلبات تبريد أو تهوية بدلاً من افتراض أن كيمياء واحدة لا تتأثر بالحرارة.

أي بطارية تكلف أقل على مدى عمرها؟

هذا هو أحد أهم الأسئلة فيمقارنة بطاريات الطاقة الشمسية.

عادةً ما يفوز حمض الرصاص بسعر الشراء الأولي. يمكن أن تصبح LiFePO4 أكثر تنافسية عندما يتم تدوير البطارية بشكل متكرر على مدى سنوات عديدة.

يجب أن تشمل المقارنة الصحيحة:

بالنسبة لبطارية تستخدم كل يوم، فإن أقل سعر شراء ليس دائمًا أقل تكلفة على المدى الطويل.

هل يمكنك استبدال حمض الرصاص بـ LiFePO4؟

أحيانًا، ولكن لا ينبغي التعامل معها على أنها مجرد تبديل بطارية بسيط.

قبل استبدال بنك حمض الرصاص الحالي بـ LiFePO4، تحقق من:

• جهد نظام البطارية
• نطاق جهد بطارية العاكس
• جهد الشحن
• أقصى تيار شحن
• أقصى تيار تفريغ
• إعدادات الجهد المنخفض
• متطلبات اتصال نظام إدارة البطارية (BMS)
• حجم الكابلات والصمامات والقواطع

قد يحتاج العاكس أو الشاحن المعد خصيصًا لحمض الرصاص إلى إعدادات مختلفة قبل استخدامه مع بطارية ليثيوم.

ما الذي يجب على مشتري الطاقة الشمسية مقارنته قبل الاختيار؟

بدلاً من السؤال فقط "أي كيمياء أفضل؟"، قارن البطارية بالمشروع الفعلي.

بطاريات LiFePO4 لتخزين الطاقة الشمسية

بالنسبة للمشاريع السكنية ومشاريع تخزين الطاقة الشمسية التي تتطلب دورات متكررة، تقدم Voltertechحلول بطاريات ليثيوم LiFePO4بجهود وسعات مختلفة.

على سبيل المثال،بطارية LiFePO4 سكنية بقوة 15.36 كيلوواط ساعة 51.2 فولت / 300 أمبير في الساعةيمكن إقرانها بعاكس متوافق لمتطلبات تخزين الطاقة الشمسية المنزلية الأكبر.

يجب اختيار البطارية الصحيحة وفقًا للحمل المطلوب، والاستخدام اليومي للطاقة، وسعة الطاقة الشمسية، ومواصفات العاكس، ومدة النسخ الاحتياطي.

أسئلة متكررة

أي بطارية يجب أن تختار؟

بالنسبة لمعظم أنظمة تخزين الطاقة الشمسية الحديثة التي تعمل كل يوم،عادة ما يكون LiFePO4 هو الخيار العملي الأطول مدى.

تصبح ميزته أقوى عندما يُتوقع أن تقوم البطارية بالدوران بشكل متكرر، وتخزين كمية كبيرة من الطاقة الشمسية القابلة للاستخدام، والعمل لسنوات عديدة مع صيانة محدودة.

لا يزال لحمض الرصاص و AGM مكان. إذا كانت البطارية مخصصة بشكل أساسي للنسخ الاحتياطي للطوارئ المتقطع وتكون التكلفة الأولية أكثر أهمية من أداء الدورة، فيمكن أن تظل حلاً معقولاً.

لذلك، يعتمد الاختيار الصحيح بشكل أقل على البطارية "الأفضل" بشكل عام وأكثر علىعدد مرات تدوير النظام، وكمية الطاقة التي يجب أن يوفرها، وما هو متوقع أن تكلفه المشروع على مدى عمره التشغيلي الكامل.