كيفية اختيار أفضل بطارية ليثيوم للطاقة الشمسية خارج الشبكة

العيش بشكل مستقل عن شركة المرافق هو حلم للكثيرين. سواء كنت تشغل كابينة عن بعد, منزل صغير, أو منزل بالحجم الكامل, تعتمد موثوقية نظامك على مكون واحد أساسي: خزن. بينما تولد الألواح الشمسية الطاقة, هي عديمة الفائدة ليلا بدون طريقة قوية للحفاظ على تلك القوة.

في الماضي, كانت كتل الرصاص الحمضية الثقيلة هي المعيار. لكن, لقد تغيرت التكنولوجيا. اليوم, اختيار بطارية الليثيوم للطاقة الشمسية خارج الشبكة يعتبر على نطاق واسع أذكى استثمار لأمن الطاقة على المدى الطويل. توفر هذه الحلول الحديثة للتخزين كفاءة أفضل, أخف وزنا, وأعمار أطول بكثير.

التنقل في السوق قد يكون صعبا. هناك العديد من الكيمياءات, الفولتية, والعلامات التجارية التي يجب النظر فيها. قادة الصناعة مثل CNTE (شركة طاقة السديم المعاصرة, المحدوده.) لقد دفعت حدود ما يمكن لهذه البطاريات فعله, إنشاء حلول أنظمة تخزين الطاقة لجميع السيناريوهات تناسب احتياجات متنوعة. ستساعدك هذه المقالة على فهم ما يهم عند اختيار نظام التخزين الخاص بك.

لماذا يتفوق الليثيوم على حمض الرصاص في كل مرة

عندما تبدأ بمقارنة خيارات التخزين, سترى اثنين من المنافسين الرئيسيين: حمض الرصاص (الجمعية العامة, تعال هنا, أو مغمورة) والليثيوم. لسنوات, كان حمض الرصاص هو الخيار الأول لأنه رخيص في البداية. لكن هذا السعر المنخفض مضلل.

القدرة القابلة للاستخدام والكفاءة

أحد العوائق الرئيسية لبطاريات الرصاص-الحمضية هو عدم قدرتها على تفريغ كامل. عموما, يجب ألا تفرغ بطارية رصاص حمضية في الأسفل 50%. إذا كان لديك بنك 10 كيلوواط ساعة, يمكنك فعليا استخدام 5 كيلوواط ساعة فقط.

في المقابل, a بطارية الليثيوم للطاقة الشمسية خارج الشبكة يسمح بتصريف أعمق بكثير. معظم عبوات الليثيوم عالية الجودة يمكن تصريفها إلى 80% أو حتى 90% دون الإضرار بالكيمياء الداخلية. هذا يعني أنك تحتاج إلى بطاريات فيزيائية أقل للحصول على نفس كمية الطاقة القابلة للاستخدام. علاوة على ذلك, بطاريات الليثيوم تقريبا 95% كفاءة عند الشحن, بينما تفقد بطاريات الرصاص الحمضية حوالي 15-20% الطاقة كحرارة أثناء عملية الشحن.

العمر ودورة الحياة

الحجة الأكثر إقناعا لصالح الليثيوم هي طول العمر. قد تدوم بطارية حمضية الرصاص القياسية 500 ل 1,000 دورات. إذا كنت تدورها يوميا, قد تستبدل البنك بالكامل كل سنتين أو ثلاث سنوات.

فوسفات الحديد الليثيوم (ليف بو 4) البطاريات, وهي المعيار لتطبيقات الطاقة الشمسية, عادة ما يعرض 3,000 ل 6,000 دورات. بعض الطرازات الراقية ترفع حتى الأعلى. وهذا يعني أن تركيبا واحدا قد يستمر 10 ل 15 اعوام, تقليل النفايات الإلكترونية وعناء الاستبدال.

الميزات المهمة لبطارية الليثيوم للطاقة الشمسية خارج الشبكة

ليست كل بطاريات الليثيوم مصممة بنفس الطريقة. عند البحث عن حل يدعم نظام المنزل الكامل أو نظام جميع السيناريوهات, تحتاج إلى النظر إلى التقنية المحددة داخل الصندوق.

نظام إدارة البطاريات (خدمات اداره المباني)

دماغ بطاريتك هو جهاز BMS. تحمي الخلايا من الشحن الزائد, المحموم, والدوائر القصيرة. كما أن نظام BMS عالي الجودة يوازن الخلايا, مع التأكد من أنهم يشحنون ويفرجون بنفس المعدل. هنا تميز شركات مثل CNTE نفسها.

يدمج CNTE تقنية BMS متقدمة تتواصل بسلاسة مع المحولات ووحدات التحكم في الشحن الشمسية. في نظام خارج الشبكة, هذا التواصل ضروري. إذا أصبحت البطارية باردة جدا أو ممتلئة جدا, يأمر نظام BMS وحدة التحكم الشمسية بالتوقف عن إرسال الطاقة, منع الأضرار الكارثية.

معدل التصريف المستمر

سعة (يقاس بالأمبير-ساعة أو كيلوواط ساعة) يخبرك كيف طويل يمكنك إدارة الأمور. معدل التسريح يخبرك ماذا يمكنك الركض.

إذا كان لديك ميكروويف, مضخة بئر, ومكيف هواء, تحتاج إلى بنك بطارية يمكنه دفع الكثير من الأمبير دفعة واحدة. إذا كان تصنيف التصريف منخفضا جدا, سيتوقف النظام عن العمل عند تشغيل جهاز عالي الحمل, حتى لو كانت البطارية ممتلئة. دائما تحقق من مواصفات "أقصى تفريغ مستمر".

قياس حجم نظامك من أجل الاستقلالية

واحدة من أكبر الأخطاء التي يرتكبها صانعو الطاقة الشمسية اليدوية هي تقليل حجم التخزين. في نظام مرتبط بالشبكة, تعمل الشبكة كاحتياطي. في نظام خارج الشبكة, أنت وحدك.

لمقاس a بطارية الليثيوم للطاقة الشمسية خارج الشبكة, يجب أن تحسب "أيام الاستقلالية" الخاصة بك. هذا يشير إلى عدد الأيام التي يمكن أن يمتد فيها منزلك إذا لم يكن هناك شمس على الإطلاق.

حساب الحمل اليومي

ابدأ بسرد كل جهاز تملكه وعدد ساعات تشغيله. اضرب الواط في الساعات للحصول على واط-ساعة. لخص هذه الأمور لتحصل على مجموعك اليومي.

إذا كنت تستخدم 10,000 ساعات الواط (10كيلووات) في اليوم, وأنت تريد 3 أيام الحكم الذاتي (هامش أمان قياسي للطقس السيئ), تحتاج إلى 30 كيلوواط ساعة من التخزين القابل للاستخدام. نظرا لأن الليثيوم يمكن تفريغه بعمق, بنك 35 كيلوواط ساعة سيكون كافيا على الأرجح.

الجهد مهم: 12V, 24V, أو 48V?

لعربات التخييم الصغيرة, 12V جيد. لكن من أجل منزل, 48V هو المعيار الصناعي.

استخدام جهد أعلى يحافظ على انخفاض الأمبير. انخفاض الأمبيرات يعني أنه يمكنك استخدام مخفف, أسلاك أقل تكلفة, ومعداتك تعمل ببرودة أكثر. تركز معظم حلول تخزين الطاقة الحديثة لجميع السيناريوهات على معماريات 48 فولت أو المكدس عالية الجهد لتعظيم الكفاءة.

التركيب والعوامل البيئية

بطاريات الليثيوم قوية, لكن لديهم نقطة ضعف واحدة: درجات الحرارة الباردة.

التحكم في درجة الحرارة

لا يمكنك شحن معظم بطاريات الليثيوم حتى تحت درجة التجمد (32°F / 0درجة مئوية). القيام بذلك قد يفسد طبقة الليثيوم على الأنود بشكل دائم.

إذا كنت تعيش في مناخ بارد, لديك خياران. يمكنك تركيب البطاريات في مكان مدفأ, مثل كراج معزول أو غرفة خدمات. بدلا من ذلك, يمكنك شراء بطاريات تحتوي على عناصر داخلية ذاتية التسخين.

التكامل الذكي

الأنظمة الحديثة نادرا ما تكون مجرد بطارية ولوحة. هي أنظمة ذكية متكاملة. عند اختيار بطارية الليثيوم للطاقة الشمسية خارج الشبكة, تأكد من أن لديها قدرة على الاتصال بحلقة مغلقة.

هذا يسمح للبطارية ب "التحدث" مع العاكس الهجين. بدلا من الاعتماد على قراءات الجهد (والتي قد تكون غير دقيقة), تبلغ البطارية عن حالة الشحن الدقيقة لها (شركه نفط الجنوب) إلى العاكس. غالبا ما تصمم علامات تجارية مثل CNTE حزمها لتكون متوافقة مع التوصيل والتشغيل مع العلامات التجارية الكبرى للعواكس, مما يبسط عملية التركيب بشكل كبير.

الاقتصاد طويل الأمد

صحيح أن كتابة الشيك لبنك ليثيوم يضر أكثر من شراء بطاريات الرصاص الحمضية. لكن, "التكلفة المستوية للطاقة" (LCOE) يروي قصة مختلفة.

عند قسمة إجمالي سعر الشراء على إجمالي كمية الكيلوواط ساعة التي ستخزنها البطارية خلال عمرها البالغ 10 سنوات, الليثيوم أرخص لكل وحدة طاقة. تشتريه مرة واحدة, بينما كنت تشتري حمض الرصاص ثلاث أو أربع مرات خلال نفس العقد.

علاوة على ذلك, هناك تكلفة صيانة. غالبا ما تتطلب بطاريات الرصاص الحمضية فحص مستويات المياه, الشحنات المعادلة, وتنظيف التآكل. الليثيوم لا يحتاج إلى صيانة. لموقع نائي خارج الشبكة, قيمة عدم الحاجة للخروج للصيانة هائلة.

أنواع السلامة والكيمياء

ضمن عائلة الليثيوم, هناك كيمياءات مختلفة. الأكثر شيوعا هما الكوبالت الليثيوم نيكل المنغنيز (إن إم سي) وفوسفات الحديد الليثيوم (ليف بو 4).

لماذا LiFePO4 هو الأفضل للطاقة الشمسية

غالبا ما تستخدم بطاريات NMC في السيارات الكهربائية لأنها خفيفة جدا وغنية بالطاقة. لكن, هم أكثر عرضة للهروب الحراري (اشتعال النار) إذا تضررت.

ليف بو 4, أو LFP, أثقل قليلا لكنه أكثر استقرارا بكثير. له عتبة إشعال حرارية أعلى ومن الصعب جدا إشعاله. لنظام منزلي ثابت حيث الوزن ليس هو المهم الأساسي, LiFePO4 هو الأكثر أمانا, خيار طويل الأمد. هذه هي الكيمياء المستخدمة في معظم منتجات التخزين الثابتة من الشركات المصنعة مثل CNTE.

التحول إلى الطاقة الشمسية هو رحلة نحو الاستقلال. وسيط التخزين الذي تختاره يحدد مدى سلاسة تلك الرحلة. بينما التكلفة الأولية أعلى, a بطارية الليثيوم للطاقة الشمسية خارج الشبكة يدفع تكاليفها من خلال الموثوقية, صفر صيانة, وعمر يمتد لعقد من الزمن.

من خلال التركيز على كيمياء LiFePO4, الحجم المناسب للجهد, وميزات BMS الذكية, تضمن أن تبقى أضواءك مضاءة حتى خلال أطول العواصف الشتوية. يواصل المصنعون المبتكرون مثل CNTE تحسين هذه التقنيات, مما يجعل من السهل أكثر من أي وقت مضى نشر أنظمة تخزين الطاقة لجميع السيناريوهات وتكون آمنة وفعالة. عندما تقطع السلك إلى الشبكة, تأكد من أن خطة الاحتياط مبنية على الليثيوم.

الأسئلة الشائعة

س1: هل يمكنني خلط علامات تجارية مختلفة من بطاريات الليثيوم في البنك الخاص بي خارج الشبكة؟?
A1: لا, من غير المستحسن جدا خلط علامات البطاريات, القدرات, أو الأعمار. حتى لو كانت كلها ليثيوم, الاختلافات في نظام إدارة البطاريات (خدمات اداره المباني) ويمكن أن تسبب المقاومة الداخلية اختلالات. وهذا يؤدي إلى انخفاض الأداء والمخاطر المحتملة على السلامة. استخدم دائما نفس البطاريات لبنك واحد.

س2: كم ستدوم بطارية الليثيوم للطاقة الشمسية خارج الشبكة?
A2: عادة ما تدوم بطارية LiFePO4 عالية الجودة بين المراحل 10 ل 15 اعوام, اعتمادا على الاستخدام. عادة ما يتم تصنيفها ل 3,000 ل 6,000 دورات التصريف. حتى بعد الوصول إلى هذا العد, عادة ما تظل البطارية تدوم تقريبا 80% من سعته الأصلية, أي أنه لا يزال قابلا للاستخدام لكنه يحمل طاقة أقل.

س3: هل أحتاج إلى عاكس خاص لبطاريات الليثيوم?
A3: لا تحتاج بالضرورة إلى عاكس "خاص", لكن تحتاج إلى واحدة قابلة للبرمجة. يجب أن يسمح لك العاكس بضبط جهود الشحن (الكتلة, الامتصاص, الطفو) لمطابقة متطلبات الليثيوم. من الناحية المثالية, يجب أن تستخدم عاكس يدعم "الاتصال المغلق" مع علامة البطارية الخاصة بك للحصول على أفضل أداء.

س4: هل يمكنني شحن بطارية الليثيوم الخاصة بي بمولد كهربائي؟?
A4: نعم, يمكنك. في الحقيقة, استخدام المولد هو طريقة نسخ احتياطية قياسية للأنظمة خارج الشبكة خلال فترات طويلة من الطقس الغائم. ستحتاج إلى شاحن تيار متردد أو وحدة عاكس/شاحن تأخذ طاقة التيار المتردد من المولد وتحولها إلى تيار مستمر لشحن بنك البطارية.

س5: هل من الآمن ترك بطاريات الليثيوم دون مراقبة لفترات طويلة?
A5: نعم, بطاريات الليثيوم ممتازة للعقارات غير المأهولة مثل كبائن العطلات. لديها معدل تفريغ ذاتي منخفض جدا (حول 2-3% في الشهر). إذا فصلت الأحمال وتأكدت من تخزينها بشحنة جزئية (حول 50-60%), يمكن أن تبقى لأشهر دون الحاجة إلى رسوم صيانة, على عكس بطاريات الرصاص الحمضية التي تموت.