مثلما تغير أنواع مختلفة من الألواح الشمسية كيفية تشغيل وصيانة نظام الطاقة الشمسية ، ستؤثر أنواع متعددة من البطاريات على أداء وصيانة نظام تخزين الطاقة الشمسية. إذا كان شخص ما يبحث عن منتج لتخزين الطاقة رخيص ودائم ، فقد تكون بطاريات الرصاص الحمضية هي السبيل للذهاب ، لكن هذا يتطلب المزيد من الصيانة. تعد أنظمة تخزين بطاريات الليثيوم أيون خيارًا سائدًا لأصحاب أنظمة الطاقة الشمسية التي تتطلب نهجًا لا يحتاج إلى صيانة ، ولكنها ليست مناسبة للبيئات القاسية.
قد تؤثر المستويات المختلفة لأعمال صيانة البطارية على نظام تخزين الطاقة المستخدم لتخزين الطاقة الشمسية بالإضافة إلى الطاقة. سيوضح ما يلي متطلبات الصيانة للعديد من منتجات تخزين طاقة البطاريات الشائعة المستخدمة في صناعة توليد الطاقة الشمسية: بطاريات الليثيوم أيون ، وبطاريات حمض الرصاص ، وبطاريات النيكل والكادميوم ، إلخ.
(1) بطارية ليثيوم أيون
بطاريات الليثيوم أيون هي منتج تخزين الطاقة المفضل لمعظم تطبيقات الطاقة الشمسية نظرًا لكثافتها العالية وانخفاض صيانتها وتكلفتها المنخفضة. بطاريات الليثيوم ليست مناسبة لبعض التطبيقات المحددة ، مثل نطاقات درجات الحرارة القصوى أو حيث يلزم تخزين الطاقة على المدى الطويل ، وقد تكون البطاريات الأخرى أكثر فعالية من حيث التكلفة. أكبر عنصر صيانة لبطاريات الليثيوم أيون هو معدل التحلل. تمامًا مثل بطاريات الهواتف المحمولة ، يتم استنفاد بطاريات الليثيوم المستخدمة في أنظمة تخزين الطاقة في منشآت الطاقة الشمسية بشدة بعد عدد معين من الشحنات والتفريغ. يجب أن يخطط المطورون لمعدل التدهور هذا. النوعان الأكثر شيوعًا من بطاريات الليثيوم أيون المستخدمة في مشاريع التخزين الشمسي الزائد هما بطاريات فوسفات حديد الليثيوم (LFP) وبطاريات الليثيوم والنيكل والكوبالت والمنغنيز (NMC).
(2) بطارية ليثيوم فوسفات الحديد (LFP)
بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LFP) هي بطاريات آمنة ومتينة. نظرًا لعدم استخدام الكوبالت ، لا توجد مشكلة هروب حراري (حريق) ، ولا توجد حاجة إلى إجراءات تهوية أو تبريد ، لذلك يمكن تركيبه بسهولة في الداخل ، مما يجعله مثاليًا لتطبيقات تخزين الطاقة السكنية. وفقًا لشركة Sonnen Corporation ، الشركة المصنعة لبطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LFP) ، تعتبر البطاريات مثالية لتطبيقات تخزين الطاقة الثابتة ، خاصةً عندما تكون البطاريات مطلوبة لتدويرها يوميًا لتحسين الاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية والخدمات المتصلة بالشبكة.
لا تتطلب بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LFP) مزيدًا من الصيانة ، ولكن مكان تركيبها يمكن أن يؤثر على الأداء. بطاريات الليثيوم مطلوبة لاستخدام نظام إدارة البطارية (BMS) الذي يراقب تلقائيًا درجة حرارة كل بطارية وحالة الشحن وعمر الدورة وما إلى ذلك لتحقيق أقصى قدر من الأداء. طالما تم تركيب نظام تخزين الطاقة في نطاق درجة حرارة وارتفاع مقبول ، فإن إجراءات الصيانة غير مطلوبة.
طالما يتم تخزين بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LFP) وتثبيتها في مكان يتوافق مع البيئة التي يتم فيها نشر المنتج ، فلا يلزم إجراء صيانة دورية. ومع ذلك ، من المهم الحفاظ على درجات حرارة البطارية بعيدًا عن التطرف لضمان الأداء المناسب. لا يلزم تحضير البطاريات للتغيرات الموسمية في درجات الحرارة. "
قد تواجه بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LFP) خطر الشحن الزائد وارتفاع درجة الحرارة وحتى الأضرار المادية والضغط ، لذلك يجب أن تكون آمنة. عند استخدام البطاريات في أماكن المعيشة أو بالقرب منها ، يعد اختيار البطارية الأكثر أمانًا كجزء أساسي من النظام بمثابة دليل مهم. "
(3) بطارية ليثيوم أكسيد الكوبالت والمنغنيز والنيكل (NMC)
بطاريات الليثيوم والنيكل والمنغنيز وأكسيد الكوبالت (NMC) متينة وآمنة للغاية طالما يتم مراقبتها بواسطة نظام إدارة البطارية. من خلال إضافة عناصر مثل النيكل والمنغنيز إلى كيمياء البطارية ، يمكن للبطارية تخزين كهرباء أكثر من الأنواع الأخرى من بطاريات الليثيوم أيون.
مثل بطاريات الليثيوم الأخرى ، لا تتطلب بطاريات أكسيد الكوبالت والنيكل والمنغنيز (NMC) صيانة كبيرة. سيقوم نظام إدارة البطارية (BMS) بمراقبة الجهد والتيار ودرجة حرارة البطارية لضمان السلامة وعمر التشغيل.
يمكن استخدام بطاريات أكسيد الكوبالت والنيكل والنيكل (NMC) في فصل الشتاء طالما تم تأكيد نطاق درجة الحرارة الآمن.
(4) بطارية الرصاص الحمضية
من المعروف أن بطاريات الرصاص الحمضية موثوقة وغير مكلفة. إن هياكلها الشبيهة بالشبكة مغمورة في إلكتروليتات حمضية ، والتي قد تتطلب إلكتروليتاتها تجديدًا طويل الأمد. البطاريات ثقيلة بسبب المواد ويجب تركيب بعضها في مناطق جيدة التهوية. إن متطلبات تشغيلها وصيانتها مفهومة جيدًا في هذه المرحلة ، لذا فهي مثالية لمعظم تطبيقات التخزين الشمسي بالإضافة إلى التخزين ويجب تخزينها في مكان جاف بدرجات حرارة معتدلة.
يجب فحص الوصلات الطرفية لبطاريات الرصاص الحمضية عدة مرات في السنة لضمان عدم فكها بمرور الوقت. تحتاج بطاريات الرصاص الحمضية المغمورة إلى التجديد بالماء المقطر بانتظام. بطاريات فاصل الألياف الزجاجية (AGM) وبطاريات حمض الرصاص الهلامية محكمة الإغلاق وبالتالي لا تتطلب تجديد الإلكتروليت.
إذا لم يتم استخدام بطارية الرصاص الحمضية مؤقتًا ، فيجب تخزينها بشكل صحيح. يتم تفريغ بطاريات الرصاص الحمضية ذاتيًا بمرور الوقت وتحتاج إلى شحنها إلى أدنى مستوى حتى عند عدم توصيلها بحمل. يختلف معدل التفريغ الذاتي هذا باختلاف درجة الحرارة ، حيث تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى زيادة معدل التفريغ ودرجات الحرارة المنخفضة تقلل من معدل التفريغ.
الصيانة المطلوبة لبطاريات الرصاص الحمضية ليست صعبة للغاية ، ولكن عبء الصيانة كبير. هذا ينطبق بشكل خاص على بطاريات الرصاص الحمضية التي تتطلب إضافة الماء ، والتي ستتعرض عند إضافة الماء المقطر إلى أعلى مستوى الإلكتروليت. يوصى بأن يرتدي أفراد صيانة البطارية نظارات وقفازات السلامة. إذا كان العميل يقوم بصيانة البطارية ، فيمكنه طلب المساعدة الخارجية لإكمال هذه المهمة.
(5) بطارية النيكل والكادميوم (NiCd)
تعتبر البطاريات القائمة على النيكل مثالية للتركيبات البعيدة خارج الشبكة في التطبيقات الصعبة حيث تتطلب طاقة احتياطية موثوقة ولا يمكن إجراء الصيانة الدورية لها. تعمل بشكل جيد في درجات الحرارة القصوى وظروف التفريغ العميقة.
على غرار أجهزة صيانة بطاريات الرصاص الحمضية ، يجب فحص بطاريات النيكل والكادميوم (NiCd) بانتظام وتجديد الإلكتروليت. نظرًا لأن بطاريات النيكل والكادميوم (NiCd) يمكن أن تعمل على نطاق واسع من درجات حرارة التشغيل ، فلا يتعين عليك الاستعداد للبرودة الشديدة في الشتاء ، ولكن لا يجب تخزين البطاريات في درجة حرارة أقل من -22 درجة فهرنهايت. ) يمكن تخزين البطاريات (غير متصلة بحمل) لمدة تصل إلى 12 شهرًا طالما كانت البيئة جافة وفي نطاق درجة الحرارة المناسبة.