كيفية تمديد عمر دورة حزمة بطارية الليثيوم أيون لتخزين الطاقة الشمسية؟

تشمل أنظمة تخزين الطاقة الشمسية الألواح الشمسية والبطاريات كمكونات أساسية. إن حزمة بطارية الليثيوم أيون المدمجة في هذه الأنظمة تحدد بشكل مباشر كفاءتها وانحلال حزمة البطارية. بالنسبة لمستخدمي الطاقة الشمسية، يساعد زيادة عمر دورة حزمة بطارية الليثيوم أيون في استقرار التكلفة وتوفير طاقة مستمرة من الألواح الشمسية والبطاريات. تؤثر عوامل مثل الشحن الخاطئ، ودرجات الحرارة القصوى، والاستخدام المفرط تأثيراً كبيراً على عمر دورة حزمة البطارية. ومن الضروري معرفة كيفية حماية حزمة بطارية الليثيوم أيون بالنسبة للألواح الشمسية والبطاريات.

العلاقة بين الألواح الشمسية والبطاريات في أنظمة تخزين الطاقة  

في أنظمة تخزين الطاقة الشمسية، تعمل البطاريات والألواح الشمسية بشكل تنسيقي وثيق. تقوم الألواح الشمسية بتحويل ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية، ثم تقوم حزمة البطارية الليثيوم أيون بتخزينها لاستخدامها في حالة غياب أشعة الشمس، أو في الليل، أو أثناء الطقس الغائم. ويتأثر شحن حزم البطاريات تأثرًا كبيرًا بأداء الألواح الشمسية. فإذا كانت الألواح الشمسية تُنتج تيارًا أو جهدًا غير مستقر، فإن حزمة البطارية ستخضع لعملية شحن غير منتظمة، مما يؤدي إلى إتلاف دورة عمر حزمة البطارية بشكل بالغ.

إن حزمة البطارية الجيدة مهمة لأنها تضمن تخزين الطاقة الناتجة عن الألواح الشمسية بشكل صحيح واستخدامها بالشكل المطلوب. ويُبرز الترابط التشغيلي الجيد بينهما أهمية تحسين توافق الألواح الشمسية مع حزم البطاريات لتعزيز دورة عمر حزمة البطارية الليثيوم أيون. وذلك لأنه يسمح باستخدام حزمة البطارية بشكل متكرر أكثر ضمن نفس الإطار الزمني.

تعاني حزم بطاريات الليثيوم أيون المستخدمة في تخزين الطاقة الشمسية من مشاكل مختلفة في استنزاف عمر الدورة. وتشمل أهم هذه المشاكل الشحن الزائد والتفريغ العميق. فعند شحن الحزمة بما يتجاوز الحد الأقصى المسموح به، أو تفريغها دون المستوى الأدنى الموصى به، يتعرض هيكل خلية البطارية للتلف. كما يمكن أن يؤدي ضعف التهوية حول حزمة البطارية إلى ارتفاع درجة حرارتها بشكل مفرط. وأخيرًا، يؤدي استخدام شواحن أو عاكسات غير معتمدة، وكذلك استخدام تيار وجهد غير مناسبين، إلى شحن الحزمة بشكل غير كفء، بل وقد يتسبب في تلفها، مما يسهم أيضًا في استنزاف عمر الدورة.

نصائح عملية لتمديد عمر دورة حزم بطاريات الليثيوم أيون

بالنسبة لبطاريات الليثيوم أيون المُستخدمة في تخزين الطاقة الشمسية، هناك العديد من الاستراتيجيات العملية التي تتضمن التفاعل بين بطاريات الطاقة الشمسية والألواح. أولاً، تحديد حد تحكم في النطاق الخاص بالإقلاع والإيقاف. إن الحفاظ على حالة شحن حزمة البطارية بين 20 إلى 80 بالمئة هو الأمثل. تُعد معظم أنظمة تخزين الطاقة الشمسية قابلة للتكوين فيما يتعلق بالشحن والتفريغ، مما يجعل من الممكن منع الشحن الزائد والتفريغ العميق. ثانيًا، التوقيت المناسب لمدى درجة الحرارة التشغيلية. يُعد التهوية الجيدة ونطاق درجة الحرارة من 15 إلى 25 درجة مئوية هو المثالي. بالنسبة للمناخات الحارة، يجب أن تكون البطاريات مزودة بتبريد نشط أو سلبي. أما في المناخات الباردة، فيجب أن تكون البطاريات مزودة بعوازل أو عناصر تسخين نشطة. وأخيرًا، يجب إجراء صيانة دورية للبطاريات. تأكد من أن التوصيلات بين الألواح الشمسية والبطاريات مشدودة ونظيفة لمنع التآكل وضمان تبديد الحرارة بشكل جيد. كما أن التنظيف المنتظم لأسطح البطاريات يساعد في الصيانة ويمنع تراكم الغبار.

أهمية التكوين الصحيح للنظام في حماية الألواح الشمسية والبطاريات  

أهمية التكوين الصحيح للنظام في حماية الألواح الشمسية والبطاريات تكمن في تمديد عمر دورة بطارية الليثيوم أيون.

الخطوة الأولى هي مطابقة سعة الألواح الشمسية مع بطاريات الطاقة الشمسية. عندما تكون الألواح أكثر قوة والبطاريات الثانوية أضعف، فسوف يؤدي ذلك إلى شحن زائد للبطاريات. وعندما تكون الألواح الشمسية أصغر من البطاريات، فإن البطاريات لن تُشحن لفترة طويلة مما قد يتسبب في ضرر دائم. الخطوة التالية هي الحصول على وحدات تحكم شحن عالية الجودة. حيث تقوم وحدة التحكم عالية الجودة بتنظيم التيار والجهد ومنع البطاريات من مخاطر الضرر الناتج عن الشحن الزائد أو التفريغ العميق. كما أنها تقوم أيضًا بتعديل المعايير المستخدمة في الشحن بناءً على درجة الحرارة. وأخيرًا، اختر عاكس طاقة متوافق. فالعاكسات تقوم بتحويل التيار المستمر من البطارية إلى تيار متناوب يمكن للمنزل استخدامه. وقد يؤدي العاكس غير المتوافق إلى تذبذب في التيار الكهربائي، مما يؤثر سلبًا على البطاريات وعلى الأجهزة المتصلة. مراقبة أداء البطارية والصيانة الدورية لها

الخطوة الأخيرة للحصول على البطاريات العاملة هي مراقبة الشحن والجهد والتيار ودرجة الحرارة. هناك العديد من أدوات المراقبة التي تساعد في تتبع بطاريات الطاقة الشمسية وحزم البطاريات الليثيومية.

تُزود أنظمة التخزين الحديثة للطاقة الشمسية بتطبيقات أو واجهات ويب لمراقبة الأنظمة في الوقت الفعلي. إذا لاحظت أي شيء غير طبيعي - مثل انخفاض كبير في الجهد أو ارتفاع غير معتاد في الحرارة - فاستجب بسرعة للتحقق من النظام. تتمثل الخطوة الثانية في إجراء فحوصات دورية منتظمة. كل ثلاث إلى ستة أشهر، تحقق مما إذا كان حزمة البطارية تحتوي على أي تسرب أو انتفاخ، أو ما إذا كانت العلبة تالفة بأي شكل. فحص الأسلاك التي تربط الألواح الشمسية بالبطاريات، وتأكد من أنها ليست متآكلة أو مهترئة، ويجب استبدال الأجزاء التالفة. أما الخطوة الثالثة فهي إجراء اختبار السعة سنويًا. يحدد اختبار السعة السنوي ما إذا كانت حزمة البطارية تفقد سعتها التخزينية. وعندما تنخفض السعة التخزينية إلى أقل من 80٪ من السعة الأصلية، فستحتاج حزمة البطارية إلى الاستبدال لمساعدة الألواح الشمسية والبطاريات على موازنة فقد الكفاءة.