تعد البطاريات، باعتبارها أحد أهم مكونات المقطورات الشمسية، ضرورية للتشغيل المستقر والموثوق لأنظمة المراقبة أو الإضاءة. ولذلك، فإن اختيار نوع البطارية المناسب أمر مهم للغاية. في BIGLUX، نقدم عادةً نوعين من البطاريات للاختيار. إذا لم تكن التكلفة مصدر قلق، فإننا نوصي بشدة باستخدام بطاريات LFP (الليثيوم)؛ ومع ذلك، نظرًا للمنافسة في السوق وعوامل أخرى، يختار العديد من العملاء أيضًا بطاريات الجل.
هناك سبب إضافي يجعلنا نفضل حاليًا بطاريات الهلام على مقطوراتنا المتنقلة لأنها تميل إلى أن تعمل بشكل أفضل في ظل الظروف المثلى الفرعية وهي أقل عرضة للأضرار العرضية أو الأضرار الناجمة عن الظروف البيئية الضارة. دعونا نحلل ونفهم الأنواع المختلفة من البطاريات ومزاياها وعيوبها.
فهم بطاريات LFP
بطارية LFP هي نوع من بطاريات الليثيوم أيون. إنها قابلة لإعادة الشحن ومفيدة في مجموعة متنوعة من التطبيقات. ومن المعروف أيضا باسم LiFePO4. LiFePO4 هو الشكل المختصر لـ "فوسفات الحديد الليثيوم". هذا الاسم يدل على تكوينه.
المادة الفعالة هي مركب الليثيوم المقحم. كما أنه يحتوي على الفوسفات والحديد والأكسجين. ويستخدم فوسفات الحديد الليثيوم (LiFePO4) كمادة الكاثود. وبالنسبة للأنود، فهو يستخدم قطبًا كربونيًا غرافيتيًا مع دعامة معدنية.
الخصائص الرئيسية لبطاريات LFP
الجهد والقدرة
الجهد هو مقياس الطاقة الكهربائية التي تخزنها البطارية. يرتفع مع شحن البطارية وينخفض عند تفريغها. تتمتع بطاريات LiFePO4 بمعدل شحن سريع. لديهم أيضًا عمق تفريغ يصل إلى 80٪. وبالتالي، لديهم عادة الجهد العالي والقدرة العالية.
كثافة الطاقة
يشير هذا إلى كمية الطاقة المخزنة في مساحة معينة. تتمتع بطاريات LiFePO4 بكثافة طاقة عالية. ومن ثم، فإنه سيتم تخزين المزيد من الطاقة لأي حجم معين ويعطي خرج طاقة أعلى.
دورة الحياة
عمر دورة البطارية هو عدد دورات الشحن والتفريغ التي يمكنها إكمالها قبل فقدان الأداء. تتمتع بطاريات LiFePO4 بدورة حياة طويلة متوقعة تبلغ 2000 - 10000 دورة.
ميزات السلامة
لا تحتوي بطاريات LiFePO4 على الرصاص والحمض. وبالتالي فهي أقل خطورة ولا تسبب التلوث. فهي صديقة للبيئة.
فهم بطاريات هلام
بطارية الهلام هي نوع من بطاريات الرصاص الحمضية. وهي تشبه في تركيبها بطارية حمض الرصاص النموذجية. والفرق الوحيد هو أنه يستخدم هلامًا قائمًا على السيليكا. يتم إنتاج الجل عن طريق خلط المنحل بالكهرباء مع السيليكا وحمض الكبريتيك. لا يستخدم الشوارد السائلة. وجميع الأحماض معلقة في مادة صلبة. هذه التركيبة تجعلها خالية من الانسكاب. كما أنها لا تحتاج إلى صيانة وتدعم عمليات التصريف الأعمق.
الخصائص الرئيسية لبطاريات GEL
الجهد والقدرة
لقد أثبتنا سابقًا أن معدل شحن البطارية يؤثر على جهدها وقدرتها. يتم شحن بطاريات GEL ببطء. وبالتالي، لديهم قيم الجهد المنخفض.
كثافة الطاقة
تتميز بطاريات GEL بكثافة طاقة منخفضة. وهذا يعني أن بطاريات الهلام سوف تتطلب تصميمًا أكثر ضخامة لسعتها التخزينية.
دورة الحياة
عند مقارنتها ببطاريات الرصاص الحمضية الأخرى، تتمتع بطاريات الجل بعمر دورة أطول. هذا لأنهم مختومون. كما أنها لا تحتاج إلى أي صيانة مثل إعادة ملء مستويات المياه أو ألواح التنظيف.
ميزات السلامة
تحتوي بطاريات الجل على الرصاص والحمض. هذه المكونات تسبب مخاطر بيئية. ولكنها تطلق كمية أقل من غاز الهيدروجين، وبالتالي تقلل من الضرر الذي يمكن أن يسببه.
بطاريات LFP مقابل بطاريات GEL
إذن أيهما أفضل؟ LiFePO4 أو بطاريات هلام؟ سأقوم بتحليلها لك بالتفصيل بناءً على مؤشرات مختلفة:
عمق التفريغ (وزارة الدفاع)
عندما تبدأ في تفريغ البطارية بشكل يتجاوز حدًا معينًا، فإنها تبدأ في التعرض للتلف. يقيس عمق التفريغ النسبة المئوية للشحنة الأولية التي يمكن تفريغها بأمان دون التسبب في ضرر.
بطاريات LFP:تتمتع بطاريات الليثيوم أيون الحديثة بعمق تفريغ يصل إلى 98٪. لذلك يمكنك تفريغ الشحنة بالكامل تقريبًا دون الإضرار بالوحدة. وهذا يوفر الظروف المثالية للاستخدام مع توفر معظم الطاقة المخزنة.
بطاريات جل:مثل بطاريات الرصاص الحمضية الأخرى، يبلغ عمق التفريغ حوالي 80% عندما تكون جديدة و50% عندما تكون قديمة. وهذا يجعلها أقل قدرة على المنافسة مقارنة ببطاريات الليثيوم أيون.
الفائز:تتمتع بطاريات الليثيوم أيون بأعلى عمق تفريغ ووقت تشغيل أطول.
عمر
بغض النظر عن النوع، يحدث انخفاض تدريجي في الأداء على مدار عمر البطارية. هناك وقت تصبح فيه البطارية عديمة الفائدة.
بطاريات LFP:تُعرف تقنية LFP بمتانتها الفائقة، حيث تتحلل عادةً بنسبة أقل من 1% سنويًا وتوفر حوالي 10,000 دورة حياة للشحن.
بطاريات جل:توفر بطاريات هلامية عمرًا مفيدًا يصل إلى حوالي 2000-3000 من دورات الشحن/التفريغ.
الفائز:تتمتع بطارية الليثيوم أيون بعمر افتراضي أطول بكثير، عادةً ما يكون أطول بحوالي خمس مرات من بطارية الجل.
الحجم والوزن
يعد الحجم مصدر قلق رئيسي للأشخاص الذين يعملون بمساحة محدودة. تزن بطاريات LFP أقل بنسبة 50% تقريبًا من بطاريات GEL بنفس سعة الطاقة.
بطاريات LFP:تزن بطاريات الليثيوم أيون أقل بسبب عدم وجود أي حمض سائل. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن لديها عمق تفريغ أعلى، يمكن لبطارية ليثيوم أيون أصغر حجمًا أن توفر نفس الطاقة التي توفرها بطارية حمض الرصاص الأكبر حجمًا.
بطاريات جل:تحتوي بطاريات GEL على سائل حمض الكبريتيك الشبيه بالهلام، مما يزيد الوزن. بالإضافة إلى ذلك، يعني عمق التفريغ المنخفض أنك بحاجة إلى بطارية عالية السعة (كبيرة) لأي تطبيق معين.
الفائز:تعتبر بطاريات الليثيوم الخيار الأفضل من حيث الوزن والحجم.
وقت الشحن والكفاءة
بطاريات LFP:ونظرًا لكفاءتها العالية، يمكن لبطاريات الليثيوم الأصغر حجمًا أن تقوم بنفس وظيفة بطاريات الجيل الأكبر حجمًا. كما أنها تشحن بشكل أسرع.
بطاريات جل:على الرغم من أنها تشحن بشكل أسرع بكثير من بطاريات الرصاص الحمضية الرطبة، إلا أن بطاريات GEL لا تزال تشحن بشكل أبطأ بكثير عند مقارنتها ببطاريات أيونات الليثيوم.
الفائز:يتم شحن بطاريات LiFePO4 بشكل أسرع من بطاريات GEL وأسرع بأربع مرات من بطاريات الرصاص الحمضية العامة.
نطاق درجة حرارة التشغيل
بطاريات LFP:تتمتع بطاريات LFP بنطاق محدود لدرجة حرارة التشغيل ويجب مراعاة النطاقات بدقة وإلا سيحدث ضرر لا يمكن إصلاحه.
نطاق الشحن: 32 فهرنهايت إلى 114 فهرنهايت
نطاق التفريغ: -4 فهرنهايت إلى 130 فهرنهايت
بطاريات جل:في حين أن جميع البطاريات تستفيد من درجات حرارة التشغيل المثالية، فإن بطاريات GEL أكثر مقاومة للتلف عند درجات الحرارة القصوى. عندما تنخفض درجات الحرارة إلى أقل من -4 فهرنهايت وما فوق 110 فهرنهايت، سوف تحصل على انخفاض في السعة بأي مكان بنسبة 20-30%.
الفائز:تعد بطاريات الجل خيارًا أفضل عندما يتعلق الأمر ببيئات التشغيل القاسية. خاصة بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب وضع البطاريات في حاوية غير قابلة للتحكم في المناخ خلال أشهر الصيف والشتاء، نجد أن هذا هو العامل الأكبر حاليًا في استخدام بطاريات GEL.
التكلفة الأولية
تعد التكلفة أحد أهم العوامل عند الاختيار بين نوعين من البطاريات. هناك عاملان من عوامل التكلفة يجب أخذهما في الاعتبار - التكلفة الأولية والتكلفة لكل كيلووات في الساعة. سنناقش هنا التكلفة الأولية لكل خيار.
تتطلب بطاريات LFP تكلفة أولية أعلى. على الرغم من أن بطاريات الليثيوم أيون تتفوق على بطاريات GEL عند النظر في جميع العوامل الأخرى، إلا أن التكلفة الأولية أعلى بكثير.
الفائز:تفوز بطاريات GEL عند مقارنة التكلفة الأولية. على مدى فترة زمنية أطول، قد يكون لـ LiFePo4 تكلفة أقل.
يمكن أن يكون الاختيار بين بطاريات LFP وبطاريات GEL مهمة شاقة. ومع ذلك، فإن المعلومات المذكورة أعلاه يجب أن تبسط قرارك. إذا كنت قد قررت اختيار البطارية لمقطورة الطاقة الشمسية الخاصة بك وترغب في معرفة المزيد عن المنتجات، فيرجى الاتصال بنا.