عند النظر في أجهزة تخزين الطاقة الشمسية, عادة ما يواجه الأشخاص مشكلة نوع البطارية التي يجب تحديدها. الخيارات الأكثر شيوعا اليوم هي بطاريات حمض الرصاص مقابل بطاريات الليثيوم أيون, ولمساعدتك في اتخاذ قرار, ستقارن هذه المقالة خصائص بطارية الليثيوم مقابل بطارية حمض الرصاص والإجابة على بعض الأسئلة المتداولة.
بطارية الليثيوم مقابل نظرة عامة على بطارية حمض الرصاص
بطارية الليثيوم
بطاريات ليثيوم أيون مصنوعة من المعدن الليثيوم, حيث يتم استخدام مركبات الليثيوم ككهرباء بين الأقطاب الإيجابية والسلبية. يستخدم عادة في الأجهزة الإلكترونية المحمولة, المركبات الكهربائية وأنظمة تخزين الطاقة.
بطارية الرصاص الحمضية
تتكون بطاريات حمض الرصاص من الرصاص وهي نوع تقليدي من البطارية حيث يكون المنحل بالكهرباء بين الأقطاب الإيجابية والسلبية هو حمض الكبريتيك. يتم استخدامها على نطاق واسع في السيارات, أنظمة UPS وتطبيقات الطاقة الشمسية.
كيف تعمل بطاريات الحمض مقابل بطاريات ليثيوم أيون?
كيف تعمل بطاريات ليثيوم أيون
تخزين بطاريات الليثيوم أيون وتطلق الطاقة عن طريق تحريك أيونات الليثيوم بين الأقطاب الإيجابية والسلبية. أثناء الشحن, تتدفق أيونات الليثيوم من القطب الموجب (مركب الليثيوم) إلى القطب السالب (مادة الكربون أو السيليكون). أثناء التفريغ, تنتقل أيونات الليثيوم من القطب السالب إلى القطب الموجب. يتم تحقيق هذا التفاعل عن طريق التوصيل الأيوني في المنحل بالكهرباء.
كيف تعمل بطاريات حمض الرصاص
بطارية حمض الرصاص هي بطارية تخزن وتطلق الطاقة بناءً على تفاعل كيميائي بين الرصاص وثاني أكسيد الرصاص. أثناء عملية الشحن, يمر تيار كهربائي عبر البطارية ويؤكسد الرصاص في محلول الحموضة الرصاصية لقيادة ثاني أكسيد (إيجابي) والرصاص النقي (سلبي). أثناء عملية التفريغ, يتفاعل أكسيد الرصاص في محلول حمض الرصاص مع الرصاص النقي, إطلاق الإلكترونات وتوليد تيار كهربائي. تستخدم بطاريات حمض الرصاص وبطاريات الليثيوم أيون عملية مماثلة, لكن المادة مختلفة.
الفرق بين بطاريات حمض الرصاص مقابل بطاريات ليثيوم أيون
المواد المستخدمة
تعمل بطاريات حمض الرصاص والليثيوم أيون بشكل أساسي بنفس الطريقة, مع الاختلاف كونها المواد المستخدمة ككاثودات, الأنودس, والكهارل. تستخدم بطاريات حمض الرصاص الرصاص كأنود, قيادة أكسيد ككاثود, وحمض الكبريتيك ككهرباء. تستخدم بطاريات الليثيوم أيون الكربون كأنود, أكسيد الليثيوم ككاثود, وملح الليثيوم مثل المنحل بالكهرباء.
عمر
يشير عمر البطارية إلى عدد دورات الشحن والتفريغ التي يمكن أن تصنعها البطارية دون التأثير على أدائها. عادة ما تكون دورة بطاريات ليثيوم أيون 5000 مرات, ولا يؤثر التفريغ الكامل على حياة الدورة. يمكن أن تستمر بطاريات حمض الرصاص 300 ل 500 دورات, وسيؤثر التفريغ الكامل على دورة حياتهم. لذلك على مدى عمر كليهما, بطاريات الليثيوم أيون أكثر فعالية من حيث التكلفة.
يكلف
بطاريات حمض الرصاص عمومًا لها سعر شراء وتكلفة التثبيت أقل مقارنة ببطاريات الليثيوم أيون. لكن بطاريات الليثيوم أيون تدوم لفترة أطول من بطاريات الحمض الرصاص, لذا فإن بطاريات حمض الرصاص هي أكثر فعالية من حيث التكلفة فقط من الليثيوم أيون في التطبيقات قصيرة الأجل, وبطاريات الليثيوم أيون عمومًا خيار أكثر ملاءمة.
قدرة البطارية
تشير سعة البطارية إلى كمية الطاقة المخزنة في بطارية لكل وحدة حجم, وبينما تختلف أرقام السعة حسب طراز البطارية والشركة المصنعة, تم توثيق تقنية بطارية الليثيوم أيون بشكل جيد لتتمتع بكثافة طاقة أعلى بكثير من بطاريات حمض الرصاص.
تتراوح قدرة بطاريات الليثيوم أيون النموذجية من بضع مئات من مللي أمبير في الساعة, وعادة ما تتراوح بطاريات حمض الرصاص النموذجية من عشرات الأمبير (آه) لمئات من الأمبير (آه). نتيجة ل, عادةً ما يكون لبطاريات الليثيوم أيون سعة بطارية أعلى وتكون قادرة على تخزين المزيد من الطاقة في نفس البطارية, مما يجعلها أكثر فائدة في التطبيقات التي تتطلب كثافة طاقة عالية.
عمق التفريغ (وزارة الدفاع)
A battery's depth of discharge indicates the percentage of batteries that can safely exhaust energy without damaging the battery, يمكن لبطاريات الليثيوم أيون النموذجية التفريغ بأمان 80 ل 90 في المئة من قدرتهم المقدرة, في حين ينصح بطاريات حمض الرصاص للحد من التفريغ إلى حوالي 50 في المئة من قدرتها المقدرة لضمان الأداء الأمثل وطول العمر.
نتيجة ل, ليثيوم أيون لديه مجموعة واسعة من أعماق التفريغ من بطاريات حمض الرصاص, مما يعني أنه يمكنك استخدام بطاريات ليثيوم أيون لفترة أطول ودون إعادة الشحن, وبطاريات ليثيوم أيون الحديثة المصنعة اليوم أكثر كفاءة, مع DOD 100%.
كفاءة
الكفاءة هي نقطة مقارنة للمقارنة عند النظر, مع شحن بطاريات أكثر كفاءة بشكل أسرع, وشبه عمق التفريغ, زيادة في الكفاءة تعني أن السعة الفعالة للبطارية أعلى.
معظم بطاريات الليثيوم أيون لديها كفاءة 95% أو أعلى, بسبب المقاومة الداخلية العالية, ستنتج بطاريات حمض الرصاص كمية معينة من الحرارة والطاقة أثناء الشحن والتفريغ, وكفاءة بطاريات حمض الرصاص تدور حول 80-85%.
كثافة الطاقة
كثافة الطاقة = (الجهد البطارية الاسمية (الخامس) س سعة البطارية المقدرة (آه)) ÷ وزن البطارية
عادةً ما يكون لبطاريات الليثيوم أيون كثافة طاقة أعلى وبالتالي فهي قادرة على تخزين المزيد من الطاقة لنفس الحجم أو الوزن.
عادةً ما يكون للبطاريات الحمودية الرصاص كثافة طاقة أقل, لذلك يقومون بتخزين طاقة أقل لنفس الحجم أو الوزن وقد يتطلبون مساحة أكبر ووزن لتحقيق نفس ناتج الطاقة.
متانة
تعتمد متانة البطارية على المدة التي يمكن أن تستمر فيها. يمكن أن تدوم بطاريات حمض الرصاص 2 سنوات إذا تم الحفاظ عليها بشكل صحيح, إنه, اتهم بعد 50% يستخدم, وفقط 350 دورات أو سنة واحدة إذا تم إفراغها تمامًا أو أكثر من 80%. بطاريات حمض الرصاص لها معدل تفريغ ذاتي أعلى, لذلك قد يفقدون رسومهم عند تخزينهم لفترة طويلة ويحتاجون إلى إعادة شحنها بشكل دوري للحفاظ على أدائهم.
بطاريات ليثيوم أيون مضمونة 10 سنوات وأخيا 10,000 دورات. عادة ما يكون لبطاريات الليثيوم أيون معدل تفريغ ذاتي أقل, لذلك عندما يتم تخزينها لفترة طويلة, يمكن أن تظل مشحونة لفترة أطول من الوقت دون الحاجة إلى إعادة شحن متكررة.
شحن الوقت
يمكن لبطاريات الليثيوم أيون شحن ثماني مرات أسرع من بطاريات الحمض الرصاص. في ظل نفس ظروف السعة, إذا استغرقت بطارية حمض الرصاص أكثر من 10 ساعات لشحنها, ثم قد يتم شحن بطارية الليثيوم أيون في أقل من ثلاث ساعات.
أمان
سواء كانت بطارية حمض الرصاص أو بطارية ليثيوم أيون, الشحن الزائد يمكن أن يسبب انفجار. حمض الكبريتيك في بطاريات حمض الرصاص متآكل للغاية ولديه احتمال تسرب, التي يمكن أن تنتج الهيدروجين والأكسجين إذا كانت مفرطة الشحن, مما يؤدي إلى انفجار. في بطاريات الليثيوم أيون, احتمال الهرب الحراري مرتفع. الهرب الحراري هو حالة تحدث عندما تتجاوز الحرارة المتولدة داخل البطارية الحرارة المنبعثة إلى البيئة المحيطة, يحتمل أن يؤدي إلى انفجار البطارية.
لذلك, سواء كانت بطارية ليثيوم أيون أو بطارية حمض الرصاص, يتطلب التعامل المناسب, التثبيت والصيانة لضمان تشغيل آمن.
عند الاختيار بين ليثيوم أيون وبطاريات الحمض الرصاص, يجب مراعاة متطلبات السلامة المحددة واستراتيجيات تخفيف المخاطر لتلبية احتياجات سيناريو التطبيق المقصود.
طلب
تطبيق بطارية الليثيوم أيون
- الأجهزة المحمولة: تستخدم بطاريات الليثيوم على نطاق واسع في سوق الأجهزة المحمولة, مثل الهواتف الذكية, أجهزة لوحية, أجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة الصوت المحمولة, لأنها خفيفة الوزن, فعالة ولديها كثافة طاقة عالية.
- المركبات الكهربائية: المركبات مثل السيارات الكهربائية, تبنت الدراجات الكهربائية والدراجات البخارية الكهربائية بطاريات الليثيوم كمصدر للطاقة الرئيسي بسبب كثافة الطاقة العالية, حياة طويلة وخصائص الشحن السريع.
- الالكترونيات المنزلية: الالكترونيات المنزلية, مثل الطائرات بدون طيار, أجهزة المنزل الذكية, وإمدادات الطاقة المحمولة, لقد اعتمدت أيضًا تقنية بطارية الليثيوم على نطاق واسع لأنها يمكن أن توفر أوقات خدمة طويلة وأداء مستقر.
تطبيق بطارية حمض الرصاص
- السيارات والدراجات النارية: غالبًا ما تستخدم مركبات محرك الاحتراق الداخلي والدراجات النارية بطاريات حمض الرصاص كبطاريات تبدأ بسبب انخفاض تكلفتها وموثوقيتها.
- يو بي إس (إمدادات الطاقة غير المنقطعة) : تُستخدم بطاريات حمض الرصاص على نطاق واسع في أنظمة UPS لتوفير نسخة احتياطية مؤقتة من الطاقة لضمان استمرار المعدات في العمل في حالة انقطاع التيار الكهربائي أو فشل الشبكة.
- أنظمة تخزين الطاقة الشمسية: في بعض الأنظمة الشمسية منخفضة التكلفة والصغيرة, تُستخدم بطاريات حمض الرصاص أيضًا لتخزين الطاقة الشمسية للاستخدام اللاحق.
باختصار, تحتوي بطاريات الليثيوم على مجموعة واسعة من التطبيقات في الأجهزة المحمولة, السيارات الكهربائية والإلكترونيات المنزلية وغيرها من الحقول, بسبب كثافة الطاقة العالية وعمرها الطويل, مناسبة للسيناريوهات ذات المتطلبات العالية للأداء وحجمها.
في المقابل, تستخدم بطاريات حمض الرصاص بشكل أساسي في بطاريات بداية السيارة التقليدية, أنظمة UPS وبعض أنظمة تخزين الطاقة الشمسية الصغيرة, مناسبة للتطبيقات والسيناريوهات الحساسة للتكلفة مع متطلبات كثافة الطاقة المنخفضة.
خاتمة
كما هو الحال مع أي عملية شراء كبيرة, مثل الطاقة الشمسية والبطاريات (مقترنة أو وحدها), تحتاج إلى النظر في الخيارات المتاحة أمامك. أنت تستطيع اتصل بشركة GYCX Solar للحصول على اقتباس مفتاح للتثبيت الشمسي الخاص بك من مثبت شمسي محلي مسبقًا. If you're interested in pairing battery storage with your system, يمكنك النقر هنا للحصول على عرض أسعار الآن. Even if solar installers don't install batteries themselves, يمكنهم تصميم أنظمة الألواح الشمسية حتى تتمكن من إضافة بطاريات لاحقًا.
