بطارية إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية

بطارية إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية

أصبحت مصابيح الشوارع الشمسية الخيار المفضل في الصين وخارجها . يمكن تركيبها في كل مكان، في المدن والقرى. من المعروف أن البطاريات من أهم مكونات مصابيح الشوارع الشمسية، بل هي الجزء الرئيسي منها في السوق . تتوفر أربعة أنواع من البطاريات: بطاريات الرصاص الحمضية، وبطاريات الجل، وبطاريات الليثيوم الثلاثية، وبطاريات فوسفات الحديد الليثيوم. فأي بطارية هي الأفضل؟

أولاً، دعونا نلقي نظرة على خصائص هذه البطاريات:

1. بطاريات الرصاص الحمضية: تتكون ألواح بطاريات الرصاص الحمضية من الرصاص وأكاسيد الرصاص، والمحلول الإلكتروليتي عبارة عن محلول مائي من حمض الكبريتيك. من أهم مزاياها استقرار الجهد وانخفاض سعرها؛ أما عيوبها فتتمثل في انخفاض الطاقة النوعية (أي الطاقة الكهربائية المخزنة في كل كيلوغرام من البطارية)، مما يجعل حجمها كبيرًا نسبيًا، وعمرها الافتراضي قصيرًا (حوالي 300-500 دورة شحن وتفريغ عميقة)، وتتطلب صيانة دورية متكررة. ولا تزال صناعة إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية تستخدمها بكثرة.

٢. بطارية الجل: هي في الواقع نسخة مطورة من بطارية الرصاص الحمضية، لا تحتاج إلى صيانة. تستبدل هذه البطارية إلكتروليت حمض الكبريتيك بإلكتروليت غرواني، مما يجعلها أفضل من البطاريات العادية من حيث السلامة، وسعة التخزين، وأداء التفريغ، وعمر الخدمة. ورغم هذا التحسين، فإن سعرها أعلى من سعر بطارية الليثيوم الثلاثية. يمكن استخدامها في نطاق درجات حرارة يتراوح بين -٤٠ درجة مئوية و٦٥ درجة مئوية، وتتميز بأداء ممتاز في درجات الحرارة المنخفضة، مما يجعلها مناسبة للمناطق الجبلية الشمالية. كما أنها تتمتع بمقاومة جيدة للزلازل، ويمكن استخدامها بأمان في مختلف البيئات القاسية. ويبلغ عمرها الافتراضي ضعف عمر بطاريات الرصاص الحمضية العادية تقريبًا.

3. بطارية الليثيوم الثلاثية: تتميز بطاقة نوعية عالية، وحجم صغير، وشحن سريع، وسعر مرتفع. يصل عدد دورات الشحن والتفريغ العميق لبطارية الليثيوم الثلاثية إلى حوالي 500-800 دورة، وعمرها الافتراضي أطول بحوالي مرة من بطارية الرصاص الحمضية، وتتراوح درجة حرارتها بين -15 درجة مئوية و45 درجة مئوية. لكن يعيبها عدم استقرارها، وقد تنفجر أو تشتعل بطارية الليثيوم الثلاثية المصنعة من قبل شركات غير معتمدة عند الشحن الزائد أو ارتفاع درجة الحرارة بشكل كبير.

4. بطارية فوسفات الحديد الليثيوم: تتميز بطاقة نوعية عالية، وحجم صغير، وشحن سريع، وعمر افتراضي طويل، واستقرار جيد، وبالطبع سعرها مرتفع. يصل عدد دورات الشحن العميق إلى حوالي 1500-2000 مرة، وعمرها الافتراضي طويل، يتراوح عادةً بين 8-10 سنوات، كما أنها تتمتع باستقرار قوي، ونطاق درجة حرارة تشغيل واسع، حيث يمكن استخدامها في درجات حرارة تتراوح بين -40 درجة مئوية و70 درجة مئوية.

لا شك في دور البطارية الخاصة بأعمدة إنارة الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية، كما أن مدى منطقية تكوين سعة البطارية يحدد بشكل مباشر مدى فعالية استخدام أعمدة إنارة الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية.   

أصبحت بطاريات الليثيوم الآن الخيار الأول لمصنعي الطاقة الشمسية لدينا، فهي تتمتع بالعديد من المزايا التي تتجسد في

1. فيما يتعلق بحماية البيئة، فإن بطاريات الليثيوم غير ملوثة (ليس بشكل مطلق)، بينما بطاريات الرصاص الحمضية ملوثة بمعدن الرصاص الثقيل.

٢. السلامة: تتميز بطاريات الليثيوم عالية الطاقة (منغنيز الليثيوم، فوسفات حديد الليثيوم) بمواد أمان مختلفة. أما تقنية بطاريات الرصاص الحمضية فهي ناضجة للغاية، ومستوى أمانها أعلى من مستوى أمان بطاريات الليثيوم.

3. الطاقة النوعية ونسبة الكتلة ونسبة الحجم لبطاريات الليثيوم أعلى بنحو 40٪ من تلك الخاصة ببطاريات الرصاص الحمضية.

4. من حيث السعر، فإن سعر بطاريات الليثيوم ذات السعة نفسها يزيد عن ضعف سعر بطاريات الرصاص الحمضية.

5. عمر الخدمة: يمكن شحن بطارية فوسفات الحديد الليثيوم الشائعة حاليًا 1500 مرة دون أن تتأثر سعتها. بعد 1500 عملية شحن، تبقى سعتها التخزينية حوالي 85%، بينما في بطارية الرصاص الحمضية، يكون تأثير الذاكرة ملحوظًا بعد حوالي 500 عملية شحن.

6. معدل التفريغ الذاتي، معدل التفريغ الذاتي الشهري لبطارية الليثيوم أقل من 3%، وبطارية الرصاص الحمضية 15-30%، والفرق كبير.

7. خصائص التفريغ، ببساطة، البطارية ذات السعة نفسها، في حالة التفريغ بتيار عالٍ، تقوم بطارية الليثيوم بتفريغ حوالي 30٪ كهرباء أكثر من بطارية الرصاص الحمضية.

8. قنوات الجهد، قنوات جهد بطارية الليثيوم > 3 فولت، وبطاريات الرصاص الحمضية 12 فولت.

لكن للأمور وجهان. بطاريات الرصاص الحمضية آمنة ومستقرة نسبياً، بينما لا تزال سلامة بطاريات الليثيوم تشكل مشكلة بسبب النشاط العالي لمعدن الليثيوم نفسه.

باختصار، على الرغم من أن بطاريات الليثيوم نشطة نسبيًا، إلا أنها تتمتع بمزايا في الأداء وجوانب مختلفة، لذلك من منظور الاقتصاد والأداء وعمر الخدمة، سيختار جميع المستخدمين والمكاملين تقريبًا بطاريات الليثيوم.