كم من الوقت يمكن أن تخزن بطاريات الطاقة الشمسية الطاقة؟

أنظمة تخزين الطاقة الشائعة هي بطاريات ، مثل بطاريات الليثيوم أيون وبطاريات حمض الرصاص. بطاريات الليثيوم أيون لديها كثافة طاقة عالية نسبيا وكفاءة شحن وتفريغ ممتازة. في ظل ظروف المختبر المثالية ، يمكن أن تصل دورة دورة بطاريات الليثيوم أيون إلى آلاف المرات أو أكثر. أخذ نظام تخزين طاقة بطارية ليثيوم أيون الصغير المستخدم في الأسر العادية كمثال ، إذا تم إجراء دورة الشحن وتفريغ مرة واحدة في اليوم ولا يتم استنفاد سعة البطارية بشكل مفرط ، يمكن استخدام الطاقة المخزنة بشكل مستمر لحوالي 5 إلى 10 سنين. ومع ذلك ، في التطبيقات الفعلية ، بسبب تأثير العوامل المختلفة مثل درجة الحرارة المحيطة وعمق الشحن وتفريغ ، وتواتر الاستخدام ، سيتم تقصير وقت تخزين الطاقة الفعال. على سبيل المثال ، في بيئة عالية من درجة الحرارة ، ستسارع سرعة شيخوخة بطاريات الليثيوم أيون ، مما قد يتسبب في تقليل وقت تخزين الطاقة إلى 3 إلى 5 سنوات ؛ وسيؤدي التفريغ العميق المتكرر أيضًا إلى إتلاف عمر البطارية ، مما يقلل من وقت تخزين الطاقة.

على الرغم من أن بطاريات حمض الرصاص لها كثافة منخفضة الطاقة وحجم كبير ، إلا أنها تتمتع بمزايا التكلفة المنخفضة والتكنولوجيا الناضجة. عادة ما تكون حياتها حول بضع مئات من المرات. بالنسبة لبعض بطاريات الحموضة الرصاصية المجهزة بأنظمة ضوء الشوارع الشمسية الصغيرة ، إذا لم يكن التفريغ اليومي كبيرًا وكان الصيانة مناسبة ، فقد تضمن حوالي 2 إلى 3 سنوات من وقت تخزين الطاقة. ومع ذلك ، إذا كانت بيئة الاستخدام قاسية ، مثل درجة حرارة عالية جدًا أو منخفضة للغاية ، ورسوم مفرطة على المدى الطويل ، قد يتم تقصير وقت تخزين الطاقة في بطاريات الرصاص الحموضة بشكل كبير ، وقد يحدث تحلل السعة الواضح في حوالي عام واحد .

بالإضافة إلى البطاريات ، هناك بعض طرق تخزين الطاقة الأخرى التي تعمل مع الخلايا الشمسية. على سبيل المثال ، يستخدم التخزين الضخ الكهربائي الزائد لضخ المياه إلى خزان مرتفع ويطلق الماء لتوليد الكهرباء عند الحاجة إلى الكهرباء. يمكن تعديل وقت تخزين الطاقة من هذه الطريقة من الناحية النظرية بمرونة وفقًا لسعة تخزين المياه للخزان والطلب على توليد الطاقة ، ويمكن أن يحقق عمومًا إمدادات الطاقة المستمرة لعدة ساعات أو حتى أيام. ومع ذلك ، فإنه مقيد إلى حد كبير بالظروف الجغرافية وله ارتفاع تكاليف البناء.

بالإضافة إلى ذلك ، يتم تطوير تقنيات تخزين الطاقة الناشئة مثل تخزين الطاقة دولاب الموازنة. تخزن تخزين الطاقة دولاب الموازنة الطاقة الحركية من خلال دولاب الموازنة العالي السرعة ، وسرعة الشحن والتفريغ بسرعة وحياته طويلة. عند استخدامها مع الخلايا الشمسية ، إذا تم تصميم نظام دولاب الموازنة بشكل معقول وصيانته جيدًا ، فقد يصل وقت تخزين الطاقة إلى عدة سنوات. ومع ذلك ، فإن التكلفة التقنية الحالية لتخزين الطاقة دولاب الموازنة مرتفع ومدى تطبيقها ضيق نسبيا.

يرتبط وقت تخزين الطاقة للخلايا الشمسية أيضًا بكفاءة توليد الطاقة للألواح الشمسية واستهلاك الطاقة للمعدات الكهربائية. إذا كانت الألواح الشمسية تتمتع بكفاءة عالية من توليد الطاقة ويمكنها توليد ما يكفي من الكهرباء وتخزينها بفعالية خلال النهار ، ثم في الليل أو عندما لا يكون هناك ضوء كافي ، يمكن أن يوفر نظام تخزين الطاقة الدعم للطاقة للمعدات الكهربائية لفترة أطول من الوقت. على العكس من ذلك ، إذا كان استهلاك الطاقة للمعدات الكهربائية كبيرة ، فسيتم استهلاك طاقة نظام تخزين الطاقة بسرعة أكبر.

باختصار ، يختلف وقت تخزين الطاقة للخلايا الشمسية اعتمادًا على العديد من العوامل مثل نوع نظام تخزين الطاقة ، وبيئة العمل ، وطريقة الاستخدام ، ومعدات الدعم ذات الصلة ، ولا يمكن تقديم وقت ثابت. في التطبيقات العملية ، من الضروري النظر بشكل شامل في هذه العوامل ، واختيار نظام تخزين الطاقة المناسب ، وتنفيذ الصيانة العلمية والإدارة لضمان أن الخلايا الشمسية يمكن أن توفر لنا ضمان طاقة مستقر لفترة طويلة ، حتى نتمكن من استخدام الطاقة الشمسية الطاقة ، مورد الطاقة النظيفة ، بشكل أكثر كفاءة.