أتيحت لنا هذا الأسبوع فرصة التعرّف أكثر على ماهية البطارية الشمسية أو بطارية تخزين الطاقة الشمسية. واليوم، نُخصّص هذه المساحة للتعرّف بشكل أعمق على أنواع البطاريات الشمسية ومتغيراتها. على الرغم من وجود طرق عديدة لتخزين الطاقة اليوم، إلا أن إحدى أكثرها شيوعًا هي بطارية الرصاص الحمضية، والتي تُستخدم بكثرة في المركبات التقليدية والكهربائية. كما توجد أنواع أخرى من البطاريات، مثل بطاريات أيونات الليثيوم (Li-Ion) ذات الأحجام الأكبر، والتي يمكن أن تحل محل الرصاص في أنظمة الطاقة المتجددة. تستخدم هذه البطاريات ملح الليثيوم الذي يُسهّل التفاعل الكهروكيميائي بتسهيل تدفق التيار الكهربائي خارج البطارية. ما هي أنواع البطاريات لتخزين الطاقة الشمسية؟ تتوفر أنواع مختلفة من بطاريات الطاقة الشمسية في السوق. لنلقِ نظرة على بطاريات الرصاص الحمضية لتطبيقات الطاقة المتجددة: 
1-بطارية التدفق الشمسي يتميز هذا النوع من البطاريات بسعة تخزين أكبر. ورغم أن هذه التقنية ليست جديدة، إلا أنها بدأت تكتسب زخمًا محدودًا في سوق البطاريات المنزلية واسعة النطاق. تُسمى هذه البطاريات ببطاريات التدفق أو البطاريات السائلة لاحتوائها على محلول مائي من بروميد الزنك ينزلق داخلها، وتعمل في درجات حرارة عالية بحيث يبقى الإلكتروليت والأقطاب الكهربائية في حالة سائلة، ويلزم حوالي 500 درجة مئوية لتحقيق ذلك. حاليًا، لا تنتج سوى عدد قليل من الشركات بطاريات التدفق للسوق المنزلية. بالإضافة إلى كونها اقتصادية للغاية، فإنها تُسبب مشاكل أقل عند التحميل الزائد وتتميز بمتانة أكبر. 2-بطاريات VRLA بطارية الرصاص الحمضية المُنظَّمة بصمام VRLA - وهي نوع آخر من بطاريات الرصاص الحمضية القابلة لإعادة الشحن. هذه البطاريات ليست مُغلَّفة بالكامل، ولكنها تحتوي على تقنية تُعيد دمج الأكسجين والهيدروجين الخارجين من الصفائح أثناء التحميل، مما يُقلِّل من فقدان الماء في حال عدم تحميلها بشكل زائد. كما أنها الوحيدة التي يُمكن نقلها جوًا. أنتم منقسمون بدوركم إلى: بطاريات الجل: كما يوحي اسمها، فإن حمضها يكون على شكل جل، مما يمنع فقدان السائل. ومن مزايا هذا النوع من البطاريات: إمكانية العمل في أي وضع، وقلة التآكل، ومقاومة درجات الحرارة المنخفضة، وعمرها الافتراضي أطول من البطاريات السائلة. من عيوب هذا النوع من البطاريات حساسيتها للشحن وارتفاع سعرها. 3-بطاريات نوع AGM فاصل زجاجي ماص (بالإنجليزية: Absorbed Glass Separator) - يحتوي على شبكة من الألياف الزجاجية بين ألواح البطارية، تعمل على احتواء الإلكتروليت. يتميز هذا النوع من البطاريات بمقاومته العالية لدرجات الحرارة المنخفضة، وكفاءته العالية تصل إلى 95%، ويمكنه العمل بتيارات عالية، ويتميز عمومًا بمتوسط تكلفة وعمر افتراضي جيد. في أنظمة الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، تُنتج البطاريات طاقةً لفترات طويلة نسبيًا، وغالبًا ما تُفرّغ بمستويات منخفضة. تتميز هذه البطاريات من نوع الدورة العميقة بطبقات رصاص سميكة، مما يُطيل عمرها بشكل ملحوظ. هذه البطاريات كبيرة الحجم نسبيًا وثقيلة الوزن بسبب الرصاص. تتكون من خلايا بجهد 2 فولت، تُجمع على التوالي للحصول على بطاريات بجهد 6 أو 12 فولت أو أكثر. 4-بطارية الرصاص الحمضية الشمسية باهتة وقبيحة بالتأكيد. لكنها أيضًا موثوقة ومجربة. بطاريات الرصاص الحمضية هي الأكثر شيوعًا، وهي متوفرة في السوق منذ عقود. لكنها الآن تتفوق عليها بسرعة تقنيات أخرى ذات ضمانات أطول وأسعار أقل، مع ازدياد شعبية تخزين البطاريات الشمسية. 5- بطارية ليثيوم أيون شمسية تُستخدم بطاريات الليثيوم أيون بشكل شائع في الأجهزة الإلكترونية القابلة لإعادة الشحن، مثل الهواتف المحمولة والمركبات الكهربائية. وتشهد بطاريات الليثيوم أيون تطورًا سريعًا مع تزايد صناعة السيارات الكهربائية. تُعد بطاريات الليثيوم الشمسية حلاً لتخزين الطاقة القابلة لإعادة الشحن، ويمكن ربطها بأنظمة الطاقة الشمسية لتخزين الطاقة الشمسية الزائدة. وقد اكتسبت بطاريات الليثيوم أيون الشمسية رواجًا كبيرًا مع بطاريات Tesla Powerwall في الولايات المتحدة الأمريكية. وتُعتبر بطاريات الليثيوم أيون الشمسية الآن الخيار الأكثر شيوعًا لتخزين الطاقة الشمسية بفضل ضمانها وتصميمها وسعرها. 6- بطارية شمسية من النيكل والصوديوم (أو بطارية ملح الزهر) من الناحية التجارية، تعتمد هذه البطارية على مواد خام وفيرة (النيكل، والحديد، وأكسيد الألومنيوم، وكلوريد الصوديوم - ملح الطعام)، وهي منخفضة التكلفة نسبيًا وآمنة كيميائيًا. بمعنى آخر، تتمتع هذه البطاريات بإمكانيات هائلة لتحل محل بطاريات أيونات الليثيوم في المستقبل. ومع ذلك، فهي لا تزال في مرحلة التجارب. هنا في الصين، تعمل شركة BSLBATT POWER على تطوير هذه التقنية للاستخدامات الثابتة (أنظمة الطاقة غير المنقطعة، وطاقة الرياح، والطاقة الكهروضوئية، والاتصالات)، بالإضافة إلى تطبيقات المركبات. من الضروري التمييز بين بطاريات الاستخدام الدوري (الشحن والتفريغ اليومي) وبطاريات أنظمة الطاقة غير المنقطعة (UPS). تعمل هذه البطاريات فقط عند انقطاع التيار الكهربائي، ولكنها عادةً ما تكون ممتلئة. 
ما هي أفضل بطارية لتخزين الطاقة الشمسية؟ تختلف تكاليف أنواع البطاريات الثلاثة، مثل بطاريات الرصاص الحمضية والنيكل والكادميوم، وهي أغلى ثمناً مقارنةً بعمرها الافتراضي، وبطاريات الليثيوم أيون، التي تتميز بمتانة وسعة تخزين أكبر، وهي مثالية للأنظمة المتصلة بالشبكة والأنظمة غير المتصلة بها. لذا، دعونا نختار البطارية الأنسب لنظام الطاقة الشمسية الخاص بكم. 1-بطارية الرصاص الحمضية تُعدّ بطاريات الرصاص الحمضية الأكثر استخدامًا في الأنظمة الكهروضوئية، وتتكون من قطبين كهربائيين، أحدهما من الرصاص الإسفنجي والآخر من ثاني أكسيد الرصاص المسحوق. ومع ذلك، ورغم استخدامها في تخزين الطاقة الشمسية، فإن تكلفتها العالية لا تتناسب مع عمرها الافتراضي. 2-بطارية النيكل والكادميوم بفضل إمكانية إعادة شحنها عدة مرات، تتمتع بطارية النيكل والكادميوم بقيمة عالية جدًا عند تقييم عمرها الافتراضي. ومع ذلك، لا تزال تُستخدم على نطاق واسع في تشغيل أجهزة مثل الهواتف المحمولة وكاميرات الفيديو، على الرغم من أنها تؤدي وظيفتها في تخزين الطاقة الكهروضوئية بنفس الطريقة. 3- بطاريات ليثيوم أيون للطاقة الشمسية بفضل قوتها ومتانتها العالية، تُعدّ بطارية الليثيوم أيون خيارًا عمليًا لتخزين الطاقة الشمسية. فهي تعمل بشكل تفاعلي مع كمية كبيرة من الطاقة في بطاريات أصغر وأخف وزنًا، ولا تحتاج إلى انتظار تفريغها بالكامل لإعادة شحنها، إذ لا تعاني من ما يُسمى بـ"إدمان البطارية". على ماذا تعتمد مدة حياة البطارية الشمسية؟ إلى جانب نوع بطارية الألواح الشمسية، هناك عوامل أخرى مثل جودة التصنيع والاستخدام الصحيح أثناء التشغيل. لضمان عمر طويل للبطارية، يلزم شحنها جيدًا، وسعة كافية للألواح الشمسية لإتمام عملية الشحن، ودرجة حرارة مناسبة في مكان تركيبها (فارتفاع درجة الحرارة يعني قصر عمر البطارية). 
بطارية BSLBATT Powerwall، ثورة جديدة في مجال الطاقة الشمسية إذا كنت تتساءل عن نوع البطارية التي تحتاجها للتركيب المنزلي، فلا شك أن البطارية التي طُرحت عام ٢٠١٦ هي المناسبة. تعمل بطارية BSLBATT Powerwall، التي طورتها شركة Wisdom Power، بالطاقة الشمسية بنسبة ١٠٠٪، وهي مصممة للاستخدام المنزلي. البطارية مصنوعة من ليثيوم أيون، ومجهزة بألواح كهروضوئية مستقلة تمامًا عن أنظمة الطاقة التقليدية، وتُثبت على جدران المنازل، بسعة تخزينية تصل إلىمن 7 إلى 15 كيلو وات في الساعةالتي يمكن توسيع نطاقها. وعلى الرغم من أن سعرها لا يزال مرتفعًا جدًا، إلا أن حوالي700 دولار أمريكي و1000 دولار أمريكي، بالتأكيد مع التطور المستمر للسوق سيكون من السهل الوصول إليه بشكل متزايد.
وقت النشر: ٨ مايو ٢٠٢٤