كم من الوقت تدوم بطاريات الطاقة الشمسية السكنية

أصبح تخزين الطاقة السكنية سمة شائعة بشكل متزايد للطاقة الشمسية المنزلية. أاستطلاع SunPower الأخيروجدت دراسة شملت أكثر من 1500 أسرة أن حوالي 40% من الأمريكيين يشعرون بالقلق بشأن انقطاع التيار الكهربائي بشكل منتظم. ومن بين المشاركين في الاستطلاع الذين يفكرون بنشاط في استخدام الطاقة الشمسية في منازلهم، قال 70% إنهم يخططون لتضمين نظام تخزين طاقة البطارية.

إلى جانب توفير الطاقة الاحتياطية أثناء انقطاع التيار الكهربائي، تم دمج العديد من البطاريات مع التكنولوجيا التي تسمح بجدولة ذكية لاستيراد وتصدير الطاقة. الهدف هو تعظيم قيمة النظام الشمسي للمنزل. وقد تم تحسين بعض البطاريات لدمج شاحن السيارة الكهربائية.

وأشار التقرير إلى ارتفاع حاد في عدد المستهلكين الذين أبدوا اهتمامًا بالتخزين من أجل توفير الطاقة الشمسية ذاتيًا، مما يشير إلى ذلكانخفاض معدلات القياس الصافيلا يشجعون تصدير الكهرباء المحلية النظيفة. أفاد ما يقرب من 40% من المستهلكين أن الإمداد الذاتي هو سبب الحصول على عرض أسعار للتخزين، ارتفاعًا من أقل من 20% في عام 2022. كما تم أيضًا إدراج الطاقة الاحتياطية في حالات انقطاع التيار وتوفير أسعار المرافق كأهم الأسباب لإدراج تخزين الطاقة في عرض الأسعار.

ارتفعت معدلات توصيل البطاريات في مشاريع الطاقة الشمسية السكنية بشكل مطرد في عام 2020 بنسبة 8.1٪ من البطاريات المرفقة بأنظمة الطاقة الشمسية السكنية، وفقًا لمختبر لورانس بيركلي الوطني، وفي عام 2022 ارتفع هذا المعدل بأكثر من 17٪.

عمر البطارية

يمكن أن توفر فترات الضمان نظرة على توقعات المثبت والشركة المصنعة لعمر البطارية. تبلغ فترات الضمان الشائعة عادةً حوالي 10 سنوات. الضمانبالنسبة لبطارية Enphase IQ، على سبيل المثال، ينتهي عمرها عند 10 سنوات أو 7300 دورة، أيًا كان ما يحدث أولاً.

مثبت الطاقة الشمسية Sunrunقاليمكن أن تدوم البطاريات في أي مكان ما بين 5 إلى 15 عامًا. وهذا يعني أنه من المحتمل أن تكون هناك حاجة إلى بديل خلال عمر النظام الشمسي الذي يتراوح بين 20 إلى 30 عامًا.

يعتمد العمر المتوقع للبطارية في الغالب على دورات الاستخدام. كما هو موضح من خلال ضمانات منتجات LG وTesla، يتم ضمان حدود السعة البالغة 60% أو 70% من خلال عدد معين من دورات الشحن.

هناك سيناريوهان استخدام يؤديان إلى هذا التدهور: الشحن الزائد والشحن المتقطع،قال معهد فاراداي. الشحن الزائد هو عملية دفع التيار إلى بطارية مشحونة بالكامل. قد يؤدي القيام بذلك إلى ارتفاع درجة حرارته أو حتى اشتعال النيران فيه.

تتضمن عملية الشحن المتتابع عملية يتم فيها شحن البطارية باستمرار بنسبة تصل إلى 100%، مما يؤدي حتماً إلى حدوث خسائر. يمكن أن يؤدي الارتداد بين 100% وأقل بقليل من 100% إلى رفع درجات الحرارة الداخلية، مما يقلل من السعة والعمر الافتراضي.

وقال فاراداي إن السبب الآخر للتدهور بمرور الوقت هو فقدان أيونات الليثيوم المتنقلة في البطارية. يمكن للتفاعلات الجانبية في البطارية احتجاز الليثيوم الحر القابل للاستخدام، وبالتالي تقليل السعة تدريجيًا.

في حين أن درجات الحرارة الباردة يمكن أن توقف أداء بطارية الليثيوم أيون، إلا أنها لا تؤدي في الواقع إلى تدهور البطارية أو تقصير عمرها الفعال. وقال فاراداي إن العمر الإجمالي للبطارية يتضاءل في درجات الحرارة المرتفعة. وذلك لأن الإلكتروليت الموجود بين الأقطاب الكهربائية ينهار عند درجات حرارة مرتفعة، مما يتسبب في فقدان البطارية قدرتها على نقل أيونات الليثيوم. وهذا يمكن أن يقلل من عدد أيونات الليثيوم التي يمكن أن يقبلها القطب الكهربائي في هيكله، مما يؤدي إلى استنفاد سعة بطارية الليثيوم أيون.

صيانة

ينصح المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) بتركيب البطارية في مكان بارد وجاف، ويفضل أن يكون في المرآب، حيث يكون تأثير الحريق (تهديد صغير، ولكن غير صفر) قد يتم تصغيرها. يجب أن يكون للبطاريات والمكونات المحيطة بها مسافات مناسبة للسماح بالتبريد، ويمكن أن تكون فحوصات الصيانة المنتظمة مفيدة في ضمان التشغيل الأمثل.

وقال المختبر الوطني للطاقة المتجددة إنه كلما أمكن، تجنب التفريغ العميق المتكرر للبطاريات، لأنه كلما زاد تفريغها، كلما قصر العمر الافتراضي. إذا كانت بطارية المنزل يتم تفريغها بعمق كل يوم، فقد يكون الوقت قد حان لزيادة حجم بنك البطارية.

وقال NREL إن البطاريات المتسلسلة يجب أن تبقى بنفس الشحنة. على الرغم من أن بنك البطارية بأكمله قد يعرض شحنًا إجماليًا قدره 24 فولت، إلا أنه يمكن أن يكون هناك جهد متنوع بين البطاريات، وهو أقل فائدة لحماية النظام بأكمله على المدى الطويل. بالإضافة إلى ذلك، أوصى المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) بتعيين نقاط ضبط الجهد الصحيحة لأجهزة الشحن وأجهزة التحكم في الشحن، وفقًا لما تحدده الشركة المصنعة.

وقال NREL إن عمليات التفتيش يجب أن تتم بشكل متكرر أيضًا. تتضمن بعض الأشياء التي يجب البحث عنها التسرب (تراكم الجزء الخارجي للبطارية)، ومستويات السوائل المناسبة، والجهد المتساوي. قال NREL إن كل شركة مصنعة للبطاريات قد يكون لديها توصيات إضافية، لذا فإن التحقق من أوراق الصيانة والبيانات على البطارية يعد من أفضل الممارسات.