بطاريات الطاقة الشمسية السكنية تثير قلق الأميركيين من الظلام

يعتمد أداء ومدة عمل بطاريات الطاقة الشمسية السكنية، غالبًا، على دورات الاستعمال ودرجات الحرارة وساعات التشغيل ونوعية المكونات وطريقة الشحن، من بين عوامل عديدة، ويتوقع بعض المحللين أن تدوم البطارية السكنية في مناخ معتدل، وفق الاستعمال النموذجي، لمدة تتراوح بين 15 و17 عامًا.

ووجدت دراسة استقصائية أجرتها شركة صَنْ باور الأميركية مؤخرًا لأكثر من 1500 أسرة أن نحو 40% من الأميركيين يشعرون بالقلق بشأن الانقطاع المنتظم للتيار الكهربائي، حسبما نشرته مجلة بي في ماغازين (pv-magazine) في سبتمبر/أيلول الجاري.

من بين المشاركين في الاستطلاع، الذين يفكرون باستعمال الطاقة الشمسية في مساكنهم، قال 70%، إنهم يخططون لتضمين نظام تخزين كهرباء، باستعمال بطاريات الطاقة الشمسية السكنية، وفقًا للبيانات التي رصدتها منصة الطاقة المتخصصة.

وإلى جانب توفير الكهرباء الاحتياطية خلال انقطاع التيار، دُمِجَ العديد من البطاريات مع التكنولوجيا التي تسمح بجدولة ذكية لاستيراد وتصدير الكهرباء بهدف زيادة قيمة نظام الطاقة الشمسية للمسكن، وقد تمّ تطوير بعض البطاريات لدمج شاحن السيارة الكهربائية.

وأشار التقرير إلى ارتفاع حادّ في عدد المستهلكين الذين أبدوا اهتمامًا بالتخزين من أجل توفير الطاقة الشمسية ذاتيًا، ما يشير إلى أن انخفاض معدلات قياس الطاقة الصافية لا يشجع تصدير الكهرباء المحلية النظيفة.

وأفاد ما يقرب من 40% من المستهلكين أن الإمداد الذاتي يُعدّ سببًا الحصول على عرض أسعار للتخزين، ارتفاعًا من أقلّ من 20% في عام 2022، وعُدَّت الكهرباء الاحتياطية في حالات انقطاع التيار وتوفير أسعار المرافق أحد أهم الأسباب لإدراج تخزين الطاقة في عرض الأسعار.

إرفاق البطاريات بالمشروعات السكنية

ارتفعت معدلات إرفاق بطاريات الطاقة الشمسية السكنية بشكل مطّرد في عام 2020 (8.1% من البطاريات المرفقة بأنظمة الطاقة الشمسية السكنية)، وفقًا لمختبر لورانس بيركلي الوطني، وفي عام 2022 ارتفع هذا المعدل بأكثر من 17%.

ويمكن أن توفر مدة الضمان لمحة عن توقعات شركات التركيب والتصنيع لعمر بطاريات الطاقة الشمسية السكنية، إذ تبلغ مدة الضمان الشائعة عادةً نحو 10 سنوات، على سبيل المثال، ينتهي ضمان بطارية إنفيز آي كيو بعد مدة 10 سنوات أو 7300 دورة شحن، أيّهما يحدث أولًا.

من ناحيتها، أعلنت شركة تركيب الطاقة الشمسية صَنْ رَنْ أن البطاريات يمكن أن تدوم ما بين 5 إلى 15 سنة، وهذا يعني أنه من المحتمل إيجاد بديل خلال عمر شبكة الطاقة الشمسية الذي يتراوح بين 20 و30 عامًا.

في المقابل، يعتمد العمر المتوقع للبطارية، غالبًا، على دورات الاستعمال، وبحسب ضمانات منتجات إل جي وتيسلا، يجري ضمان حدود السعة البالغة 60% أو 70% من خلال عدد معين من دورات الشحن.

تراجُع سعة البطاريات

أفاد معهد فاراداي للأبحاث الأكاديمية في المملكة المتحدة أن هناك سيناريوهين للاستعمال يقودان تراجُع سعة بطاريات الطاقة الشمسية السكنية، هما: الشحن الزائد والشحن المتتابع، ويمثّل الشحن الزائد عملية إرسال التيار إلى بطارية مشحونة بالكامل، وقد يؤدي القيام بذلك إلى ارتفاع درجة حرارتها، أو حتى احتمال اشتعال النار فيها.

ويتضمن الشحن المتتابع عملية تُشحَن فيها البطارية باستمرار بنسبة تصل إلى 100%، ما يؤدي حتمًا إلى حدوث خسائر، ويمكن أن يؤدي مستوى الشحن بين 100% وأقلّ بقليل من 100% إلى رفع درجات الحرارة الداخلية، ما يقلل من السعة والعمر الافتراضي.

وأوضح معهد فاراداي أن السبب الآخر لتراجُع السعة بمرور الوقت هو فقدان أيونات الليثيوم المتنقلة في البطارية، ويمكن للتفاعلات الجانبية في البطارية احتجاز الليثيوم الحر القابل للاستعمال، ومن ثم تقليل السعة تدريجيًا، وفق معلومات اطّلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة.

وعلى الرغم أن درجات الحرارة الباردة يمكن أن توقف أداء بطارية الليثيوم أيون، فإنها لا تؤدي في الواقع إلى تراجُع سعة البطارية أو تقصير عمرها الفعّال، وأشار معهد فاراداي إلى أن العمر الإجمالي للبطارية يتضاءل في درجات الحرارة المرتفعة.

ويعود السبب في ذلك إلى أن الإلكتروليت الموجود بين الأقطاب الكهربائية ينهار عند درجات حرارة مرتفعة، ما 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، ما يؤدي إلى استنفاد سعة بطارية أيونات الليثيوم.

أهمية الصيانة

يوصي المختبر الوطني للطاقة المتجددة في الولايات المتحدة (إن آر إي إل) بتركيب بطاريات الطاقة الشمسية السكنية في مكان بارد وجاف، ويفضَّل أن يكون في مرآب، إذ يمكن تقليل تأثير الحريق، حسبما نشرته مجلة بي في ماغازين (pv-magazine) في 18 سبتمبر/أيلول الجاري.

لذلك، يجب أن يكون للبطاريات والمكونات المحيطة بها مسافات مناسبة للسماح بالتبريد، ويمكن أن تكون فحوصات الصيانة المنتظمة مفيدة في ضمان التشغيل الأمثل.

ودعا المختبر الوطني للطاقة المتجددة إلى تجنّب التفريغ العميق المتكرر لبطاريات الطاقة الشمسية السكنية كلما أمكن، لأنه كلما زاد تفريغها، قَصُر العمر الافتراضي، وفي حال تفريغ بطارية المنزل بعمق يوميًا، فقد يتطلب ذلك زيادة حجم وعدد البطاريات.

وبيّن المختبر الوطني للطاقة المتجددة أن البطاريات المربوطة تسلسليًا يجب أن تبقى بالشحنة نفسها، وعلى الرغم من أن مجموعة البطاريات بأكملها قد تقدّم شحنًا إجماليًا قدره 24 فولت، فإنه يمكن أن يكون هناك جهد متنوع بين البطاريات، وهو أقلّ فائدة لحماية النظام بأكمله على المدى الطويل.

بالإضافة إلى ذلك، أوصى المختبر الوطني للطاقة المتجددة بتعيين نقاط ضبط الجهد الصحيحة لأجهزة الشحن وأجهزة ضبطه، وفقًا لما تحدده الشركة المصنّعة.

وأكد المختبر الوطني للطاقة المتجددة أن عمليات التفتيش يجب أن تُجرى بشكل متكرر، وتتضمن بعض الأمور التي يجب البحث عنها التسرب (تراكم الجزء الخارجي للبطارية)، ومستويات السوائل المناسبة، والجهد المتساوي.

وألمح المختبر الوطني للطاقة المتجددة إلى أن كل شركة مصنّعة للبطاريات قد يكون لديها توصيات إضافية، لذا فإن التحقق من مستندات الصيانة والبيانات للبطاريات يُعدّ من أفضل الممارسات.

موضوعات متعلقة..

• أفضل أنواع بطاريات الطاقة الشمسية وأسعارها (تقرير)
• بطاريات تخزين الطاقة الشمسية في الصين تواصل طفرتها بدعم أوروبي
• للتوسع في بطاريات الطاقة الشمسية.. الهند تطرح أولى مناقصاتها

اقرأ أيضًا..

• تمديد خطة انقطاع الكهرباء في مصر.. وموعد جديد لانتهاء الأزمة (خاص)
• واردات فرنسا من الغاز الجزائري تقفز 92% في 6 أشهر
• الغاز الإيراني إلى العراق.. تفاصيل تأجيل زيادة الإمدادات والموعد البديل (خاص)