-
-
-
تخزين الطاقة
-
-
هناك حيل رائعة لتمديد عمر بطاريات تخزين الطاقة ذات فوسفات الحديد والليثيوم! أربع تقنيات عملية تحسّن مدى التشغيل وتعزز خطوط الحماية الأمنية.
تاريخ النشر:
2025-09-23
مع انتشار مشروعات تخزين الطاقة المنزلية والصناعية والتجارية، أصبحت بطاريات تخزين الطاقة التي تعتمد على خلية ليثيوم الحديد الفوسفات الخيار الرئيسي في مجال تخزين الطاقة، وذلك بفضل ميزاتها المتمثلة في الأمان العالي وعمر الدورة الطويل. لكن العديد من المستخدمين لاحظوا أثناء الاستخدام أن "قدرة البطارية على التحمل تتراجع بعد عامين فقط"، و"تنخفض قدرتها على توفير الطاقة في الأيام ذات درجات الحرارة المنخفضة" — وهذه المشكلات ترجع في الغالب إلى عدم فهم خصائص خلية ليثيوم الحديد الفوسفات والتعامل غير المناسب معها. ولذا، قام خبراء الصناعة بتجميع أربع تقنيات أساسية تجمع بين الخصائص الكيميائية لبطاريات تخزين الطاقة التي تعتمد على خلية ليثيوم الحديد الفوسفات واحتياجات حالات تخزين الطاقة، لمساعدة المستخدمين على تحقيق الأداء الأمثل للبطارية وإطالة عمرها التشغيلي.
أولاً، سيناريوهات ملاءمة الشحن: تعديل حسب "احتياجات تخزين الطاقة"، وبدء التحكم في درجة الحرارة أولاً عند الشحن في درجات حرارة منخفضة
تتطلب استراتيجية شحن بطاريات تخزين الطاقة ذات فوسفات الحديد والليثيوم دمج سيناريوهات تخزين الطاقة (مثل الربط مع الطاقة الشمسية، والاستفادة من فروق الأسعار بين الذروة والوادي) مع خصائصها الخاصة، لتجنب الأضرار الناجمة عن "الشحن العشوائي".
• التجهيزات الملحقة بالطاقة الشمسية: إعطاء الأولوية لـ "الربط بين الطاقة الشمسية والتخزين"، وتجنب الشحن الزائد: إذا كانت بطاريات التخزين متوافقة مع نظام الطاقة الشمسية، يُنصح بتمكين وضعية "الشحن بأولوية الطاقة الشمسية". فعندما تكون كمية الطاقة الشمسية المنتجة كافية، يكفي شحن البطارية حتى 80% فقط؛ وفي حال وجود فائض من الطاقة الشمسية خلال النهار، يمكن بيعها إلى الشبكة الكهربائية، مما يمنع شحنها بالكامل حتى 100%. كما أن تخزين البطارية مشحونة بالكامل لفترات طويلة يؤدي إلى تسريع تدهور مواد الأقطاب الكهربائية. لذا، من الأفضل الحفاظ على مستوى شحن يتراوح بين 50% و80%، مما يطيل عمر الدورة التشغيلية بنسبة تزيد عن 25%.
• مراجحة فترات الذروة والمنخفضة: اشحن الطاقة خلال أوقات الانخفاض لتجنب الشحن في درجات الحرارة العالية. عند الاستفادة من فرق أسعار الكهرباء بين الفترتين، يُفضل شحن البطارية حتى 90% خلال ساعات الليل المنخفضة (من 22:00 إلى 6:00 صباحًا)، ثم تفريغها خلال أوقات الذروة (من 10:00 إلى 18:00). وفي البيئات ذات درجات الحرارة العالية (>35℃)، تجنب الشحن وقت الظهيرة، وقم بتشغيل نظام التحكم في درجة حرارة خزانات تخزين الطاقة للحفاظ على درجة حرارة البطارية أقل من 30℃، مما يمنع تحلل الإلكتروليت.
• شحن بدرجة حرارة منخفضة: قم أولاً بـ "التسخين المسبق" ثم اشحن: تقل كفاءة شحن فوسفات حديد الليثيوم بشكل كبير تحت 0℃، ولا يمكنه الشحن بشكل طبيعي عند -10℃. عند استخدام أجهزة تخزين الطاقة في الهواء الطلق خلال فصل الشتاء، قم أولاً بتشغيل وظيفة التسخين حتى ترتفع درجة حرارة البطارية إلى أكثر من 5℃ قبل الشحن؛ أما إذا لم تكن هناك وظيفة تسخين، فيمكنك لف خزانة تخزين الطاقة بقطعة من القماش العازل للحرارة لمنع فقدان الحرارة، وتجنب خطر "تشكل الليثيوم" الناتج عن الشحن في درجات الحرارة المنخفضة.
ثانيًا، التحكم في التفريغ بضمان الحدود: عدم تجاوز الطاقة، وعدم استنفاد الشحن، والتوافق مع حمولة تخزين الطاقة
في سيناريوهات تخزين الطاقة، تكون تقلبات الأحمال كبيرة وفترات التفريغ طويلة، مما يتطلب التحكم الدقيق بإيقاع التفريغ لتجنب "الشحن الزائد" أو "التفريغ الناقص" لبطاريات تخزين الطاقة التي تعتمد على خلية ليثيوم الحديد الفوسفات.
• عدم تجاوز قدرة التفريغ المحددة: تحتوي بطاريات تخزين الطاقة ذات خلايا فوسفات الحديد الليثيوم على قدرات تفريغ محددة حسب السعة، مثل خزان تخزين بسعة 10 كيلوواط/ساعة يوفر طاقة تفريغ تبلغ 5 كيلووات. وإذا تم توصيل مكيف الهواء (2 كيلووات) وفرن كهربائي (2.5 كيلووات) وسخان مياه (2 كيلووات) في نفس الوقت، فإن إجمالي القدرة يبلغ 6.5 كيلووات وهو ما يتجاوز القيمة المحددة، مما يؤدي إلى تشغيل نظام الحماية من التيار الزائد وإيقاف التيار الكهربائي. لذا نوصي بتقسيم استخدام الطاقة حسب احتياجات الأحمال، أو اختيار جهاز تخزين طاقة بقدرة أكبر، للحفاظ على قدرة التفريغ ضمن حدود لا تتجاوز 90% من القيمة المحددة.
• احتفظ بـ 10% "طاقة طوارئ": يجب تجنب "التفريغ العميق" لبطاريات التخزين، ويجب إعادة شحن البطارية فورًا عندما تنخفض الطاقة إلى 10%. وعلى الرغم من أن بطاريات ليثيوم حمض الفوسفوريك قادرة على التفريغ العميق، إلا أن استمرارها تحت مستوى 5% لفترات طويلة سيؤدي إلى أضرار لا رجعة فيها في هيكل الأقطاب الكهربائية، مما يقلل عمر الدورة من 1500 دورة إلى 800 دورة فقط. وعند استخدام الطاقة في حالات الطوارئ، يجب أيضًا تركيز 10% من الطاقة الاحتياطية لتجنب الانقطاع المفاجئ للتيار الكهربائي الذي قد يؤدي إلى تجميد البطارية بسبب نفاد الشحنة، وبالتالي تجنّب زيادة تكاليف الصيانة الناتجة عن الحاجة إلى معدات متخصصة لتنشيطها مرة أخرى.
• تفريغ سلس يقلل التذبذبات: عند تزويد معدات التخزين الصناعي والتجاري بالطاقة لخطوط الإنتاج، يجب تجنب التشغيل المتكرر والإيقاف لمحركات وأجهزة اللحام وغيرها من الأجهزة عالية الطاقة. ويمكن الاستفادة من وظيفة "تسوية الأحمال" في نظام إدارة الطاقة EMS الخاص بنظام تخزين الطاقة، للتحكم في تذبذب تيار التفريغ ضمن نطاق ±5%، مما يساعد بشكل فعال على تقليل تفاعلات الاستقطاب داخل البطارية وإبطاء تدهورها.
ثالثًا، التخزين بما يتناسب مع خصائص تخزين الطاقة: تتطلب الإهمال طويل الأمد "الصيانة"، والتخزين في الهواء الطلق لمنع التلف الناتج عن العوامل البيئية.
غالبًا ما تُترك بطاريات تخزين الطاقة دون استخدام لفترات طويلة بسبب تغيرات المواسم (مثل الموسم المنخفض للطاقة الكهروضوئية) أو تعديلات المشروع، مما يستدعي اتخاذ تدابير وقائية مخصصة لحفظها بما يتناسب مع خصائصها الخارجية وسعتها الكبيرة.
• قبل التخزين غير المستخدم: يجب شحن بطاريات تخزين طاقة الليثيوم الحديد الفوسفاتية التي تُترك دون استخدام لفترة طويلة (أكثر من 3 أشهر) إلى مستوى شحنة يتراوح بين 50% و60% أولاً، ثم فصل مفتاح الطاقة الرئيسي، وذلك لتجنب انخفاض السعة الناتج عن التخزين بالشحنة الكاملة؛ ويمكن تشغيل أجهزة تخزين الطاقة المنزلية الصغيرة الحجم (مثل مصدر الطاقة الخارجي بسعة 5 كيلوواط/ساعة) وتفريغها مرة واحدة شهريًا لتنشيط نشاط البطارية.
• التخزين في الهواء الطلق: الحماية من الأمطار والرياح ومن أشعة الشمس المباشرة؛ يجب فحص شرائط الختم في خزانة تخزين الطاقة الخارجية للتأكد من عدم تقادمها، كما ينبغي تنظيف فتحات تصريف المياه في الخزانة بشكل عاجل في الأيام الممطرة لمنع تسرب مياه الأمطار إلى حجرة البطاريات؛ وفي الصيف، يستحسن استخدام مظلة لتوفير الظل وتجنب ارتفاع درجة حرارة الخزانة عن 40 درجة مئوية؛ أما في الشتاء، فيُفضّل وضع ألواح عازلة تحت قاعدة الخزانة للحد من تأثير انخفاض درجة حرارة الأرض على البطاريات.
• افصل الأحمال الخارجية: قبل التخزين، قم بفصل محول الطاقة الكهروضوئية وأجهزة الأحمال المتصلة بخزانة تخزين الطاقة لتجنب استهلاك الطاقة من الجهاز أثناء وضع الاستعداد، مما قد يؤدي إلى تفريغ البطارية ببطء — فحتى إذا كانت طاقة الاستعداد 10 واط فقط، فإنها ستستهلك 2.16 كيلوواط ساعة من الكهرباء في 3 أشهر، مما قد يتسبب في فقدان شحنة البطارية.
رابعًا: صيانة مواقف تخزين الطاقة المركزة: فحص دوري، والكشف المبكر عن المخاطر.
تُعدّ بطاريات تخزين الطاقة ذات فوسفات الحديد والليثيوم في الغالب "مدمجة في خزانات"، ويتطلب الصيانة الاعتماد على هيكل خزانات تخزين الطاقة، مع التركيز على فحص مجموعات البطاريات والأسلاك التوصيلية ونظام التحكم في درجة الحرارة.
• فحص أسبوعي لمعايير البطارية: من خلال شاشة خزان التخزين أو منصة المراقبة عن بُعد، راقب حالة بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد: الجهد الطبيعي للخلية الواحدة هو 3.2 فولت، ويجب الانتباه إذا تجاوز الانحراف 0.1 فولت؛ وإذا تجاوز فرق درجة الحرارة بين الخلايا 3℃ فيجب فحص نظام التبريد؛ كما يجب مراقبة السعة المتبقية (SOC). وفي حال انخفض جهد الخلية الواحدة إلى أقل من 3.1 فولت، فقد تكون هذه "الخلية المتخلفة"، مما يستدعي استبدالها على الفور لمنع تأثيرها على أداء مجموعة البطاريات بأكملها.
• تنظيف وفحص الدوائر شهريًا: بعد فصل التيار الكهربائي، استخدم الهواء المضغوط لتنظيف الغبار من شبكات تبريد خزان تخزين الطاقة، لتجنب عرقلة التبريد؛ افتح باب الصيانة وتحقق مما إذا كانت أطراف التوصيل الخاصة بمجموعات البطاريات مرتخية أو مؤكسدة، وإذا كانت مؤكسدة، استخدم ورق الصنفرة لتجليخها ثم ضع معجون موصل كهربائي؛ راقب حالة تشغيل مراوح وأنظمة الضخ في نظام التحكم في درجة الحرارة لضمان انسيابية قنوات التبريد.
• الفحص المهني السنوي: ندعو مصنّعي أجهزة تخزين الطاقة لإجراء فحص سعة البطاريات (مثل اختبار دورات الشحن والتفريغ)، وتقييم درجة صحة البطارية (SOH). إذا كانت SOH أقل من 80%، فيجب وضع خطة لاستبدالها؛ كما يجب فحص غلاف البطارية بحثًا عن الانتفاخ أو التسريب، وفي حال اكتشاف أي عوارض غير طبيعية، يجب إيقاف استخدامها على الفور لتجنب الحوادث الأمنية.
أشار خبراء الصناعة إلى أن عمر بطاريات تخزين الطاقة التي تعتمد على فوسفات الحديد والليثيوم يرتبط ارتباطًا وثيقًا بعادات الاستخدام. فالشحن والتفريغ والتخزين والصيانة العلمية يمكنها تمديد فترة الخدمة الفعلية من 5 سنوات إلى أكثر من 8 سنوات، مما يقلل بشكل كبير من تكاليف تشغيل مشروعات تخزين الطاقة. إن إتقان هذه المهارات لا يضمن فقط استقرار الإمداد بالطاقة لنظام التخزين، بل يرسّخ أيضًا أساسًا آمنًا لتطبيقات تخزين الطاقة خلال عملية الانتقال الطاقي.
آخر التحديثات
كيف يمكن الحصول على المساعدة؟
يرجى التواصل معنا!
سوف نتصل بك في غضون يوم عمل واحد . يرجى الانتباه إلى البريد الإلكتروني الخاص بك .