تلعب البطاريات دورًا مهمًا على متن المركب أو على متن عربة سكن متنقلة. بطارية AGM, بطارية ليثيوم... التكنولوجيا التاريخية ، بطاريات الرصاص المختومة تفسح المجال تدريجياً لتقنيات أكثر حداثة. لكن ليس كل منهم متساوٍ ، اعتمادًا على التطبيقات المطلوبة والميزانية. اكتشف مزايا وعيوب بطارية الليثيوم مقابل بطارية AGM.
نظرة عامة على بطارية LiFePO4
بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LiFePO4) هي نوع من بطاريات الليثيوم أيون (Li-Ion) القابلة لإعادة الشحن. وتتمثل فوائدها مقارنة ببطاريات Li-Ion التقليدية القائمة على الكوبالت في زيادة إنتاج الطاقة وشحن أسرع ووزن أقل وعمر أطول. تتمتع البطاريات أيضًا بخصائص أمان أفضل ولا تنفجر في ظل الظروف القاسية. تعمل بطاريات LiFePO4 أيضًا على التخلص من مخاوف دخول الكوبولت إلى البيئة من خلال التخلص غير السليم بمجرد انتهاء صلاحيتها.
نظرة عامة على بطارية AGM
AGM تعني "حصيرة الزجاج الممتصة". كما يوحي الاسم ، تحتوي بطاريات AGM على إلكتروليت جل وفاصل من الألياف الزجاجية بين الألواح. أصبحت بطاريات AGM ، وهي نسخة هجينة من بطاريات الرصاص الحمضية والجيلية ، شائعة بشكل متزايد في القطاع البحري على مدار السنوات العشر الماضية. إنها توفر حلاً وسطًا ممتازًا بين هاتين التقنيتين: أكثر كفاءة من بطاريات الرصاص الحمضية وأقل تكلفة من بطاريات الهلام. لنفس الوزن ، توفر بطارية AGM تقريبًا ضعف طاقة بطارية الرصاص الحمضية (10 كجم مقابل 18 أمبير). لديهم أيضًا عمر أطول (معدل التفريغ الذاتي بين 800 و 1٪ شهريًا). في المتوسط ، تعد بطاريات AGM أغلى بنسبة 3٪ من بطاريات الرصاص الحمضية ، ولكن من السهل نسبيًا العثور عليها في السوق. من ناحية أخرى ، تجدر الإشارة إلى أن بعض الطرز لا تدعم التفريغ الكلي. لذلك ينصح بعدم تجاوز 30٪ من التفريغ حتى لا يتلفها. السعر: 80 يورو مقابل 330 أمبير
بطارية ليثيوم مقابل بطارية AGM (مقارنة بين الاثنين)
1. العمر والتكلفة
تلعب الميزانيات دورًا كبيرًا في تحديد البطارية التي يجب الحصول عليها. نظرًا لكون بطاريات الليثيوم أكثر تكلفة في البداية ، فقد يبدو أنه من غير المنطقي الذهاب مع AGM. لكن ما الذي يسبب هذا الاختلاف؟ تظل بطاريات AGM أقل تكلفة لأن المواد المستخدمة في صنعها غير مكلفة ومتاحة على نطاق واسع. من ناحية أخرى ، تستخدم بطاريات الليثيوم موادًا أكثر تكلفة مع صعوبة الحصول على بعضها (مثل الليثيوم).
جزء آخر من عملية صنع القرار التي يجب مراعاتها هو العمر الافتراضي لهذه البطاريات. هذا هو المكان الذي يمكن فيه تعويض التكلفة الأولية لليثيوم. توضح النقاط التالية الاختلافات بين الليثيوم و AGM:
- بطاريات AGM حساسة لعمق التفريغ. هذا يعني أنه كلما تم تفريغ البطارية بشكل أعمق ، قل عدد دوراتها.
- يُنصح عمومًا بتفريغ بطاريات AGM حتى 50٪ فقط من سعتها لإطالة عمرها التشغيلي إلى الحد الأقصى. عمق التفريغ المحدود (DOD) بنسبة 50٪ يعني أن هناك حاجة لمزيد من البطاريات لتحقيق السعة المطلوبة. وهذا يعني المزيد من التكاليف الأولية والمزيد من المساحة اللازمة لتخزينها.
- من ناحية أخرى ، لا تتأثر بطارية الليثيوم (LiFePO4) كثيرًا بعمق التفريغ ، لذا فهي تتميز بعمر دورة أطول بكثير. تعني DOD بنسبة 80-90٪ أن هناك حاجة إلى عدد أقل من البطاريات لتحقيق السعة المطلوبة. قلة البطاريات تعني مساحة أقل مطلوبة لتخزينها.
المزيد عن أعماق التفريغ لاحقًا.
التكلفة الأولية لكل قدرة (دولار / كيلوواط ساعة):
AGM - 221 ؛ الليثيوم - 530
التكلفة الأولية لكل دورة حياة (دولار / كيلوواط ساعة):
AGM - 0.71 ؛ الليثيوم - 0.19
2- عمق التفريغ
يشير هذا إلى النسبة المئوية للبطارية التي يمكن تفريغها دون إلحاق ضرر. يمكن أن يفرغ أيون الليثيوم بشكل عام حوالي 86-98 ٪ بينما يمكن لحمض الرصاص التعامل مع ما يقرب من 30-50 ٪ من التفريغ. هذا يعني في أي لحظة ، أن بطارية ليثيوم أيون لديها نطاق تشغيل أكبر بنسبة 30٪. وهذا يعني أيضًا أن بطاريات الليثيوم أيون أقل عرضة للتلف الناتج عن تجاوز عمق التفريغ.
3. الطاقة المستخدمة
كما ذكرنا سابقًا ، يتم تحديد تصنيف معظم البطاريات Ah بمعدل 20 ساعة. في الصورة أدناه لبطارية الرصاص الحمضية ، إذا كانت بطارية 100 آه بمعدل 20 ساعة ، يمكنك أن ترى أن 0.05 درجة مئوية تعني 100 × 0.05 = 5 أمبير لمدة 20 ساعة = 100 آه متوفرة حتى تصبح البطارية فارغة تمامًا. نظرًا لأننا نستخدم 50 ٪ فقط من البطارية ، يمكننا أن نرى أن الجهد سيظل 24 فولت عند 50 ٪ DOD لحمولة 5 أمبير على مدى 10 ساعات ، وبالتالي كنا سنستهلك 50 آه.
يمكن أن تؤثر زيادة السحب الحالي (كما تظهر الرسوم البيانية أدناه) على الطاقة المتاحة القابلة للاستخدام وجهد البطارية. يُعرف هذا الانكماش الفعال في التصنيف بتأثير بيوكيرت. مع حمض الرصاص ، كلما زاد الحمل ، كلما احتجت إلى زيادة سعة البطارية آه للمساعدة في التخفيف من ذلك. مع الليثيوم ، ومع ذلك ، فإن الحمل الذي يزيد بمقدار 10 مرات عند 0.5 درجة مئوية لا يزال بإمكانه الحصول على جهد طرفي يبلغ 24 فولت عند 80 ٪ DOD / 20 ٪ SOC ، دون زيادة تصنيف Ah للبطارية. هذا ما يجعل الليثيوم مناسبًا بشكل خاص للأحمال العالية.
4. القدرة
على الرغم من أنه ليس مهمًا للتطبيقات الثابتة ، من المهم ملاحظة أن كثافة الطاقة العالية لليثيوم أيون تعني أنه يمكنه تخزين طاقة أكبر لكل كتلة من AGM. هذا يعني أن الأنظمة يمكن أن تكون أصغر حجمًا وأخف وزنًا مع توفير نفس القدر من المخرجات.
5.Weight
يتم تحديد معظم تقييمات آه من البطاريات بغض النظر عن نوعها بمعدل 20 ساعة. كان هذا جيدًا في أيام الأحمال الخفيفة ، ولكن مع زيادة عدد الأحمال وحجم الأحمال بمرور الوقت ، نحتاج أيضًا إلى النظر في الأحمال قصيرة المدى ، والأحمال المتوسطة والطويلة المدى لأنواع مختلفة من المعدات. هذا يمكن أن يعني حزمة بطارية كبيرة. في أقصى الحدود ، قد يكون لدينا تكييف هواء يعمل لمدة 10 ساعات باستخدام 10 كيلو واط ، مقارنة بمصباح LED يستخدم 100 واط في ذلك الوقت. يصبح تحقيق التوازن بين هذه المتطلبات المختلفة وجميع الأحمال الموجودة بينهما أمرًا أساسيًا. مع وجود عبوة كبيرة كما هو موضح أدناه لتحقيق ذلك ، يتضح مدى ثقل حمض الرصاص الذي يمكن مقارنته بالليثيوم. 1360/336 = أثقل بأربع مرات.
6.Warranty
يمكن عادةً ضمان بطارية ليثيوم أيون لمدة تصل إلى 15 عامًا ، في حين أن أنواع البطاريات الأخرى عمومًا مضمونة لمدة عام واحد فقط كحد أقصى.
أخيرا
تحتوي بطاريات الليثيوم على بعض المكاسب الرئيسية مقارنة بجميع بطاريات الرصاص الحمضية. إنها مفضلة لوزنها المنخفض وكفاءتها العالية في استخدام الطاقة ، والقدرة على تفريغها بالكامل ، وتشغيل أفضل في درجات الحرارة القصوى ، و حياة أطول بصورة شاملة.
التطبيق الوحيد الذي تتفوق فيه بطارية AGM حاليًا على الليثيوم في تطبيقات بدء تشغيل المحرك. إنها جيدة في توفير كميات هائلة من التيار لفترات قصيرة من الوقت طالما يتم إعادة شحنها على الفور.
