ثلاث احتياجات رئيسية لبطارية تخزين الطاقة، والسلامة هي الأكثر أهمية
يُعتبر تخزين الطاقة الكهروكيميائية الشكل الرئيسي لتخزين الطاقة في أنظمة الطاقة المستقبلية. تُعدّ البطاريات وأجهزة تخزين الطاقة (PCS) من أهمّ العوائق في سلسلة الصناعة، ويكمن الطلب الأساسي على السلامة العالية والعمر الطويل والتكلفة المنخفضة. ومن بين هذه العوائق، تُعدّ السلامة هي الأساس. أشار بعض خبراء الصناعة إلى أن محطات تخزين الطاقة الكهروكيميائية تشهد حاليًا تطورًا سريعًا، إلا أن مشكلة السلامة تُشكّل عائقًا أمام تطويرها على نطاق واسع. كما أن انفجار محطة تخزين الطاقة في بكين ومشروع تخزين الطاقة في تيسلا أستراليا قد دقّ ناقوس الخطر في صناعة تخزين الطاقة.
ولتحقيق هذه الغاية، تقترح الآراء التوجيهية لتسريع تطوير تخزين الطاقة الجديدة وضع معايير لتكنولوجيا السلامة ونظام إدارة، وتعزيز إدارة السلامة من الحرائق، والالتزام الصارم بمبادئ السلامة الأساسية كمبدأ أساسي؛ مع تحقيق تقدم طويل الأمد في مجالات السلامة العالية، وانخفاض التكلفة، والموثوقية العالية، وطول العمر، وغيرها؛ وتعزيز سلامة أبحاث تكنولوجيا تخزين الطاقة الكهروكيميائية، وغيرها. كما عُرضت في 24 أغسطس، بالتعاون مع اللجنة الوطنية للتنمية والإصلاح، والمجلس الوطني للطاقة، مسودة "التدابير المؤقتة للإدارة الآمنة لمحطات تخزين الطاقة الكهروكيميائية" على المجتمع للتشاور العام، بهدف تعزيز إدارة سلامة تخزين الطاقة.
تتميز بطارية هيدريد النيكل والمعدن بسلامة عالية وعمر طويل وقيمة مميزة
تُظهر بيانات جمعية صناعة البطاريات الصينية أن بطاريات هيدريد النيكل والمعدن الكهربائية عالية الأمان، وطويلة العمر، حيث يتكون قطبها الموجب من كرات النيكل، بينما تدعم المادة الفعالة للقطب السالب سبيكة تخزين الهيدروجين، وهي مادة مستقرة نسبيًا. يتميز إلكتروليت الماء بخصائص ممتازة في مقاومة اللهب، مما يمنع حوادث الانفجار والاحتراق. تصل كثافة طاقة مونومر البطارية إلى 140 واط/كجم، وعمرها الافتراضي يصل إلى 3000 دورة، ودورات شحن وتفريغ سطحية تصل إلى 10000 مرة أو أكثر، ويمكن استخدامها لأكثر من 10000 مرة. أكثر من 10000 مرة، ويمكنها الحفاظ على معدل شحن وتفريغ عالٍ في درجات حرارة تتراوح بين -40 درجة مئوية و60 درجة مئوية. وصلت مبيعات سيارات تويوتا HEV العالمية إلى أكثر من 18 مليون سيارة، وهي مجهزة على نطاق واسع ببطاريات هيدريد النيكل والمعدن، ولم تحدث حالة واحدة من حوادث احتراق البطارية، وتم التحقق بشكل كامل من السلامة العالية للبطارية.
علاوة على ذلك، يُعد شحن وتفريغ البطاريات عملية تحويل للطاقة الكيميائية والطاقة الكهربائية، وتؤثر درجة الحرارة بشكل كبير على التفاعل الكيميائي. تُبنى محطات تخزين الطاقة غالبًا في الهواء الطلق، وتتأثر معظم أنواع البطاريات بالبيئة ودرجة الحرارة، مما يحد من موقع محطات الطاقة ويضعف دورها في تخزين الطاقة. تتميز بطاريات هيدريد النيكل-معدن بكفاءة شحن وتفريغ ممتازة في درجات الحرارة المنخفضة جدًا والعالية، مما يجعل موقع محطة تخزين الطاقة أكثر مرونة وسهولة في الاستخدام وأداءً عامًا أفضل، مما يجعلها من أبرز نقاط قوتها في منافسة مختلف تقنيات البطاريات.
في الواقع، كانت بطاريات هيدريد النيكل والمعدن في تطبيق سوق تخزين الطاقة سابقة. في عام 2020، حصلت شركة تخزين طاقة بطاريات هيدريد النيكل والمعدن Nilar على استثمار بقيمة 47 مليون يورو من بنك الاستثمار الأوروبي. ومن المفهوم أن Nilar تركز على تكامل توليد الطاقة المتجددة وتخزينها، والطاقة الاحتياطية وتطبيقات شحن المركبات الكهربائية، ويهدف الاستثمار إلى تعزيز دمج الشركة في البطارية لأنظمة السوق السكنية والتجارية والصناعية وشبكات الطاقة أو البنية التحتية. وفقًا لـ Frontiers in Polymer Science، طور فريق البروفيسور يي كوي في جامعة ستانفورد بطارية هيدريد النيكل والمعدن (Ni-MH) لتطبيقات الطاقة المتجددة والتخزين واسعة النطاق، مع مزايا عمر الخدمة الطويل للغاية، وعدم وجود خطر الحريق أو الانفلات الحراري، وعدم الحاجة إلى الصيانة الدورية، وسلوك جيد في درجات الحرارة المنخفضة، وانخفاض التكلفة. وسوف يقوم فريق كوي ببناء وحدة تجريبية بسعة تخزين تبلغ 2 ميغاواط في عام 2021، ويخطط لتوسيع قدرتها إلى 20 ضعف هذه الكمية بحلول عام 2022.
وقت النشر: ٢٤ أغسطس ٢٠٢٣
