تدقيق لغوي: أ. موانا دبس

تُعتبر البطاريات أو المدخرات من القطع المهمّة جداً في عالم الطاقة، فهي تقوم بدور التخزين الرئيسي في أي تطبيقٍ يستخدم الطاقة، تكثر تطبيقات البطاريات، وأصبحت تتعدَّى معظم الأدوات المُستخدمة من أصغر تطبيقاتها في ساعة اليد إلى أكبر تطبيقاتها في تخزين طاقة المصانع والمعامل، وتختلف البطاريات في أحجامها وسعتها، وذلك لاختلاف مستويات الجهد وكثافة الطاقة، كما تُعتبر المدخرات من أهمّ الأجهزة المُلحقة بنظم الطاقات المتجددة سواءً كانت شمسية، ريحية، وغيرها الكثير.

ما هي البطارية؟

البطارية هي عبارةٌ عن أداةٍ أو جهازٍ يقوم بتخزين الكهرباء على شكل مواد كيميائية، وعن طريق التفاعل الكهروكيميائي يتمُّ تحويل الطاقة المُخزّنة إلى تيارٍ كهربائي مستمر.  

ما هو تصنيف البطاريات؟

يمكن تقسيم البطاريات إلى عدة أصناف، وذلك حسب: النوع، والحجم، والسعة، والاستخدام. وهناك نموذجان لتخزين الطاقة في البطاريات:

1- البطاريات الأولية

تُفرَّغ مرةً واحدة، ولا يمكن إعادة شحنها، ولا تقلُّ أهميتها عن الثانوية، وذلك لعدة أسبابٍ منها: نوعية الطاقة العالية، زمن التخزين الطويل، سهولة التشغيل مما يجعلها مناسبةً للعديد من التطبيقات، كما يمكن حملها أثناء التنقُّل، هذه البطاريات رخيصة الثمن ومتوفرة، ومن تطبيقاتها الكاميرات الساعات أجهزة التحكم عن بعد، وغيرها الكثير.

2- البطاريات الثانوية

تكون قابلةً لإعادة الشحن، ويتمُّ شحنها عن طريق إمرار تيارٍ كهربائي بالاتجاه المعاكس لتفريغها، ومن أهمّ تطبيقاتها إمدادات الطاقة المُنقطعة، وجميع الأجهزة الإلكترونية المحمولة، وتلعب دوراً أساسياً في حياتنا، والعديد من التطبيقات اليومية ستكون معقدةً دون شحن هذه البطاريات، ولها عدة أنواع منها:

1- المدخرات الحمضية الرصاصية.

2- مدخرات النيكل كاديوم.

3- مدخرات النيكل معدن هيدريد.

4- مدخرات الليثيوم أيون.

5- مدخرات الأكسدة والاختزال.

3- من الناحية التطبيقية

حيث إنه يمكن التمييز بين:

1- بطاريات الأجهزة: كما في الساعات والهواتف الذكية.

2- بطاريات التشغيل: كما في السيارات والمحركات.

3- البطاريات الصناعية: كما في محطات الهواتف والتطبيقات الثابتة. ^{[1] [2]} 

ما هي طرق توصيل البطاريات؟

1- التوصيل التسلسلي

يجب مراعاة شرط أن تكون البطاريات الموصولة من نفس النوع أي نفس الحجم، والسعة، والجهد لأنه في حال وصل مدخرات من نوعياتٍ مختلفة أو سعاتٍ مختلفة سوف تصبح السعة الكلية مساويةً لسعة المدخرة الأصغر. في حال الوصل التسلسلي يتمُّ وصل القطب الموجب للبطارية الأولى مع القطب السالب للبطارية الثانية.

أي في حال وصل بطاريتين جهد كلٍّ منهما 12 فولت، وسعة كل منهما 150 أمبير، فإن جهد الخرج الكلي سوف يكون 24 فولت و150 أمبير، وأيضاً من ناحية قياس السلك المُستخدم فهنا يتمُّ استخدام سلكٍ رقيقٍ بسبب مضاعفة الجهد.

2- التوصيل التفرُّعي

هنا يتمُّ وصل الطرف الموجب للبطارية الأولى مع الطرف الموجب للثانية، والسالب في البطارية الأولى مع الطرف السالب للثانية، في حال الوصل التفرُّعي للبطاريات يبقى الجهد ثابتاً، بينما تزداد السّعة الكلية، فمثلاً: عند وصل بطاريتين على التفرُّع كل منهما 12 فولت و150 أمبير، فإن جهد الخرج 12 فولت و300 فولت، أما من ناحية السلك، فيتمُّ استخدام كابلات بمقاطع كبيرة، ومراعاة شدّ الوصلات بشكلٍ متين.

3- التوصيل المُختلط

ويقصد به بالتوصيل الذي يجمع بين الوصل التسلسلي والتفرُّعي، ويستخدم للحصول على سعةٍ وجهدٍ أكبر، ويكون رائجاً في محطات تخزين الطاقة الشمسية وأنظمة العاكس، يتمُّ هذا الوصل مثلاً عند استخدام 4 بطاريات كل منها 12 فولت وبسعة 150 أمبير، ويتمُّ وصل كل بطاريتين معاً على التسلسل، ومن ثم ربط كل من النظامين على التفرُّع مما يعطي بالمجموع النهائي إنشاء نظامٍ مختلط 24 فولت و300 أمبير معاً. ^{[3] [4]}

ما هي مهمّة البطاريات في أنظمة الطاقة الشمسية؟

تعمل البطارية على توفير الطاقة الكهربائية للنظام في حال تعذُّر الحصول عليها من الألواح الكهروشمسية بالإضافة إلى تخزين الطاقة الفائضة التي تولدها الوحدات الشمسية عندما تتجاوز هذه الطاقة استهلاك الحمل، تستخدم الطاقة التي لم تُستهلك من قبل الحمل مباشرةً لشحن البطارية، وفي ساعات الليل والأيام الغائمة تقوم البطارية بتلبية الحاجة للطاقة الكهربائية. ^[5]

ما هي معايير اختيار البطاريات المستخدمة في نظم الطاقة المتجددة؟

يجب أن تكون البطارية تتميز بالعوامل التالية: ^[6]

1- أن تكون ذات تفريغٍ ذاتي قليل.

2- أن تكون ذات عمرٍ طويل.

3- أن تكون سهلة التركيب والاستخدام.

4- أن تكون ذات تكلفةٍ مقبولة.

5- أن تكون ذات مردود تخزين عالٍ.

6-أن تكون ذات تصنيفٍ طاقيّ مرتفع.

7- ذات سعةٍ عالية.

8- ذات كفاءةٍ عالية.  

ما هي فوائد تخزين الطاقة الكهربائية؟

1- انخفاض تكاليف الطاقة: تجنُّب الرسوم المرتفعة للكهرباء.

2- أقلّ اعتماداً على الشبكة: من خلال استخدام الطاقة المُخزّنة في البطاريات بدلاً من استخدام كهرباء الشبكة.

3- طاقة احتياطية للطوارئ: في حال انقطاع التيار الكهربائي من الشبكة يظلُّ بإمكاننا استخدام الطاقة الكهربائية.

4- خفض الفواتير: من خلال استخدام بطاريات الطاقة الشمسية من أجل إمدادك بالطاقة الشمسية دون الحاجة إلى كهرباء الشبكة.

5- تخزين طاقة الرياح والشمس: يمكن من خلال البطاريات استغلال هذه الطاقة، وتخزينها للاستخدام في المستقبل عند الحاجة إليها.

6- فوائد بيئية: عند استخدام نظام تخزينٍ يعمل على الطاقة النظيفة يؤدي إلى تقليل التلوث البيئي. ^[7]