نموذج تخزين بطارية باوربوكس مع محطة طاقة هجينة محلية

المؤلف: HE3DA، الأكاديمية التشيكية للعلوم

بطاريات الليثيوم ايون تستعمل على نطاق واسع في الأجهزة الالكترونية و السيارات الكهربائية. لكن أيضا  يتم استعمالها بشكل متزايد في الأنظمة المنزلية و الصناعية لتخزين الطاقة.

تتشكل أنظمة تخزين الطاقة من بطاريات مترابطة يمكن إعادة شحنها حتى تمدنا بالطاقة فعلى سبيل المثال: تخزن الطاقة من الألواح الشمسية على سقف منزل عائلي ليتم استهلاكها لاحقا عندما لا تكون الشمس مشرقة.

الباوربوكس هو مثال عن نظام تخزين طاقة منزلي مع قدرة تتراوح بين 15 إلى 30 كيلوواط ساعي (حسب نوع خلايا البطاريات المستعملة). الباوربوكس يوفر تيارا متناوبا يمكن استعماله مباشرة في المنزل. يتم تحويل التيار المستمر إلى متناوب عبر محول طاقوي ( الصندوق المجاور الباوربوكس). و بالإضافة للألواح الشمسية يمكن تزويد الباوربوكس بمصادر أخرى لشحنه بالطاقة كخلايا الوقود مثلا, يمكن توسيع وزيادة حجم نظام تخزين الطاقة و قدرته حسب الحاجة مع القيام بالإضافات اللازمة ( شاهد بطارية تخزين الطاقة في الصندوق إلى اليمين). الباوربوكس نظام يمكن تحريكه ولا يحتاج أي تبريد.

في قلب الباوربوكس تتواجد خلايا الليثيوم ايون المبنية  على تكنولوجيا النانو, تعود أصول وجودها إلى أبحاث مشتركة بين معهد هايروفسكي للكيمياء الفيزيائية للأكاديمية التشيكية للعلوم و شركة HE3DA . بفضل هندستها  الفريدة ثلاثية الأبعاد , يمكن أن تصل الأقطاب إلى سمك مليمترين  و هي أكبر بشكل معتبر مقارنة بالأقطاب ثنائية الأبعاد العادية لبطاريات الليثيوم-ايون. يتم شحن و تفريغ الخلايا بتيار يتراوح بين عشرات و مئات الأمبيرات و بسبب احتواء هذه البطاريات لمقاومة داخلية صغيرة و عدم وجود مواد عضوية (عدا المنحلة كهربائيا ) يجعل منها أكثر أمانا بالنسبة لاحتمالية انفجارها أو احتراقها كما تتميز بتكلفة إنتاجية أقل و كونها سهلة التفكيك و يمكن القول أنها قابلة للتدوير بشكل كامل.

مميزات الباوربوكس:

  • نظام بطارية أحادي الطور (هجين / معزول) 

  • القيمة العظمى للتوتر الكهربائي (الطاقة) في المدخل من الألواح الشمسية: 150 فولط (مستمر)

  • ذروة طاقة الألواح الشمسية تصل إلى 5.8 كيلوواط ذروة (ويمكن أن تتخطى هذه القيمة غير أن الطاقة الأكبر لا يتم تحويلها).

  •  بطارية 48 فولط , الليثيوم ايون.

  • مدخل التيار الأعظم من الشبكة : 50 أمبير ( لتوتر كهربائي يقدر ب 230 فولط و تردد 50 هرتز.)

  • محول الطاقة: 5000 فولط أمبير.