المبدأ الأساسي لتخزين الطاقة الكهروضوئية في بطارية الليثيوم

1.1 مبدأ توليد الطاقة الكهروضوئية

توليد الطاقة الكهروضوئية هو عملية تحويل ضوء الشمس مباشرة إلى طاقة كهربائية من خلال الألواح الشمسيةتُصنع الألواح الشمسية بشكل أساسي من مواد السيليكون. عندما تسلط أشعة الشمس على الألواح، تُثير الفوتونات الإلكترونات في ذرات السيليكون لتوليد تيار كهربائي. تُسمى هذه العملية عادةً بالتأثير الكهروضوئي. من خلال توصيل عدة وحدات خلايا شمسية على التوالي والتوازي، يمكن الحصول على خرج طاقة مستقر.

1.2 مبدأ تخزين طاقة بطارية الليثيوم

بطارية الليثيوم هي جهاز تخزين طاقة كيميائي يعتمد على أيونات الليثيوم في تفاعلات الشحن والتفريغ. تتكون من قطب موجب، وقطب سالب، وإلكتروليت، وفاصل. عند الشحن، تنتقل أيونات الليثيوم من القطب الموجب إلى السالب عبر الإلكتروليت لتخزين الطاقة؛ وعند التفريغ، تنتقل أيونات الليثيوم من القطب السالب إلى الموجب لإطلاق طاقة تستخدمها الدائرة الخارجية. أصبحت بطاريات الليثيوم أكثر حلول تخزين الطاقة شيوعًا بفضل كثافتها العالية وعمرها الطويل وخفة وزنها.

1.3 الجمع بين أنظمة الطاقة الكهروضوئية وأنظمة تخزين الطاقة

في مجال توليد الطاقة الكهروضوئية، نظرًا لطبيعة الطاقة الشمسية المتقطعة وغير المستقرة، يستحيل توفير الطاقة باستمرار ليلًا أو في الأيام الممطرة، لذا تُعد معدات تخزين الطاقة ضرورية لحل مشكلة تقلبات الطاقة. تُخزن أنظمة تخزين الطاقة الكهروضوئية الكهرباء الفائضة خلال النهار في بطاريات الليثيوم، مما يضمن إمدادًا مستقرًا بالكهرباء في غياب ضوء الشمس. بطاريات الليثيوم تلعب دورًا حيويًا في هذه العملية.