الطلب المتزايد على بطاريات الليثيوم في التطبيقات التجارية

في قطاعات التجزئة والاتصالات والصناعات العقارية التجارية والصناعية، تتجه الشركات بسرعة أكبر نحو التخلّي عن بطاريات الرصاص الحمضية التقليدية واعتماد بطاريات حديثة أنظمة بطاريات الليثيوم . ويُعزى هذا التحوّل إلى انخفاض أسعار الليثيوم، وتحسين مستوى السلامة المقدَّم من كيمياء ليثيوم حديد الفوسفات (LiFePO) ₄وتحسُّن الكفاءة الطاقية المطلوبة. وفيما يلي ثلاثة أسباب رئيسية تفسِّر انتشار اعتماد بطاريات الليثيوم في القطاع التجاري.

لماذا تستبدل الشركات بطاريات الرصاص الحمضية بأنظمة بطاريات الليثيوم

تتطلّب الأنشطة التجارية طاقةً موثوقةً تتسم بصيانة منخفضة. فبطاريات الرصاص الحمضية تحتاج إلى عمليات تزود متكررة بالماء، وشحن متساوٍ، وتوفير تهوية كافية لغاز الهيدروجين الناتج عنها. كما أن عمرها التشغيلي القصير يقتصر عادةً على ٣٠٠–٥٠٠ دورة، ومدى تفريغها غير كافٍ (٥٠–٦٠٪ DoD)، ما يعني أن نصف السعة المُعلَّنة للبطارية لا يكون متاحًا للاستخدام.

يمكن التغلب على هذه العيوب باستخدام بطاريات فوسفات الليثيوم الحديدي (LiFePO₄). فهي لا تحتاج إلى صيانة، ولا تطلق أي غازات ضارة، ويمكنها تقديم ما بين ٣٠٠٠ و٦٠٠٠ دورة شحن/تفريغ مع سعة قابلة للاستخدام تتراوح بين ٨٠٪ و١٠٠٪. وفي حالة المأوى الخاص بالاتصالات السلكية واللاسلكية أو المتجر التجزئي الذي يشهد دورات تفريغ يومية، فإن عمر البطارية الليثيومية يتراوح بين ٨ و١٥ سنة، مقارنةً بـ ٣ إلى ٥ سنوات للبطاريات الرصاصية الحمضية. ويُعوَّض الارتفاع في التكلفة الأولية من خلال الحاجة إلى عدد أقل من عمليات الاستبدال، وتقليل تكاليف العمالة، وتقليل متطلبات أنظمة التدفئة والتبريد وتكييف الهواء (HVAC). ₄حالات استخدام أنظمة تخزين الطاقة التجارية: القطاع التجاري، وقطاع الاتصالات، والمنشآت الصناعية

القطاع التجاري: تُستخدم أنظمة تخزين البطاريات الليثيومية في المتاجر الكبرى والسوبرماركت الكبيرة لتقليل الذروة (لتوفير الرسوم المرتبطة بالطلب الأقصى) ولتوفير طاقة احتياطية لأنظمة التبريد وأنظمة نقاط البيع (POS). وفي حال انقطاع التيار الكهربائي عن الشبكة، تتيح أنظمة الليثيوم انتقالاً سلساً يجنب التلف الناتج عن فساد البضائع وفقدان المبيعات.

حالات استخدام أنظمة تخزين الطاقة التجارية: القطاع التجاري، وقطاع الاتصالات، والمنشآت الصناعية

الاتصالات: ستحتاج أبراج الاتصالات والمكاتب المركزية إلى طاقة تيار مستمر (DC) على مدار 24 ساعة يوميًا. ويمكن لبطاريات الليثيوم التعامل مع التفريغ عالي التردد الناتج عن تقلبات الشبكة الكهربائية وتأخر بدء تشغيل المولدات. كما أن حجمها الأصغر (أصغر بنسبة 30–60% مقارنةً ببطاريات الرصاص الحمضية) أمرٌ بالغ الأهمية في أكشاك الاتصالات المزدحمة. ويشكّل نطاق درجة الحرارة الأوسع لبطاريات الليثيوم (من -20°م إلى +60°م) ميزةً إضافيةً لأبراج الاتصالات النائية، حيث لا يلزم فيها التبريد النشط.

المنشآت الصناعية: تُستخدم أنظمة تخزين الطاقة بالليثيوم في أنظمة التغذية غير المنقطعة (UPS) بالمصانع لتشغيل المعدات الآلية الحساسة، ولتثبيت الجهد، ولنقل أحمال التشغيل. وتتطلب خطوط اللحام والناقلات الخرسانية والخلايا الروبوتية طاقةً نظيفةً ومستقرةً توفرها بطاريات الليثيوم دون حدوث انخفاض في الجهد.

فوائد العائد على الاستثمار (ROI) المحققة باستخدام بطاريات الليثيوم في تسطيح قمم الاستهلاك الكهربائي وتقديم الطاقة الاحتياطية

أصبحت أنظمة التخزين التجاري بالليثيوم جذّابةً ماليًّا بشكلٍ متزايد. وهاتان التطبيقتان هما الأكثر ربحيةً من حيث العائد على الاستثمار:

تسطيح القمة: تفرض أسعار الطاقة التجارية رسومًا على الطلب تُحدد وفقًا لأقصى طلب للطاقة خلال فترة ١٥–٣٠ دقيقة في الشهر. وتُفرِّغ بطاريات الليثيوم طاقتها في أوقات الذروة لتقليل استهلاك الطاقة الأقصى للمنشأة بنسبة تتراوح بين ٢٠٪ و٤٠٪. ويمكن أن يؤدي تسطيح القمة إلى تحقيق وفورات تصل إلى ٥٠٠٠–١٥٠٠٠ دولار أمريكي سنويًّا لمتجر تجزئة متوسط الحجم يخضع لرسوم طلب قدرها ١٥ دولارًا أمريكيًّا لكل كيلوواط. وبما أن عمر نظام الليثيوم الافتراضي يبلغ ١٠ سنوات فأكثر، فإن إجمالي التوفير في التكاليف قد يفوق غالبًا الاستثمار الأولي بمرتين أو ثلاث مرات.

الطاقة الاحتياطية: تحتاج بطاريات أنظمة التغذية غير المنقطعة (UPS) التقليدية المصنوعة من الرصاص-حمض إلى الاستبدال كل ٣–٥ سنوات، وتستهلك مساحةً كبيرةً على الأرض. أما أنظمة التغذية غير المنقطعة (UPS) الليثيومية فتتطلب استبدالًا أقل بنسبة ٦٠–٧٠ مرةً، وتعمل بتكلفة تبريد أقل وزمن شحن أقصر (١–٢ ساعة مقارنةً بـ٦–١٢ ساعة في حالة بطاريات الرصاص-حمض). ويُقاس خفض المخاطر الناتج عن استخدام البطاريات الليثيومية من حيث الموثوقية والشحن السريع لمراكز البيانات والمستشفيات ومنشآت الاتصالات، حيث تتجاوز تكاليف التوقف عن العمل ١٠٠٠٠ دولار أمريكي في الساعة.

الخاتمة

تزداد الحاجة التجارية إلى بطاريات الليثيوم بمعدل مرتفع في قطاعات التجزئة والاتصالات وكذلك المرافق الصناعية. وتستبدل الشركات بطاريات الرصاص الحمضية ببطاريات الليثيوم لتشغيل أنظمتها دون الحاجة إلى صيانة، ولتمديد عمرها الافتراضي، فضلاً عن تحسين التكلفة الإجمالية للملكية. وتوفر تطبيقات تقليص الذروة وطاقة الاحتياط عائد استثمار جذّاب من حيث خفض رسوم الطلب وتقليص دورات الاستبدال. وتقدّم شركة شينتشن ويتو هونغدا الصناعية المحدودة حلولاً مخصصة متكاملة للطاقة، مثل أنظمة التغذية غير المنقطعة (UPS)، والعواكس الشمسية، وأنظمة تخزين الطاقة، والتي تدعمها شهادات الأيزو والسي إي. راسلونا اليوم لمناقشة مشروع بطاريات الليثيوم التجارية الخاص بكم.