نقطة طاقة نظيفة كم بطارية تحتاج لتشغل بيتك بالكامل؟

كم بطارية تحتاج لتشغل بيتك بالكامل؟

يبدو بأن تيسلا قامت بتصنيع بطاريات لمنزلك، وهذا أمر رائع، ولكن لماذا قد نكون بحاجة لبطارية للمنزل؟ إليكم بعض الاستخدامات المفيدة هنا:

إقرا المقال الخاص ببطاريات تسيلا من هنا

  • إذا كان منزلك يقع في منطقة معزولة لا تصل إليها شبكة الكهرباء فقد ترغب في تزويده بالطاقة من خلال استخدام الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح، ولكن لسوء الحظ، فإنه لا يمكن لأي من هذين المصدرين توفير الطاقة بشكل مستمر، ولكن إذا كنت تستطيع تخزين الطاقة في البطارية، فسيمكنك عندها استخدام هذه الطاقة أثناء الليل أو ضمن الطقس الهادئ.
  • هناك العديد من الأشخاص الذين يحتفظون بمولدات تعمل على البنزين في منازلهم لتوفير الطاقة لها، وعلى الرغم من أن العديد منهم لا يستخدمونها إلّا نادراً، إلّا أنه عندما تدعو الحاجة لاستخدامها فإن توافرها سيكون أمراً رائعاً، ولكن ماذا لو كنت تمتلك بطارية يمكن استخدامها لتوفير الطاقة للمنزل في أوقات انقطاع التيار الكهربائي عوضاً عن المولدات التي تستخدم البنزين والتي تكون عادة مضرة بالبيئة وبالصحة؟ ألن يكون هذا رائعاً؟
  • تشجع شركة الكهرباء على امتلاك الجميع للبطاريات المنزلية، فمع وجود هذه البطاريات يمكنك أن تقلل من الضغط على الشبكة الكهربائية، فعندما تقوم بتشغيل مكيف الهواء لديك، فإنه يقوم بسحب كمية كبيرة من الطاقة خلال فترة قصيرة من الزمن، ولكن مع وجود البطارية يمكن معادلة الطلب الحالي على الطاقة.

إذا كنت تفكر الآن في الحصول على بطارية منزلية فأنت بحاجة لمعرفة حجم البطارية التي ستحتاجها ومقدار استطاعتها، حسناً لنكتشف ذلك سوياً:

نحن بحاجة أولاً لمعرفة بعض القيم البدائية، فمثلاً، ما المدة التي تريد أن تقوم بتشغيل منزلك على البطارية خلالها؟ وما الذي تريد تشغيله في المنزل باستخدام البطارية.

بشكل عام فإنه من العدل أن نفترض أن استخدام بطارية باستطاعة 2000 واط ستكون كافية للاستخدام المنزلي، فعلى الرغم من أنك ستحتاج إلى استخدام أكثر من 2000 واط في منزلك في مرحلة ما من اليوم، إلّا أنه خلال الليل لن تكون هناك حاجة إلى الكثير من الطاقة، وهذا سيجعل متوسط حاجتك اليومية تصل إلى حوالي 2000 واط، علماً أنه يمكنك وضع أرقامك الخاصة التي ترغب بها، إذا كنت لا تفضل هذه القيمة.

أما بالنسبة لحجم البطارية، فغالباً ما تكون أبعاد البطارية تعتمد على نوعها، فمثلاً، تستخدم سيارات تيسلا الحالية بطارية ليثيوم أيونية، وهذا النوع من البطاريات يتميز بكثافة طاقة تتراوح بين 0.9 و2.23 MJ / L، (ميجا جول لكل لتر)، فإذا ما أردنا استخدام هذا النوع من البطاريات في المنزل، فإن الطريقة المثلى لمعرفة الحجم الذي نحتاج إليه هو من خلال تطبيق معادلة الكثافة، والتي هي “الكثافة = طاقة البطارية مقسومة على حجمها”، وبالتالي فإن معادلة حجم البطارية ستكون “حجم البطارية = طاقة البطارية مقسومة على كثافتها”، وباعتبار أنك ستحتاج إلى متوسط استطاعة بطارية يصل إلى 2000 واط، فإن طاقة البطارية ستكون مساوية لـ1.2×109، وبتطبيق المعادلة السابقة على بطارية ليثيوم أيونية تمتلك لكثافة تساوي 2.23 فإن الناتج سيكون نصف متر مكعب، وهذا ليس بالأمر السيئ، وإذا ما أردنا أن تستخدم هذه النوع من البطاريات فإنه بإمكاننا أن نجعلها بطول الحائط (دعنا نقول 2.5 متر).

الآن ومن وجهة نظر تصميمية، ربما ينبغي أن تكون سماكة البطارية حوالي 5 سم ، إلّا أن هذا سيعني أنه يجب أن يكون طولها حوالي 4 أمتار، وهذا لن يكون مجيداً، ولكن إذا ما زدنا من سماكتها إلى 10 سم، فإن هذا سيجعل من طولها يصل لحوالي 2 متر، وهذا يمكن أن يكون جيداً.

بطبيعة الحال، فإن هذه الحسابات تبدو صحيحة بسبب ارتفاع كثافة الطاقة لبطاريات الليثيوم الأيونية، ولكن بالنسبة للبطاريات القلوية (alkaline)، فإنها تمتلك لكثافة طاقة أقل بحوالي 1.8 MJ / L وهذا سيجعل من حجمها أكبر قليلاً (ولكنها لن تكون قابلة لإعادة الشحن)، وللحصول على المزيد من التفاصيل يمكنك أن تبحث في صفحة الويكيبيديا حول كثافة الطاقة للحصول على تقدير أفضل للبطاريات المنزلية والمواد المختلفة.