ذخیره انرژی توسط باتری به‌عنوان قدیمی‌ترین و بالغ‌ترین سیستم ذخیره انرژی در نظر گرفته می‌شود که انرژی الکتریکی را به‌صورت انرژی شیمیایی ذخیره می‌کند [1]. سیستم ذخیره شامل تعدادی سلول مجزا است که به‌صورت سری و موازی به هم متصل شده‌اند [2]. هر سلول دارای کاتد و آند با الکترولیت است [3]. در طول شارژ/دشارژ باتری، واکنش‌های الکتروشیمیایی در داخل سلول‌های جداگانه صورت میگیرد و باتری انرژی را از/برای شبکه جذب/تأمین می‌کند [4]. ذخیرهسازی باتری امکان بک آپ گیری از چند ثانیه تا چند ساعت را ارائه می‌دهد. در این روش ذخیرهسازی انواع مختلفی از باتری‌ها مورد استفاده قرار میگیرد و هرکدام ویژگی‌های متفاوتی را ارائه می‌دهند [5]. به‌طورکلی، فناوری ذخیرهسازی باتری دارای چگالی انرژی بالا، چگالی توان کمتر و عمر چرخه کمتر (نسبت به سایر روشهای ذخیرهسازی) است. باتری‌ها برای کاربردهایی که نیاز به تخلیه مداوم طولانی‌مدت دارند مناسب هستند. بااین‌حال، شارژ/دشارژ مکرر باتری با سرعت بسیار بالا باعث کاهش عمر باتری می‌شود.
در میان بسیاری از انواع سیستم‌های ذخیره‌ساز (باتری) موجود، بیان اینکه کدام مدل بهتر از سایرین است، دشوار است. بسته به نوع کاربرد، ظرفیت موردنیاز، زمان پاسخ، دمای عملیاتی، دمای محیط و محدودیتهای حجمی و وزنی می‌توان یک تصمیم منحصربه‌فرد برای مورد مربوطه اتخاذ کرد. بااین‌حال، می‌توان فناوری‌های موجود را بر اساس ویژگی‌هایی همچون چگالی انرژی و توان، هزینه و تعداد چرخه شارژ/دشارژ با هم مقایسه کرد که در جدول 1 ارائه شده است.
جدول 1- مقایسه انواع باتری قابل‌استفاده در سیستم‌های ذخیره انرژی [7،6]
همانگونه که مشاهده می‌شود، باتری جریان دارای عمر چرخه طولانی و چگالی توان ضعیف است که کاربردهای آن را در مقیاس بزرگ محدود می‌کند. باتری فلز-هوا (به دلیل بهره‌گیری از هوای محیط به‌عنوان یکی از اجزای اصلی کاتد) چگالی انرژی بالایی دارد اما چگالی توان ضعیف و عمر چرخه کمتری دارد؛ همچنین فنّاوری آن هنوز ناشناخته است و زمان زیادی برای تجاری شدن آن لازم است. باتری سرب اسید قیمت پایین‌تری دارد اما عمر چرخه و چگالی انرژی ضعیفی دارد که کاربردهای آن را به خدمات تنظیم فرکانس محدود می‌کند. علاوه بر این، باتری‌های سدیم یون، فناوری ذخیرهسازی در حال ظهور است که به دلیل هزینه پایین‌تر و ایمنی بالاتر نسبت به باتری‌های لیتیوم یونی، قابلیت خوبی برای جایگزینی با آن دارد. در این راستا کشور چین به‌عنوان یکی از رهبران تولید باتری در دنیا برنامه‌ای جدی برای جایگزینی باتری لیتیوم یون با سدیم یون تا سال 2035 دارد. باتری سدیم یون دارای چگالی انرژی تقریباً (wh/kg) 300-200 بوده و ضعف آن در حال حاضر چگالی توان پایین و عمر چرخه کم است که محققان بسیاری در سراسر دنیا برای بهبود آن تلاش میکنند [9،8]. لازم به ذکر است که در کشور ایران تنها باتری سرب اسید در مقیاس انبوه تولیدمی‌شود و فناوری آن کاملا شناخته شده است. در مورد باتری لیتیوم یون نیز تنها شرکت صباباتری اقدام به احداث خط تولید کرده و هماکنون نمونه‌های تولید شده آن در بازار موجود میباشد؛ اما متاسفانه در سایر حوزه‌ها فعالیت خاصی صورت نگرفته است.
در ادامه این سلسله مقالات به معرفی هر یک از فناوری‌های باتری‌های ذکرشده پرداخته خواهد شد.
نویسنده:محمد دارابی
منایع
