بالنسبة للمصانع التي تركز على تبسيط أنظمة تخزين الطاقة الخاصة بها، وتقليل التكاليف، وتعزيز النمو المستدام، فإن اختيار تقنية البطارية المناسبة أمر بالغ الأهمية. في القطاعات الصناعية والتجارية، تُعد بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LFP) وبطاريات النيكل المنغنيز الكوبالت (NMC) هي الخيارات الأكثر صلة، وعلى الرغم من ذلك فإن الخصائص الفردية لكل نوع تعني أن احتياجات المصنع المحددة هي التي تحدد الخيار الأنسب. ومع خبرة تمتد إلى 16 عامًا في مجال تخزين الطاقة الصناعي والتجاري، ساعدت شركة The Origotek Co., Ltd. أكثر من 100 مصنع في نشر حلول الطاقة، ويوضح هذا المقال العوامل الأكثر أهمية فيما يتعلق باتخاذ قرار تنفيذ أنظمة بطاريات LFP مقابل NMC في المصانع.

1. مقارنة الأداء الأساسي: بطاريات LFP مقابل NMC للمصانع

يتحدد بشكل أساسي كفاءة الطاقة والاستقرار التشغيلي للمصانع بمرور الوقت من خلال النجاح التشغيلي لبطاريات LFP وNMC. ويُعد تحديد الاختلافات في المعايير الحرجة الخطوة الأولى نحو اتخاذ قرار مدروس.

السلامة: تمتلك بطاريات LFP ميزة كبيرة من حيث السلامة. فبطاريات LFP لا تحتوي على الكوبالت، ويمكنها التحمل درجات الحرارة العالية (حتى 200 °م)، ولا تعاني من الانطلاق الحراري. مما يجعل بطاريات LFP مثالية للعمليات ذات الأحمال العالية والعمل لفترات طويلة، مثل المصانع التي تضم خطوط إنتاج مستمرة، حيث تكون العواقب الأمنية لفشل البطارية جسيمة. بالمقارنة، فإن بطاريات NMC أقل استقرارًا حراريًا وتشهد خطرًا أكبر من ارتفاع درجة الحرارة والانطلاق الحراري، مما يستدعي اتخاذ إجراءات أكثر صرامة للتحكم في درجة الحرارة.

دورة الحياة: من حيث دورة الحياة، تعد بطاريات LFP أيضًا الأكثر متانة. عادةً ما تتراوح دورة حياة بطاريات LFP بين 3000 و5000 دورة، وفي هذه المرحلة تكون 80% من الخلايا مستهلكة (السعة المتبقية ≥80%). بالنسبة للمصانع التي تستخدم أنظمة تخزين الطاقة على المدى الطويل (5–10 سنوات) لتقليل أحمال القمة أو كمصدر احتياطي للطاقة، فإن بطاريات LFP تساهم في تقليل تكرار استبدال البطاريات، وبالتالي خفض التكاليف الإجمالية لدورة الحياة. بالمقارنة، فإن بطاريات NMC لها دورة حياة أقصر تتراوح بين 2000 و3000 دورة، مما يجعلها أكثر ملاءمة للمصانع ذات متطلبات التخزين قصيرة الأجل أو التي تقوم بتحديث الأنظمة بشكل متكرر.

كثافة الطاقة والتكلفة: تُستخدم بطاريات NMC الفضاء بكفاءة أكبر مع نطاق كثافة طاقة يتراوح بين 180–250 واط/كجم، مما يعني احتلال مساحة أقل لنفس سعة التخزين للطاقة. وهذا أمر بالغ الأهمية للمصانع التي تعاني من محدودية المساحة (مثل ورش العمل في المدن). ومع ذلك، يمكن إرجاع الأسعار الأعلى لبطاريات NMC إلى ارتفاع أسعار الكوبالت والنيكل، وهما المكونان الرئيسيان في بطاريات NMC. وعلى الرغم من أن بطاريات LFP تمتلك كثافة طاقة أقل (120–180 واط/كجم)، إلا أن بطاريات NMC ما تزال أكثر تكلفة بنسبة 20–30%، وبالتالي فإن بطاريات LFP الأقل تكلفة تمثل خيارًا مثاليًا للمصانع الخاصة بالتخزين الصناعي للطاقة على نطاق واسع (مجمعات تخزين الطاقة على مستوى الميغاواط).

أداء درجات الحرارة المنخفضة: تعمل بطاريات NMC بشكل أفضل في الظروف الباردة. تظل كفاءة التفريغ لديها عند 70–80٪ عند -20°م، بينما تنخفض بطاريات LFP إلى 50–60٪. بالنسبة للمصانع الموجودة في المناطق الباردة أو ذات العرض الجغرافي العالي (مثل شمال أوروبا أو شمال الصين)، قد تُعد بطاريات NMC أكثر موثوقية، خاصةً في أنظمة تخزين الطاقة الخارجية. يمكن تحسين أداء بطاريات LFP في درجات الحرارة المنخفضة، لكن هذا التحسن يأتي بتكلفة، حيث يجب تجهيز بطاريات LFP بنظم تسخين. يجب تجهيز بطاريات LFP بنظم تسخين. ومع ذلك، يتحقق هذا الأداء المحسن على حساب نظام التسخين.

2. موائمة اختيار البطارية مع سيناريوهات استخدام الطاقة في المصنع

لكل مصنع أهداف مختلفة لتخزين الطاقة، ويمكن أن يساعد تعيين أنواع بطاريات مختلفة لأغراض مختلفة. وقد قامت شركة Origotek Co., Ltd. بتحديث منتجاتها وفقًا للمعايير من الجيل الرابع، وتدعم الآن خفض القمة الكهربائية، ومحطات الطاقة الافتراضية (VPP)، والطاقة الاحتياطية، وإدارة عدم التوازن في الأطوار الثلاثة، مما يوفر مرجعًا لاختيار المصنع.

خفض القمة وملىء الوادي: يشمل هذا السيناريو بطاريات قادرة على التعامل مع دورات سريعة من الشحن والتفريغ. إن العمر الدورى الطويل للبطاريات من نوع LFP إلى جانب كفاءتها العالية في الشحن والتفريغ (≥90%) يجعلها الخيار الأفضل. على سبيل المثال، يمكن لمصنع تصنيع يستخدم تقنية خفض القمة لتقليل تكاليف الكهرباء المرتفعة التي قد تحدث خلال ساعات الذروة، الاعتماد على بطاريات LFP التي توفر تشغيلًا مستقرًا لمدة 8-10 سنوات دون الحاجة إلى استبدالات كبيرة.

الطاقة الاحتياطية: هنا، تأتي السلامة والموثوقية في المقام الأول. إن قدرة بطاريات LFP على توفير طاقة مستمرة والتحمل مقابل الشحن الزائد، والتفريغ، والدوائر القصيرة يجعلها قادرة على التزويد بالطاقة خلال انقطاعات الكهرباء غير المتوقعة، وهي نقطة بالغة الأهمية في بعض المصانع، مثل خطوط تصنيع الإلكترونيات التي تحتوي على معدات حساسة. بالنسبة للطاقة الاحتياطية، يمكن أيضًا استخدام بطاريات NMC، لكنها تتطلب مكونات أمان إضافية تزيد من تعقيد النظام بأكمله.

يشترط المشاركة في مصنع الطاقة الافتراضي (VPP) أن تمتلك المصانع بطاريات قادرة على الاستجابة السريعة لتوجيهات الشبكة. وبما أن بطاريات NMC تتميز بكثافة طاقة عالية، فإنها يمكن شحنها وتفريغها بسرعة، مما يجعلها مناسبة للمصانع التي تحتاج إلى تغيير سريع في إنتاج الطاقة، بما في ذلك تلك التي تشارك في تنظيم تردد الشبكة في الوقت الفعلي. علاوةً على ذلك، فإن الأداء المتسق لبطاريات LFP يجعلها أكثر ملاءمة للمصانع التي تركز على توفير طاقة لفترات طويلة ضمن مصانع الطاقة الافتراضية. ويمكن لحلول أوريجوتيك المخصصة تصميم أنظمة إدارة بطاريات LFP وNMC (BMS) لتحسين الاستجابة في مصانع الطاقة الافتراضية.

في إدارة عدم التوازن ثلاثي الطور، تحتاج هذه البطاريات إلى توصيل إخراج متسق من أجل موازنة حمل الشبكة. ولتحقيق هذه الغاية، تساعد بطاريات LFP في استقرار إمدادات الطاقة وتقليل أضرار المعدات الناتجة عن التيارات غير المتوازنة، وذلك بسبب معدل التفريغ الذاتي المنخفض (≤1٪ شهريًا) والإخراج الجهد المستقر. وقد أطلقت منتجات أوريجوتِك من الجيل الرابع خوارزميات أكثر تطوراً لإدارة نظام إدارة بطاريات LFP التنبؤية، والتي توفر إدارة مُحسّنة لعدم التوازن ثلاثي الطور.

3. لماذا تتعاون مع أوريجوتِك للحلول الصناعية للبطاريات؟

اختيار نوع البطارية هو مجرد جزء من الصورة الكلية. ويعمل التعاون مع متخصص ذي خبرة على ضمان توافق الحل مع المتطلبات الخاصة بالمصنع. ومن خلال الخبرة الممتدة على مدى 16 عامًا في مجال تخزين الطاقة الصناعية والتجارية التي تقدمها شركة أوريجوتِك المحدودة، والتي تمول مشتركًا من قبل شركة تيانجين ليشين للبطاريات المحدودة وشركة شاندونغ شانغتون للطاقة المحدودة، هناك ثلاث ميزات رئيسية:

أنظمة مخصصة حسب المقاس: تأخذ أوريغوتِك بعين الاعتبار وتُقيّم الحمل الكهربائي للمصنع، وكمية المساحة المتاحة والتخطيط المادي للمصنع، والمناخ المحلي، وسيناريو التطبيق المحدد (مثل تقليل القمم مقابل شبكة الطاقة الافتراضية VPP)، من أجل التوصية باستخدام بطاريات LFP أو بطاريات NMC، بالإضافة إلى أنظمة طاقة شاملة (تشمل نظام إدارة البطارية BMS وأنظمة التبريد) مصممة وفقًا لهذه المعايير المختلفة.

تعزيز موثوقية المنتج: بعد 16 عامًا من التطوير المستمر، تعالج بطاريات أوريغوتِك من الجيل الرابع مخاوف العملاء وتوفر موثوقية محسّنة. بالنسبة لبطاريات LFP، تم تحسين عمر الدورة ليصل إلى 5000 دورة؛ وبالنسبة لبطاريات NMC، تم تحسين الثبات الحراري من خلال صيغ إلكتروليت متقدمة.

الدعم طويل الأجل للحرية في مجال الطاقة: تساعد أوريغوتك في تحقيق حلم البشرية بالاستقلال في مجال الطاقة. وهي تقدم خدمات لدورة حياة كاملة للبطاريات المصنعة (تركيب وإصلاح الأخطاء، الصيانة واستبدالها). هذا يضمن أن نظام تخزين الطاقة يعمل بكفاءة لسنوات. فريق أوريغوتيك يقدم الدعم التقني لمساعدة المصانع في الاختيار الاستراتيجي لبطاريات LFP أو NMC لتحسين استخدام الطاقة وتوفيرها.

في الختام، السؤال بالنسبة للمصانع ليس حول "ما هو أفضل" ولكن "ما يناسب أفضل" عند اتخاذ قرار بين بطاريات LFP و NMC. يجب على كل مصنع تقييم أدائه الفريدة (السلامة ، عمر الدورة ، التكلفة) والوضع ، والعمل جنبا إلى جنب مع خبراء البطاريات مثل Origotek لدمج اختيار البطاريات استراتيجيا في أعمالهم لتحسين الاستدامة الاقتصادية والاجتماعية.