أخبار ar.wedoany.com، قدّم باحثون في مختبر أوك ريدج الوطني (ORNL) الأمريكي طريقة حسابية تتيح تقدير تدهور البطاريات في غضون أيام فقط، بدلاً من عمليات الاختبار التقليدية التي تستغرق شهوراً.
مع النمو المتسارع للطاقة المتجددة، أصبح تخزين الطاقة بالبطاريات على نطاق واسع مكوناً أساسياً في أنظمة الكهرباء الحديثة. تساهم هذه البطاريات في استقرار شبكات الكهرباء من خلال تخزين الفائض من الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، وإطلاقها عند انخفاض معدلات التوليد. غير أن التقييم التقليدي لعمر البطاريات كان يتطلب اختبارات تمتد لأشهر، مما يبطئ وتيرة الابتكار ويرفع تكاليف التطوير.
تفقد كل بطارية قابلة للشحن جزءاً من سعتها تدريجياً مع دورات الشحن والتفريغ المتكررة. بالنسبة لأنظمة تخزين الطاقة على مستوى الشبكات الكهربائية، يُعد التنبؤ الدقيق بهذا التدهور في السعة أمراً بالغ الأهمية، إذ يؤثر بشكل مباشر على أداء النظام، وجدولة الصيانة، وقرارات الاستثمار طويلة الأجل. في السابق، كان الباحثون بحاجة إلى إجراء مئات بل آلاف دورات الشحن والتفريغ لتقييم عمر البطارية بشكل موثوق، وهي عملية تستهلك وقتاً وموارد كبيرة.
يستفيد الإطار الجديد الذي طوره ORNL من نماذج حاسوبية متطورة لمحاكاة سلوك البطاريات تحت ظروف تشغيل مختلفة. وبدلاً من انتظار نتائج تجارب تمتد لأشهر، يمكن للباحثين تحليل التدهور طويل الأجل في غضون أيام فقط. يجمع هذا النظام بين علوم البطاريات التفصيلية والحوسبة عالية الأداء، مما يمكّن العلماء من دراسة العمليات الكيميائية والفيزيائية المعقدة التي تؤثر على صحة البطارية، وبالتالي تقييم المواد والتصاميم الجديدة للبطاريات بسرعة أكبر.
وفقاً للعالم الحاسوبي في ORNL، سريكانث ألو، تعتمد هذه الطريقة على الحوسبة عالية الأداء لإجراء تحليل مفصل لتدهور البطاريات بعد 500 إلى 1000 دورة تشغيل، مع إمكانية الحصول على النتائج في غضون أيام. يمكن لهذا الإطار القابل لإعادة الاستخدام محاكاة أكثر من 10,000 خلية بطارية في وقت واحد، وهو قابل للتطبيق على مجموعة متنوعة من كيميائيات بطاريات الليثيوم أيون، وهي التقنية الأكثر استخداماً في تخزين الطاقة على نطاق الشبكات.
من المتوقع أن تسرّع هذه التقنية تطوير الجيل التالي من تكنولوجيا البطاريات، وتخفض تكاليف ووقت الاختبار، وتساعد المصنّعين على تحسين التصاميم قبل التسويق التجاري، كما تدعم شركات المرافق في التخطيط الدقيق لبرامج الصيانة والاستبدال. ومع ازدياد اعتماد الشبكات الكهربائية على الطاقة المتجددة، يصبح تخزين البطاريات الموثوق به أمراً حيوياً للحفاظ على إمدادات كهربائية مستقرة. وستساعد هذه الطريقة الأسرع والأكثر دقة في التقييم شركات المرافق على اتخاذ قرارات استثمارية أكثر استنارة، وتعزيز الكفاءة الإجمالية لأنظمة تخزين الطاقة.
