إن تطوير البطاريات الشمسية، والتي تعتبر ضرورية لتخزين الطاقة المولدة من الألواح الشمسية لاستخدامها لاحقًا، له تاريخ غني يتميز بالاكتشافات العلمية والتقدم التكنولوجي وزيادة اعتماد أنظمة الطاقة المتجددة. فيما يلي نظرة عامة مفصلة ترتيبًا زمنيًا للمعالم الرئيسية في تاريخ تطوير البطاريات الشمسية:
أسس مبكرة
1839: اكتشاف التأثير الكهروضوئي
إدموند بيكريلاكتشف التأثير الكهروضوئي، وهو المبدأ الأساسي لتحويل الضوء إلى كهرباء، والذي أصبح فيما بعد الأساس لتكنولوجيا الطاقة الشمسية.
تطورات منتصف القرن العشرين
1954: أول خلية شمسية عملية
الباحثون فيمختبرات بيلأنشأ أول خلية شمسية سيليكونية عملية، يمكنها تحويل ضوء الشمس إلى كمية قابلة للاستخدام من الطاقة الكهربائية. وقد مهد هذا الإنجاز الطريق لتطبيقات الطاقة الشمسية المستقبلية، بما في ذلك الحاجة إلى حلول فعالة لتخزين الطاقة.
السبعينيات: أنظمة البطاريات الشمسية المبكرة
السبعينيات: ظهور الألواح الشمسية والبطاريات
وقد حفزت الأزمات النفطية في السبعينيات الاهتمام بمصادر الطاقة البديلة، بما في ذلك الطاقة الشمسية. خلال هذه الفترة، بدأ استخدام الألواح الشمسية جنبًا إلى جنب مع بطاريات الرصاص الحمضية- التقليدية لتخزين الطاقة الشمسية. تم استخدام هذه الأنظمة المبكرة بشكل أساسي في التطبيقات البعيدة أو خارج الشبكة-، مثل تشغيل المعدات العلمية في المواقع المعزولة.
الثمانينيات والتسعينيات: التحسينات التكنولوجية
الثمانينيات: طرح بطاريات النيكل-والكادميوم (NiCd)
بدأ استخدام بطاريات NiCd لتخزين الطاقة الشمسية نظرًا لكثافة الطاقة العالية نسبيًا ومتانتها مقارنة ببطاريات الرصاص-الحمضية. ومع ذلك، فإن تأثيرها البيئي وارتفاع تكلفتها حد من اعتمادها على نطاق واسع.
التسعينيات: تطوير بطاريات النيكل-ميتال هيدريد (NiMH)
ظهرت بطاريات NiMH كبديل أكثر صداقة للبيئة لبطاريات NiCd، حيث توفر كثافة طاقة أفضل ومواد أقل سمية. وجدت هذه البطاريات بعض الاستخدام في أنظمة الطاقة الشمسية، وخاصة في الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية والتطبيقات الصغيرة-.
العقد الأول من القرن الحادي والعشرين: ظهور تقنية الليثيوم-أيون
أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين: بطاريات الليثيوم-أيون (Li-ion)
بدأت بطاريات الليثيوم-، المعروفة بكثافة الطاقة العالية ودورة الحياة الطويلة والتكاليف المنخفضة، في اكتساب مكانة بارزة في أنظمة تخزين الطاقة الشمسية. أدى استخدامها على نطاق واسع في الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية والمركبات الكهربائية إلى خفض التكاليف وتحسين التكنولوجيا.
2006: دخول تسلا والابتكار
أدى تأسيس شركة Tesla وتركيزها على السيارات الكهربائية وتخزين الطاقة إلى حدوث تطورات كبيرة في تكنولوجيا بطاريات Li-. إن تطوير شركة Tesla لحزم البطاريات-الكبيرة الحجم، مثل Powerwall (الذي تم طرحه في عام 2015)، قد وفر حلاً عمليًا وقابلاً للتطوير لتخزين الطاقة الشمسية السكنية والتجارية.
2010: التطورات والتنويع
2010: تحسين تقنيات البطاريات
أدت التحسينات المستمرة في تكنولوجيا بطاريات الليثيوم-، مدفوعة بالأبحاث والتصنيع على نطاق واسع-، إلى تحسين أدائها وسلامتها والقدرة على تحمل تكاليف تخزين الطاقة الشمسية. خلال هذه الفترة، اكتسبت التقنيات البديلة، مثل بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد (LiFePO4)، شعبية بسبب سلامتها وطول عمرها.
منتصف العقد الأول من القرن الحادي والعشرين: ظهور بطاريات التدفق
بدأ استكشاف بطاريات التدفق، التي تخزن الطاقة في إلكتروليتات سائلة موجودة في خزانات خارجية، لاستخدامها في تطبيقات تخزين الطاقة الشمسية على نطاق واسع. إن قدرتها على توفير تخزين الطاقة لمدة-طويلة الأمد جعلتها مناسبة لتحقيق التوازن بين العرض والطلب على الشبكة.
٢٠٢٠: نحو مستقبل مستدام
2020: استمرار الابتكار والتكامل
يعد التطوير المستمر لبطاريات الحالة الصلبة- بإحداث ثورة أكبر في تخزين الطاقة الشمسية بكثافة طاقة أعلى، وأوقات شحن أسرع، وتحسين السلامة. بالإضافة إلى ذلك، فإن التقدم في إعادة تدوير البطاريات واستخدام المواد المستدامة يعالج المخاوف البيئية المرتبطة بإنتاج البطاريات والتخلص منها.
العقد الثاني من القرن الحادي والعشرين: حلول-الشبكات والحلول المختلطة
أصبح دمج البطاريات الشمسية في حلول التخزين على نطاق الشبكة- وأنظمة الطاقة الهجينة (التي تجمع بين تخزين الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والبطاريات) أكثر شيوعًا، مما يعزز استقرار الشبكة وموثوقيتها. تشهد هذه الفترة أيضًا زيادة في استخدام بطاريات{2}العمر الثاني من السيارات الكهربائية لتخزين الطاقة الشمسية، مما يعزز مبادئ الاقتصاد الدائري.
خاتمة
تاريخالبطارية الشمسيةويعكس التطوير التطور الأوسع لتقنيات الطاقة المتجددة، والذي يتميز بالتحسينات المستمرة في الكفاءة وفعالية التكلفة- والاستدامة. بدءًا من الاستخدام المبكر لبطاريات الرصاص-الحمضية وحتى-الابتكارات المتطورة في بطاريات الحالة الصلبة- وبطاريات التدفق، فقد جعلنا كل تقدم أقرب إلى مستقبل طاقة موثوق ومستدام.
