دليل · العتاد

بطارية شمسية: LFP أم GEL/رصاص (وNMC)

للتخزين الشمسي السكني تحت المناخ المغربي، نُركّب ليثيوم حديد الفوسفات (LFP، أو LiFePO4). هذه الخلاصة، لا التشويق. الرصاص الحمضي الجل أرخص عند الشراء، والليثيوم نيكل-منغنيز-كوبالت (NMC) يُظهر أرقام كثافة جميلة، لكن لا واحدة منهما تصمد أمام المقارنة بمجرّد النظر إلى العمر، الطاقة المتاحة فعلياً، وسلوك الحرارة. باقي هذا الدليل يُبيّن لماذا، تقنية بتقنية.

التقنيات الثلاث جنباً إلى جنب

قبل التفصيل، يلخّص الجدول أدناه ما يفصل التقنيات الثلاث في المعايير التي تهمّ حقاً في بيت. الأرقام هوامش سوق؛ قيم Dyness هي قيم بطاريات LFP التي نُركّبها.

كم سنة قبل استبدالها

يصمد مركم الرصاص الحمضي الجل عادة بين 500 و1 000 دورة كاملة، وهو ما يقابل عمراً مفيداً من 3 إلى 7 سنوات في استخدام شمسي حقيقي. أما بطارية LFP فتبلغ 3 000 إلى 6 000 دورة في ظروف الاستخدام المنزلي المعتاد، أي أمل حياة يقارب 10 إلى 15 سنة. بطاريات Dyness LFP التي نُركّبها تحمل ضماناً لـ10 سنوات عند 70 % من السعة الأولية، بادّعاء مصنّع لا يقل عن 6 000 دورة على المجموعة.

لاستخدام نموذجي بدورة واحدة يومياً، يتجاوز رصيد دورات LFP 10 سنوات من العمر التقويمي. غالباً ما يكون الشيخوخة المرتبطة بالزمن والحرارة هي التي تُحدّ من البطارية قبل أن ينفد عدّاد الدورات.

الطاقة التي تسترجعونها فعلاً

لا يجب تفريغ الرصاص الحمضي الجل أكثر من 50 % من سعته الاسمية دون تقصير عمره بشكل ملحوظ. عملياً، لا تُقدّم بطارية جل بسعة 10 kWh سوى 5 kWh من الطاقة القابلة للاستغلال فعلاً. يسمح LFP بعمق تفريغ فعلي من 80 إلى 90 %: نفس البطارية بسعة 10 kWh بتقنية LFP تُسلّم 8 إلى 9 kWh. بسعة اسمية متطابقة، يكون LFP إذن قابلاً للاستغلال تقريباً ضعف الآخر. لهذا فمقارنة أثمنة نزيهة تُجرى دائماً على السعة الفعلية، لا على الرقم الاسمي المطبوع على الملصق.

الخسائر عند الشحن والتفريغ

تتراوح مردودية الرصاص الحمضي الجل ذهاباً وإياباً بين 80 و85 %: من كل 100 kWh شمسية تُرسَل إلى البطارية، تتبدّد 15 إلى 20 kWh حرارةً أثناء الشحن ثم التفريغ. يُظهر LFP مردودية من 92 إلى 98 %، مُخفّضاً هذه الخسائر إلى 2 إلى 8 kWh. على تركيبة تُدوِّر 5 kWh يومياً لعشر سنوات، نتحدّث عن آلاف الكيلوواط ساعة مُسترجَعة بدل مفقودة.

لماذا تُغيّر الحرارة كل شيء بالمغرب

الحرارة هي العدو رقم واحد للبطاريات. القاعدة المقبولة عموماً هي أن ارتفاع 10 درجات مئوية يُضاعف تقريباً الشيخوخة، ويتحمّل الرصاص هذه الظاهرة بشكل سيّئ خصوصاً. محلّ تقني دون تكييف يصعد بسهولة إلى 40 أو 50 درجة مئوية صيفاً بمراكش، أكادير أو مكناس، ما يقلّص عمر الرصاص إلى النصف، أحياناً أكثر.

يتحمّل LFP هذه الظروف أفضل: يصل مجال تفريغ بطاريات Dyness التي نُركّبها إلى 55 درجة مئوية للطُّرز المُكيَّفة للبيئات الحارة. تبقى التوصية بتركيب البطارية في فضاء مُهوّى وبمنأى عن أشعة الشمس المباشرة، لكن الهامش الحراري لـLFP أعلى بكثير. هذا أحد أسباب فرض هذه التقنية نفسها كمرجع للتخزين السكني في البلدان الحارة.

LFP أمام NMC: مسألة السلامة

ينافس NMC (نيكل-منغنيز-كوبالت) LFP في المردودية (92 إلى 96 %) وعمق التفريغ (80 إلى 90 %)، لكنه يختلف جذرياً في السلامة الحرارية. كل شيء ينطلق من كيمياء الكاثود. في NMC، يتحلّل أكسيد المعدن المُصفّح ابتداءً من حوالي 150 إلى 210 درجة مئوية ويُطلق أكسجيناً، ما قد يُغذّي انفلاتاً حرارياً. في LFP، تُقاوم روابط الفوسفور-الأكسجين لبنية الأوليفين التحلّل: لا يُطلق الكاثود أكسجيناً، ويُدفَع عتبة الانفلات الحراري أبعد بكثير.

عملياً، تخصّ حوادث البطاريات المتضمّنة حريقاً بأغلبية ساحقة تقنيات NMC أو NCA. للتخزين الثابت المُودَع في محل تقني بمسكن، يبقى LFP أسلم تقنية في السكني. ليس شعاراً تجارياً: إنه ما تخلص إليه الدراسات المستقلّة حول آليات فشل كل تقنية.

الرقم الذي يهمّ فعلاً: كلفة الـkWh المفيد فعلياً طيلة العمر

ثمن الشراء لكل kWh اسمي يحكي قصة ناقصة. طيلة عمر بطارية LFP واحدة، يحتاج نظام جل/رصاص مكافئ إلى الاستبدال حوالي 4 إلى 5 مرات (500 إلى 1 000 دورة مقابل 3 000 إلى 6 000)، ولا يُرجع كل عنصر سوى ~50 % تفريغ فعلي مقابل 80 إلى 90 % لـLFP — أي طاقة قابلة للاستغلال أقلّ بنحو النصف لكل kWh اسمي مُشترى، في كلّ استبدال. بجمع عدد الاستبدالات مع الـkWh المفيد لكل دورة، تُصبح كلفة الـkWh المفيد فعلياً طيلة عمر النظام لحزمة جل/رصاص عادةً أضعافاً مضاعفة مقارنة بحزمة LFP مكافئة، رغم ثمنها الأدنى عند الدخول. لإعطاء أمر حجم للثمن الأولي (هامش سوق استرشادي، للتأكّد منه عند التسعير): يقع LFP في حدود 3 000 إلى 4 000 درهم/kWh من السعة المُركَّبة. تصل دراسات مستقلّة لكلفة الملكية الإجمالية للتخزين السكني إلى نفس الخلاصة: مقاساً بالـkWh المُسلَّم فعلياً طيلة حياة النظام، تتّسع الفجوة بين الجل وLFP بدل أن تنغلق.

يحتفظ NMC بمكانته في السيارات الكهربائية والأنظمة المحمولة، حيث تتفوّق الكثافة الطاقية على كل شيء آخر. لبطارية ثابتة معلّقة على جدار بيت أو محل تقني، يميل الحساب نحو LFP: تعيش أطول، تُسلّم طاقة أكثر لكل kWh مُشترى، تتحمّل حرارة المغرب، وتحمل ضمانات مصنّع أطول. يبقى الجل خياراً للدخول، لكن بمجرّد إرجاع ثمنه إلى الـkWh المُسلَّم فعلياً طيلة حياته، تنغلق الفجوة بسرعة. يبقى الاستثناء ضيّقاً: للاستخدام الاحتياطي العرضي البحت، بتفريغ ضحل وغير متكرّر (انقطاع بين الفينة والأخرى، لا دورة يومية للاستهلاك الذاتي)، العمر التقويمي لا عدد الدورات هو ما يحدّ من البطارية — وحينها لا يُعاقَب ثمن الجل المنخفض عند الدخول باستبدالات متكرّرة. ليست هذه حالة استخدامنا الرئيسية، لكنها الحالة الوحيدة التي يبقى فيها الجل خياراً يمكن الدفاع عنه.