طريقة حوسبة جديدة تتنبأ بعمر البطارية خلال أيام، وتوفر تعزيزًا لتخزين الطاقة
لقد جعل النمو السريع للطاقة المتجددة تخزين البطاريات على نطاق واسع جزءًا أساسيًا من أنظمة الطاقة الحديثة. تساعد هذه البطاريات على استقرار شبكات الكهرباء عن طريق تخزين الطاقة الفائضة من الألواح الشمسية ومزارع الرياح وتزويدها عندما ينخفض الإنتاج. ومع ذلك، فإن تحديد المدة التي ستستمر فيها هذه البطاريات يتطلب تقليديًا أشهرًا من الاختبار، مما يؤدي إلى إبطاء الابتكار وزيادة تكاليف التطوير. وقد قدم الباحثون في ORNL الآن نهجًا حسابيًا قويًا يمكنه تقدير تدهور البطارية في غضون أيام قليلة فقط. ومن خلال استبدال الاختبارات المعملية الطويلة بعمليات محاكاة متقدمة، يمكن للطريقة الجديدة تسريع تطوير تقنيات تخزين الطاقة الأكثر استدامة وكفاءة. تفقد كل بطارية قابلة للشحن قدرتها تدريجيًا تفقد كل بطارية قابلة للشحن قدرتها تدريجيًا مع مرورها بدورات الشحن والتفريغ المتكررة. بالنسبة لأنظمة التخزين على نطاق الشبكة، يعد التنبؤ الدقيق بهذا الانخفاض أمرًا بالغ الأهمية لأنه يؤثر على أداء النظام، وتخطيط الصيانة، وقرارات الاستثمار طويلة المدى. حتى الآن، كان على الباحثين في كثير من الأحيان إجراء مئات أو حتى آلاف دورات الشحن قبل أن يتمكنوا من تقييم عمر البطارية بشكل موثوق. استهلكت هذه العملية وقتًا وموارد كبيرة وقدرة معملية كبيرة. ويستخدم الإطار المطور حديثًا نماذج حاسوبية متطورة لمحاكاة كيفية تصرف البطاريات في ظل ظروف تشغيل مختلفة. وبدلاً من الانتظار لأشهر للحصول على نتائج تجريبية، يستطيع الباحثون تحليل التدهور طويل الأمد خلال أيام. يجمع النظام بين علوم البطارية التفصيلية والحوسبة عالية الأداء يجمع النظام بين علوم البطاريات التفصيلية والحوسبة عالية الأداء، مما يسمح للعلماء بدراسة العمليات الكيميائية والفيزيائية المعقدة التي تؤثر على صحة البطارية بمرور الوقت. يتيح ذلك تقييمًا أسرع لمواد البطاريات الجديدة وتصميمات الخلايا دون الاعتماد فقط على الاختبارات المادية الطويلة. تتمتع القدرة على التنبؤ بعمر البطارية بسرعة أكبر بالعديد من المزايا العملية حيث يمكنها تسريع البحث وتطوير تقنيات الجيل التالي للبطاريات. كما أنها تقلل من التكلفة والوقت اللازم لاختبار البطارية وتساعد الشركات المصنعة على تحسين تصميمات البطارية قبل الإنتاج التجاري. كما أنها تدعم المرافق في تخطيط جداول الصيانة والاستبدال بشكل أكثر دقة وتساهم في أنظمة تخزين طاقة أكثر موثوقية وفعالية من حيث التكلفة. يمكن أن تقصر هذه التحسينات المسار من الأبحاث المختبرية إلى النشر في العالم الحقيقي، مما يساعد الجديد تصل تقنيات البطاريات إلى السوق عاجلاً. وقال سريكانث ألو، عالم الأبحاث الحسابية في ORNL، إن نهج ORNL يعتمد على الحوسبة عالية الأداء لإجراء تحليل مفصل لتدهور البطارية بعد 500-1000 دورة تشغيل، مما يؤدي إلى تقديم النتائج في أيام بدلاً من أسابيع. يمكن للإطار المرن القابل لإعادة الاستخدام أن يحاكي أكثر من 10000 خلية في وقت واحد ويستوعب كيميائيات متعددة لبطاريات الليثيوم أيون، وهي التكنولوجيا الأكثر استخدامًا للتخزين على نطاق الشبكة، وفقًا لما ذكرته Tech Explore. ومع اعتماد شبكات الكهرباء بشكل متزايد على مصادر متجددة، فإن تخزين البطاريات الموثوقة سيلعب دورًا أكبر في الحفاظ على إمدادات الطاقة المستقرة. يمكن للطرق الأسرع والأكثر دقة لتقييم عمر البطارية أن تساعد المرافق على اتخاذ قرارات استثمارية مستنيرة مع تحسين الكفاءة العامة لأنظمة تخزين الطاقة. ومن خلال تمكين الباحثين من التنبؤ بأداء البطارية على المدى الطويل في جزء صغير من الوقت المعتاد، فإن هذا النهج الحسابي الجديد لديه القدرة على تسريع الابتكار عبر قطاع الطاقة. إنه يمثل خطوة مهمة نحو بناء بطاريات طويلة الأمد يمكنها دعم التحول إلى شبكات كهرباء أنظف وأكثر مرونة بشكل أفضل.
تم النشر: 2026-07-08 17:13:00
