Ръководство за архивиране на жилищни батерии 2022 |Видове, разходи, ползи..

Дори през 2022 г. фотоволтаичните хранилища ще продължат да бъдат най-горещата тема, а резервното захранване на жилищни батерии е най-бързо развиващият се сегмент на слънчевата енергия, създаващ нови пазари и възможности за разширяване на слънчевата модернизация за домове и големи и малки предприятия по света.Жилищна резервна батерияе от решаващо значение за всеки слънчев дом, особено в случай на буря или друга извънредна ситуация.Вместо да изнасяте излишната слънчева енергия към мрежата, какво ще кажете да я съхранявате в батерии за спешни случаи?Но как съхраняваната слънчева енергия може да бъде печеливша?Ще ви информираме за цената и рентабилността на домашна система за съхранение на батерии и ще очертаем основните моменти, които трябва да имате предвид, когато купувате правилната система за съхранение. Какво представлява жилищната система за съхранение на батерии？Как работи? Жилищна система за съхранение на батерии или фотоволтаична система за съхранение е полезно допълнение към фотоволтаичната система, за да се възползвате от предимствата на слънчевата система и ще играе все по-важна роля за ускоряване на замяната на изкопаемите горива с възобновяема енергия.Соларната домашна батерия съхранява електричеството, генерирано от слънчева енергия, и го предава на оператора в необходимото време.Резервното захранване с батерии е екологична и рентабилна алтернатива на газовите генератори. Тези, които използват фотоволтаична система, за да произвеждат сами електричество, бързо ще достигнат нейните граници.По обяд системата доставя много слънчева енергия, само тогава вкъщи няма кой да я използва.Вечер, от друга страна, е необходимо много електричество – но тогава слънцето вече не грее.За да се компенсира тази разлика в доставките, значително по-скъпата електроенергия се купува от мрежовия оператор. В тази ситуация резервното захранване на жилищна батерия е почти неизбежно.Това означава, че неизползваната електроенергия от деня е налична вечер и през нощта.По този начин собствено генерираното електричество е достъпно денонощно и независимо от времето.По този начин използването на собствено произведена слънчева енергия се увеличава до 80%.Степента на самозадоволяване, т.е. делът на потреблението на електроенергия, който се покрива от слънчевата система, нараства до 60%. Жилищната резервна батерия е много по-малка от хладилник и може да се монтира на стена в мокро помещение.Съвременните системи за съхранение съдържат голямо количество интелигентност, която може да използва прогнози за времето и самообучаващи се алгоритми, за да намали домакинството до максимална собствена консумация.Постигането на енергийна независимост никога не е било по-лесно – дори домът да остане свързан към мрежата. Заслужава ли си домашната система за съхранение на батерии?Кои са факторите, които зависят? Жилищното съхранение на батерии е необходимо, за да може домът, захранван със слънчева енергия, да продължи да работи по време на прекъсване на захранването и със сигурност ще работи допълнително вечер.Но по същия начин слънчевите батерии подобряват бизнес икономиката на системата, като запазват слънчевата електрическа енергия, която иначе със сигурност би била предложена обратно към мрежата на загуба, само за да пренасочат тази електрическа енергия понякога, когато енергията е най-скъпа.Съхранението на домашни батерии предпазва собственика на слънчевата енергия от повреди в мрежата и защитава бизнес икономиката на системата срещу промени в ценовите рамки на енергията. Дали си струва да се инвестира зависи от няколко фактора: Ниво на инвестиционните разходи. Колкото по-ниска е цената на киловатчас капацитет, толкова по-скоро системата за съхранение ще се изплати. Животът наслънчева домашна батерия Гаранцията на производителя от 10 години е обичайна в индустрията.Въпреки това се предполага по-дълъг полезен живот.Повечето слънчеви домашни батерии с литиево-йонна технология функционират надеждно най-малко 20 години. Дял на собствено потребление на електроенергия Колкото повече слънчевото съхранение увеличава собственото потребление, толкова по-вероятно е да си струва. Разходи за електроенергия при закупуване от мрежата Когато цените на електроенергията са високи, собствениците на фотоволтаични системи спестяват, като консумират собствено генерираната електроенергия.През следващите няколко години се очаква цените на електроенергията да продължат да растат, така че мнозина смятат слънчевите батерии за разумна инвестиция. Мрежови тарифи Колкото по-малко получават собствениците на слънчеви системи за киловатчас, толкова повече им се плаща да съхраняват електроенергията, вместо да я подават към мрежата.През последните 20 години тарифите за свързани към мрежата непрекъснато намаляват и ще продължат да го правят. Какви видове системи за съхранение на енергия от домашни батерии се предлагат? Системите за резервно захранване на домашни батерии предлагат многобройни предимства, включително устойчивост, спестяване на разходи и децентрализирано производство на електроенергия (известни също като „домашни разпределени енергийни системи“).И така, какви са категориите слънчеви домашни батерии?Как да изберем? Функционална класификация по резервна функция: 1. Домашно UPS захранване Това е услуга от промишлен клас за резервно захранване, което болниците, стаите за данни, федералното правителство или военните пазари обикновено изискват за непрекъснатата работа на техните основни и също така чувствителни устройства.С домашно UPS захранване, светлините във вашия дом може дори да не мигат, ако електрическата мрежа се повреди.Повечето домове не се нуждаят или не възнамеряват да плащат за тази степен на надеждност – освен ако не използват ключово клинично оборудване във вашия дом. 2. „Прекъсваемо“ захранване (пълно резервно захранване). Следващата стъпка надолу от UPS е това, което ще наречем „прекъсваемо захранване“ или IPS.IPS със сигурност ще позволи на цялата ви къща да продължи да работи на слънчева енергия и батерии, ако мрежата спре, но със сигурност ще преживеете кратък период (няколко секунди), когато всичко в къщата ви става черно или сиво като резервна система влиза в оборудването.Може да се наложи да нулирате мигащите си електронни часовници, но освен това ще можете да използвате всеки един от домашните си уреди както обикновено, докато батериите ви издържат. 3. Аварийно захранване (частично резервно). Някои функции за резервно захранване работят чрез активиране на верига за аварийни ситуации, когато установи, че мрежата действително е намаляла.Това ще позволи на домашните захранващи устройства, свързани с тази верига – обикновено хладилници, осветителни тела, както и няколко специални електрически контакта – да продължат да работят с батериите и/или фотоволтаичните панели за времето на прекъсване на тока.Този вид резервно копие най-вероятно ще бъде един от най-популярните, разумни и бюджетни варианти за домове по света, тъй като работата на цяла къща с батерия бързо ще ги изтощи. 4. Частична слънчева и система за съхранение извън мрежата. Последната опция, която може да привлече вниманието, е „частична система извън мрежата“.С частично изключена от мрежата система, концепцията е да се създаде специална „извън мрежата“ зона на дома, която непрекъснато работи на слънчева и батерийна система, достатъчно голяма, за да се поддържа, без да черпи енергия от мрежата.По този начин необходимите семейни партиди (хладилници, осветление и т.н.) остават включени дори ако мрежата спре, без никакви смущения.В допълнение, тъй като слънчевите батерии и батериите са оразмерени да работят вечно сами без мрежата, няма да има нужда да се разпределя потреблението на енергия, освен ако допълнителни устройства не са включени към веригата извън мрежата. Класификация от технологията за химия на батериите: Оловно-киселинни батерии като резервна батерия за битови нужди Оловно-киселинни батерииса най-старите акумулаторни батерии и най-евтината батерия за съхранение на енергия на пазара.Те се появяват в началото на миналия век, през 1900 г., и до ден днешен остават предпочитаните батерии в много приложения поради своята здравина и ниска цена. Основните им недостатъци са ниската им енергийна плътност (тежки и обемисти са) и краткият им живот, неприемането на голям брой цикли на зареждане и разтоварване, оловно-киселинните батерии изискват редовна поддръжка, за да се балансира химията в батерията, така че нейните характеристики го правят неподходящ за средно до високочестотно разреждане или приложения, които продължават 10 или повече години. Те също така имат недостатъка на ниската дълбочина на разреждане, която обикновено е ограничена до 80% в екстремни случаи или 20% при нормална работа, за по-дълъг живот.Прекомерното разреждане разгражда електродите на батерията, което намалява способността й да съхранява енергия и ограничава нейния живот. Оловно-киселинните батерии изискват постоянна поддръжка на тяхното състояние на заряд и винаги трябва да се съхраняват при тяхното максимално ниво на заряд чрез техниката на флотация (поддържане на заряда с малък електрически ток, достатъчен за премахване на ефекта на саморазреждане). Тези батерии могат да бъдат намерени в няколко версии.Най-често срещаните са вентилирани батерии, които използват течен електролит, вентилно регулирани гелови батерии (VRLA) и батерии с електролит, вграден в фибростъкло (известно като AGM – абсорбиращо стъкло), които имат междинна производителност и по-ниска цена в сравнение с гелови батерии. Акумулаторите с вентилно регулиране са практически херметизирани, което предотвратява изтичане и изсъхване на електролита.Вентилът действа при освобождаване на газове в ситуации на претоварване. Някои оловно-киселинни батерии са разработени за стационарни индустриални приложения и могат да приемат по-дълбоки цикли на разреждане.Има и по-модерна версия, която е оловно-въглеродната батерия.Въглеродните материали, добавени към електродите, осигуряват по-високи токове на зареждане и разреждане, по-висока енергийна плътност и по-дълъг живот. Едно предимство на оловно-киселинните батерии (във всяка от неговите вариации) е, че те не се нуждаят от сложна система за управление на заряда (какъвто е случаят с литиевите батерии, които ще видим по-нататък).Оловните батерии са много по-малко склонни да се запалят и експлодират при презареждане, тъй като техният електролит не е запалим като този на литиевите батерии. Също така лекото презареждане не е опасно при тези видове батерии.Дори някои контролери за зареждане имат функция за изравняване, която леко презарежда батерията или батерията, карайки всички батерии да достигнат напълно заредено състояние. По време на процеса на изравняване батериите, които в крайна сметка се заредят напълно преди другите, ще имат леко повишено напрежение, без риск, докато токът протича нормално през серийното свързване на елементи.По този начин можем да кажем, че оловните батерии имат способността да се изравняват естествено и малки дисбаланси между батериите на една батерия или между батериите на една банка не представляват риск. Производителност:Ефективността на оловно-киселинните батерии е много по-ниска от тази на литиевите батерии.Въпреки че ефективността зависи от скоростта на зареждане, обикновено се приема ефективност от 85% на отиване и връщане. Капацитет за съхранение:Оловно-киселинните батерии се предлагат в различни напрежения и размери, но тежат 2-3 пъти повече на kWh от литиево-железния фосфат, в зависимост от качеството на батерията. Цена на батерията:Оловно-киселинните батерии са 75% по-евтини от литиево-железните фосфатни батерии, но не се заблуждавайте от ниската цена.Тези батерии не могат да се зареждат или разреждат бързо, имат много по-кратък живот, нямат защитна система за управление на батерията и може също така да изискват седмична поддръжка.Това води до обща по-висока цена на цикъл, отколкото е разумно за намаляване на разходите за електроенергия или поддържане на тежки уреди. Литиеви батерии като резервна батерия за жилища В момента най-успешните търговски батерии са литиево-йонните батерии.След като литиево-йонната технология се прилага към преносими електронни устройства, тя навлезе в областите на промишлени приложения, енергийни системи, фотоволтаично съхранение на енергия и електрически превозни средства. Литиево-йонни батериипревъзхождат много други видове акумулаторни батерии в много аспекти, включително капацитет за съхранение на енергия, брой работни цикли, скорост на зареждане и рентабилност.В момента единственият проблем е безопасността, запалимите електролити могат да се запалят при високи температури, което изисква използването на електронни системи за управление и наблюдение. Литият е най-лекият от всички метали, има най-висок електрохимичен потенциал и предлага по-високи обемни и масови енергийни плътности в сравнение с други известни технологии за батерии. Литиево-йонната технология направи възможно стимулирането на използването на системи за съхранение на енергия, свързани главно с непостоянни възобновяеми енергийни източници (слънчева и вятърна), и също така стимулира приемането на електрически превозни средства. Литиево-йонните батерии, използвани в енергийните системи и електрическите превозни средства, са от течен тип.Тези батерии използват традиционната структура на електрохимична батерия с два електрода, потопени в течен електролитен разтвор. Сепараторите (порести изолационни материали) се използват за механично разделяне на електродите, като същевременно позволяват свободното движение на йони през течния електролит. Основната характеристика на електролита е да позволява провеждането на йонен ток (образуван от йони, които са атоми с излишък или липса на електрони), като същевременно не позволява на електроните да преминават (както се случва в проводящите материали).Обменът на йони между положителните и отрицателните електроди е в основата на функционирането на електрохимичните батерии. Изследванията върху литиевите батерии могат да бъдат проследени до 70-те години на миналия век, а технологията узрява и започва търговска употреба около 90-те години. Литиево-полимерните батерии (с полимерни електролити) сега се използват в телефони с батерии, компютри и различни мобилни устройства, заменяйки по-старите никел-кадмиеви батерии, чийто основен проблем е „ефектът на паметта“, който постепенно намалява капацитета за съхранение.Когато батерията се зареди, преди да се разреди напълно. В сравнение с по-старите никел-кадмиеви батерии, особено оловно-киселинните батерии, литиево-йонните батерии имат по-висока енергийна плътност (съхраняват повече енергия на обем), имат по-нисък коефициент на саморазреждане и могат да издържат повече зареждане и Броят на циклите на разреждане , което означава дълъг експлоатационен живот. Около началото на 2000 г. литиевите батерии започнаха да се използват в автомобилната индустрия.Около 2010 г. литиево-йонните батерии придобиха интерес към съхранението на електрическа енергия в жилищни приложения иширокомащабни системи ESS (Energy Storage System)., главно поради увеличеното използване на източници на енергия в световен мащаб.Периодична възобновяема енергия (слънчева и вятърна). Литиево-йонните батерии могат да имат различна производителност, продължителност на живота и цена в зависимост от това как са направени.Предложени са няколко материала, главно за електроди. Обикновено литиевата батерия се състои от метален електрод на основата на литий, който образува положителния извод на батерията, и въглероден (графитен) електрод, който образува отрицателния извод. В зависимост от използваната технология електродите на основата на литий могат да имат различни структури.Най-често използваните материали за производството на литиеви батерии и основните характеристики на тези батерии са както следва: Литиев и кобалтов оксид (LCO):Висока специфична енергия (Wh/kg), добър капацитет за съхранение и задоволителен живот (брой цикли), подходящ за електронни устройства, недостатък е специфичната мощност (W/kg) Малък, намаляващ скоростта на товарене и разтоварване; Литиев и манганов оксид (LMO):позволяват високи зарядни и разрядни токове с ниска специфична енергия (Wh/kg), което намалява капацитета за съхранение; Литий, никел, манган и кобалт (NMC):Комбинира свойствата на LCO и LMO батерии. В допълнение, наличието на никел в състава спомага за увеличаване на специфичната енергия, осигурявайки по-голям капацитет за съхранение.Никел, манган и кобалт могат да се използват в различни пропорции (за поддържане на едно или друго) в зависимост от вида на приложението.Като цяло резултатът от тази комбинация е батерия с добра производителност, добър капацитет за съхранение, дълъг живот и ниска цена. Литий, никел, манган и кобалт (NMC):Комбинира функциите на LCO и LMO батерии.В допълнение, наличието на никел в състава спомага за повишаване на специфичната енергия, осигурявайки по-голям капацитет за съхранение.Никелът, манганът и кобалтът могат да се използват в различни пропорции, в зависимост от вида на приложение (за предпочитане на една или друга характеристика).Като цяло резултатът от тази комбинация е батерия с добра производителност, добър капацитет за съхранение, добър живот и умерена цена.Този тип батерии се използват широко в електрически превозни средства и са подходящи и за стационарни системи за съхранение на енергия; Литиево-железен фосфат (LFP):Комбинацията LFP осигурява батерии с добра динамична производителност (скорост на зареждане и разреждане), удължен живот и повишена безопасност поради добрата си термична стабилност.Липсата на никел и кобалт в състава им намалява цената и увеличава достъпността на тези батерии за масово производство.Въпреки че неговият капацитет за съхранение не е най-високият, той е възприет от производителите на електрически превозни средства и системи за съхранение на енергия поради многото си предимства, особено ниската цена и добрата му здравина; Литий и титан (LTO):Името се отнася за батерии, които имат титан и литий в един от електродите, заместващи въглерода, докато вторият електрод е същият, използван в някой от другите видове (като NMC – литий, манган и кобалт).Въпреки ниската специфична енергия (което се изразява в намален капацитет за съхранение), тази комбинация има добра динамична производителност, добра безопасност и значително увеличен експлоатационен живот.Батериите от този тип могат да издържат повече от 10 000 работни цикъла при 100% дълбочина на разреждане, докато други видове литиеви батерии понасят около 2000 цикъла. LiFePO4 батериите превъзхождат оловно-киселинните батерии с изключително висока стабилност на цикъла, максимална енергийна плътност и минимално тегло.Ако батерията се разрежда редовно от 50% DOD и след това се зарежда напълно, LiFePO4 батерията може да извърши до 6500 цикъла на зареждане.Така допълнителната инвестиция се изплаща в дългосрочен план, а съотношението цена/производителност остава ненадминато.Те са предпочитан избор за продължителна употреба като слънчеви батерии. Производителност:Зареждането и освобождаването на батерията има 98% обща ефективност на цикъла, като същевременно се зарежда бързо и също така се освобождава за времеви рамки от по-малко от 2 часа – и дори по-бързо за намален живот. Капацитет за съхранение: пакетите батерии с литиево-железен фосфат могат да бъдат над 18 kWh, което използва по-малко пространство и тежи по-малко от оловно-киселинна батерия със същия капацитет. Цена на батерията: Литиево-железният фосфат има тенденция да струва по-високо от оловно-киселинните батерии, но обикновено има по-ниска цена на цикъла в резултат на по-дълъг живот