Vodič za rezervne baterije za stambene objekte 2022 |Vrste, troškovi, prednosti..

Čak iu 2022., fotonaponska pohrana će i dalje biti najtoplija tema, a rezervna baterija za stambene jedinice najbrže je rastući segment solarne energije, stvarajući nova tržišta i mogućnosti proširenja solarne rekonstrukcije za kuće i velike i male kompanije širom svijeta.Rezervna baterija za stanovanjeje kritičan za svaki solarni dom, posebno u slučaju oluje ili druge vanredne situacije.Umjesto izvoza viška solarne energije u mrežu, kako bi bilo da je pohranite u baterije za hitne slučajeve?Ali kako uskladištena solarna energija može biti profitabilna?Informisaćemo vas o ceni i isplativosti sistema za skladištenje kućnih baterija i navesti ključne tačke koje treba da imate na umu kada kupujete pravi sistem za skladištenje. Šta je sistem za skladištenje stambenih baterija? Kako radi? Stambeno skladište baterija ili fotonaponski sistem za skladištenje je koristan dodatak fotonaponskom sistemu kako bi se iskoristile prednosti solarnog sistema i imaće sve važniju ulogu u ubrzavanju zamene fosilnih goriva obnovljivom energijom.Solarna kućna baterija pohranjuje električnu energiju proizvedenu iz solarne energije i pušta je operateru u potrebno vrijeme.Rezervno napajanje iz baterije je ekološki prihvatljiva i isplativa alternativa gasnim generatorima. Oni koji koriste fotonaponski sistem da sami proizvode električnu energiju brzo će dostići njegove granice.U podne sistem isporučuje dosta solarne energije, ali tada nema nikoga kod kuće da ga koristi.S druge strane, uveče je potrebno dosta struje – ali tada više ne sija sunce.Da bi se nadoknadio ovaj jaz u snabdevanju, značajno skuplja električna energija se kupuje od mrežnog operatera. U ovoj situaciji, rezervna baterija za stanovanje je gotovo neizbježna.To znači da je neiskorištena dnevna električna energija dostupna uveče i noću.Sama proizvedena električna energija je stoga dostupna 24 sata dnevno i bez obzira na vremenske prilike.Na ovaj način povećava se korištenje solarne energije vlastite proizvodnje do 80 %.Stepen samodovoljnosti, odnosno udio potrošnje električne energije koju pokriva solarni sistem, raste i do 60 %. Rezervna baterija za stanovanje je mnogo manja od frižidera i može se montirati na zid u pomoćnoj prostoriji.Moderni sistemi za skladištenje sadrže veliku količinu inteligencije koja može koristiti vremensku prognozu i algoritme za samoučenje kako bi smanjila domaćinstvo na maksimalnu vlastitu potrošnju.Postizanje energetske nezavisnosti nikada nije bilo lakše – čak i ako dom ostane povezan na mrežu. Da li se isplati sistem za pohranu kućnih baterija?Koji su faktori koji zavise? Skladištenje baterija za stanovanje je neophodno kako bi kuća na solarni pogon nastavila raditi tijekom nestanka struje i sigurno će dodatno raditi u večernjim satima.Ali isto tako, solarne baterije poboljšavaju ekonomiku poslovanja sistema zadržavajući solarnu električnu energiju koja bi se inače vraćala u mrežu s gubitkom, samo da bi se ta električna energija preusmjerila ponekad kada je energija najskuplja.Kućno skladištenje baterija štiti vlasnika solarne energije od kvarova na mreži i štiti poslovnu ekonomiju sistema od modifikacija okvira cijena energije. Da li se isplati ulagati ili ne zavisi od nekoliko faktora: Nivo investicionih troškova. Što je niži trošak po kilovat-satu kapaciteta, to će se sistem za skladištenje prije isplatiti. Životni vijeksolarna kućna baterija Garancija proizvođača od 10 godina je uobičajena u industriji.Međutim, pretpostavlja se duži vijek trajanja.Većina solarnih kućnih baterija s litijum-jonskom tehnologijom pouzdano funkcionira najmanje 20 godina. Udio vlastite električne energije Što više solarnog skladišta povećava vlastitu potrošnju, veća je vjerovatnoća da će se isplatiti. Troškovi električne energije kada se kupuje iz mreže Kada su cijene električne energije visoke, vlasnici fotonaponskih sistema štede trošeći električnu energiju koju sami proizvedu.Očekuje se da će u narednih nekoliko godina cijene električne energije nastaviti rasti, pa mnogi smatraju solarne baterije mudrom investicijom. Tarife vezane za mrežu Što manje vlasnici solarnog sistema dobijaju po kilovat-satu, to im se više isplati da skladište struju umesto da je daju u mrežu.Tokom proteklih 20 godina, tarife povezane sa mrežom su stalno opadale i nastaviće tako. Koje vrste kućnih baterijskih sistema za skladištenje energije su dostupne? Rezervni sistemi za kućne baterije nude brojne prednosti, uključujući otpornost, uštedu troškova i decentralizovanu proizvodnju električne energije (također poznat kao "domaći distribuirani energetski sistemi").Dakle, koje su kategorije solarnih kućnih baterija?Kako da biramo? Funkcionalna klasifikacija po rezervnoj funkciji: 1. Kućno UPS napajanje Ovo je usluga industrijske klase za rezervno napajanje koja zahtijeva bolnica, prostorije za podatke, savezna vlada ili vojna tržišta za kontinuirani rad svojih bitnih i također osjetljivih uređaja.Sa kućnim UPS napajanjem, svjetla u vašem domu možda neće ni treptati ako električna mreža nestane.Većina domova ne treba niti namerava da plati za ovaj stepen pouzdanosti – osim ako u vašem domu ne koriste ključnu kliničku opremu. 2. 'Prekidivo' napajanje (podržavanje cijele kuće). Sljedeći korak dalje od UPS-a je ono što ćemo nazvati kao 'prekidivo napajanje' ili IPS.IPS će sigurno omogućiti da vaša cijela kuća nastavi da radi na solarne i baterije ako mreža padne, ali sigurno ćete doživjeti kratak period (par sekundi) u kojem sve postaje crno ili sivo u vašoj kući kao rezervni sistem ulazi u opremu.Možda ćete morati da resetujete svoje elektronske satove koji trepću, ali osim toga, moći ćete da koristite svaki od svojih kućnih aparata kao što biste inače radili sve dok vam baterije traju. 3. Napajanje za vanredne situacije (djelimično rezervno). Neke funkcije rezervnog napajanja rade tako što aktiviraju krug za hitne slučajeve kada otkrije da se mreža stvarno smanjila.Ovo će omogućiti kućnim uređajima za napajanje koji su povezani sa ovim kolom – obično frižiderima, rasvjetom, kao i nekoliko namjenskih električnih utičnica – da nastave s radom baterija i/ili fotonaponskih panela za vrijeme trajanja zamračenja.Ova vrsta rezervne kopije će najvjerovatnije biti jedna od najpopularnijih, razumnih i najisplativijih opcija za domove širom svijeta, jer će ih vođenje cijele kuće na bateriju brzo iscrpiti. 4. Djelomični off-mrež solarni i skladišni sistem. Posljednja opcija koja bi mogla biti privlačna je 'djelimični off-grid sistem'.Sa djelomičnim off-grid sistemom, koncept je stvaranje posvećenog 'off-grid' područja doma, koji kontinuirano radi na solarnom i baterijskom sistemu dovoljno velikom da se održava bez crpljenja energije iz mreže.Na ovaj način, neophodne porodične parcele (frižideri, svjetla, itd.) ostaju uključeni čak i ako se mreža spusti, bez ikakvih poremećaja.Osim toga, budući da su solarni i baterije veličine da rade vječno sami bez mreže, ne bi bilo potrebe za dodjeljivanjem potrošnje energije osim ako dodatni uređaji nisu uključeni u strujni krug izvan mreže. Klasifikacija iz hemijske tehnologije baterija: Olovne baterije kao rezervna baterija za stanovanje Olovne baterijesu najstarije punjive baterije i najjeftinija baterija dostupna za skladištenje energije na tržištu.Pojavile su se početkom prošlog stoljeća, 1900-ih, i do danas su ostale omiljene baterije u mnogim primjenama zbog svoje robusnosti i niske cijene. Njihovi glavni nedostaci su mala gustoća energije (teški su i glomazni) i kratak vijek trajanja, ne prihvataju veliki broj ciklusa utovara i istovara, olovno-kiselinske baterije zahtijevaju redovno održavanje kako bi se izbalansirala kemija u bateriji, pa su njene karakteristike čine ga neprikladnim za srednje do visokofrekventno pražnjenje ili aplikacije koje traju 10 ili više godina. Oni također imaju nedostatak male dubine pražnjenja, koja je obično ograničena na 80% u ekstremnim slučajevima ili 20% u redovnom radu, za duži vijek trajanja.Prekomjerno pražnjenje degradira elektrode baterije, što smanjuje njenu sposobnost skladištenja energije i ograničava njen vijek trajanja. Olovne baterije zahtijevaju stalno održavanje svog stanja napunjenosti i uvijek ih treba čuvati u maksimalnom stanju napunjenosti tehnikom floatacije (održavanje punjenja malom električnom strujom, dovoljnom da poništi efekat samopražnjenja). Ove baterije se mogu naći u nekoliko verzija.Najčešće su ventilirane baterije koje koriste tečni elektrolit, ventilom regulirane gel baterije (VRLA) i baterije s elektrolitom ugrađenim u stakloplastičnu prostirku (poznate kao AGM – upijajuća staklena podloga), koje imaju srednje performanse i smanjenu cijenu u odnosu na gel baterije. Baterije regulisane ventilom su praktično zatvorene, što sprečava curenje i sušenje elektrolita.Ventil djeluje na oslobađanje plinova u situacijama prenapunjenosti. Neke olovne baterije razvijene su za stacionarne industrijske aplikacije i mogu prihvatiti dublje cikluse pražnjenja.Postoji i modernija verzija, a to je olovno-ugljična baterija.Materijali na bazi ugljika koji se dodaju elektrodama pružaju veće struje punjenja i pražnjenja, veću gustoću energije i duži vijek trajanja. Jedna od prednosti olovno-kiselinskih baterija (u bilo kojoj od njegovih varijacija) je da im nije potreban sofisticirani sistem upravljanja punjenjem (kao što je slučaj sa litijumskim baterijama, što ćemo vidjeti u nastavku).Mnogo je manje vjerovatno da će se olovne baterije zapaliti i eksplodirati kada su prenapunjene jer njihov elektrolit nije zapaljiv kao kod litijumskih baterija. Takođe, blago prepunjavanje nije opasno kod ovakvih baterija.Čak i neki kontroleri punjenja imaju funkciju izjednačavanja koja malo prepunjava bateriju ili bateriju, uzrokujući da sve baterije dostignu stanje potpuno napunjene. Tokom procesa izjednačavanja, baterije koje se na kraju potpuno napune prije ostalih će imati neznatno povećan napon, bez rizika, dok struja teče normalno kroz serijsku asocijaciju elemenata.Na taj način možemo reći da olovne baterije imaju sposobnost prirodnog izjednačavanja i male neravnoteže između baterija baterije ili između baterija banke ne predstavljaju nikakav rizik. Performanse:Efikasnost olovno-kiselinskih baterija je mnogo niža od one litijumskih baterija.Dok efikasnost zavisi od brzine punjenja, obično se pretpostavlja povratna efikasnost od 85%. Kapacitet skladištenja:Olovne baterije dolaze u različitim naponima i veličinama, ali teže 2-3 puta više po kWh od litijum-gvozdenog fosfata, u zavisnosti od kvaliteta baterije. Cijena baterije:Olovne baterije su 75% jeftinije od litijum-gvozdeno-fosfatnih baterija, ali nemojte da vas zavara niska cena.Ove baterije se ne mogu brzo puniti ili isprazniti, imaju mnogo kraći vek, nemaju zaštitni sistem upravljanja baterijama, a mogu zahtevati i nedeljno održavanje.Ovo rezultira u ukupnom većem trošku po ciklusu nego što je razumno da se smanje troškovi struje ili podrže uređaji za teške uslove rada. Litijumske baterije kao rezervna baterija za stanovanje Trenutno, komercijalno najuspješnije baterije su litijum-jonske baterije.Nakon što je litijum-jonska tehnologija primenjena na prenosive elektronske uređaje, ušla je u oblasti industrijske primene, elektroenergetskih sistema, fotonaponskog skladištenja energije i električnih vozila. Litijum-jonske baterijenadmašuju mnoge druge vrste punjivih baterija u mnogim aspektima, uključujući kapacitet skladištenja energije, broj radnih ciklusa, brzinu punjenja i isplativost.Trenutno je jedini problem sigurnost, zapaljivi elektroliti se mogu zapaliti na visokim temperaturama, što zahtijeva korištenje elektronskih sistema za kontrolu i nadzor. Litijum je najlakši od svih metala, ima najveći elektrohemijski potencijal i nudi veće zapreminske i masene gustine energije od drugih poznatih tehnologija baterija. Litijum-jonska tehnologija je omogućila korišćenje sistema za skladištenje energije, uglavnom povezanih sa povremenim obnovljivim izvorima energije (solar i vetar), a takođe je dovela do usvajanja električnih vozila. Litijum-jonske baterije koje se koriste u elektroenergetskim sistemima i električnim vozilima su tečnog tipa.Ove baterije koriste tradicionalnu strukturu elektrohemijske baterije, s dvije elektrode uronjene u tekući rastvor elektrolita. Separatori (porozni izolacioni materijali) se koriste za mehaničko odvajanje elektroda, dok istovremeno omogućavaju slobodno kretanje jona kroz tečni elektrolit. Glavna karakteristika elektrolita je da omogući provođenje jonske struje (formirane od jona, koji su atomi sa viškom ili nedostatkom elektrona), dok ne dozvoljava elektronima da prolaze (kao što se dešava u provodnim materijalima).Razmjena jona između pozitivnih i negativnih elektroda je osnova za funkcioniranje elektrohemijskih baterija. Istraživanja o litijumskim baterijama mogu se pratiti do 1970-ih, a tehnologija je sazrela i počela se komercijalno koristiti oko 1990-ih. Litijum-polimerske baterije (sa polimernim elektrolitima) danas se koriste u baterijama telefona, računara i raznih mobilnih uređaja, zamenjujući starije nikl-kadmijumske baterije, čiji je glavni problem „efekat memorije“ koji postepeno smanjuje kapacitet skladištenja.Kada se baterija napuni prije nego što se potpuno isprazni. U poređenju sa starijim nikl-kadmijum baterijama, posebno olovnim baterijama, litijum-jonske baterije imaju veću gustinu energije (pohranjuju više energije po zapremini), imaju niži koeficijent samopražnjenja i mogu izdržati više punjenja i broj ciklusa pražnjenja , što znači dug radni vek. Otprilike početkom 2000-ih, litijumske baterije su se počele koristiti u automobilskoj industriji.Oko 2010. godine, litijum-jonske baterije su postale zainteresovane za skladištenje električne energije u stambenim aplikacijama isistemi velikih razmjera ESS (Energy Storage System)., uglavnom zbog povećane upotrebe izvora energije širom svijeta.Intermitentna obnovljiva energija (solarna i vjetar). Litijum-jonske baterije mogu imati različite performanse, životni vek i cenu, u zavisnosti od toga kako su napravljene.Predloženo je nekoliko materijala, uglavnom za elektrode. Obično se litijumska baterija sastoji od metalne elektrode na bazi litijuma koja formira pozitivni terminal baterije i ugljične (grafitne) elektrode koja formira negativni terminal. U zavisnosti od tehnologije koja se koristi, elektrode na bazi litija mogu imati različite strukture.Najčešće korišteni materijali za proizvodnju litijumskih baterija i glavne karakteristike ovih baterija su sljedeće: Oksidi litijuma i kobalta (LCO):Visoka specifična energija (Wh/kg), dobar kapacitet skladištenja i zadovoljavajući vek trajanja (broj ciklusa), pogodan za elektronske uređaje, nedostatak je specifična snaga (W/kg) Mala, smanjuje brzinu utovara i istovara; Oksidi litijuma i mangana (LMO):omogućavaju visoke struje punjenja i pražnjenja sa niskom specifičnom energijom (Wh/kg), što smanjuje kapacitet skladištenja; Litijum, nikl, mangan i kobalt (NMC):Kombinuje svojstva LCO i LMO baterija. Osim toga, prisustvo nikla u sastavu pomaže da se poveća specifična energija, obezbeđujući veći kapacitet skladištenja.Nikl, mangan i kobalt se mogu koristiti u različitim omjerima (za podršku jednom ili drugom) ovisno o vrsti primjene.Sve u svemu, rezultat ove kombinacije je baterija sa dobrim performansama, dobrim kapacitetom skladištenja, dugim vijekom trajanja i niskom cijenom. Litijum, nikl, mangan i kobalt (NMC):Kombinira karakteristike LCO i LMO baterija.Osim toga, prisustvo nikla u sastavu pomaže u podizanju specifične energije, pružajući veći kapacitet skladištenja.Nikl, mangan i kobalt se mogu koristiti u različitim omjerima, ovisno o vrsti primjene (da bi se favorizirala jedna ili druga karakteristika).Općenito, rezultat ove kombinacije je baterija s dobrim performansama, dobrim kapacitetom za pohranu, dobrim vijekom trajanja i umjerenim troškovima.Ovaj tip baterije se široko koristi u električnim vozilima, a pogodan je i za stacionarne sisteme za skladištenje energije; Litijum gvožđe fosfat (LFP):LFP kombinacija pruža baterijama dobre dinamičke performanse (brzina punjenja i pražnjenja), produženi vijek trajanja i povećanu sigurnost zbog dobre termičke stabilnosti.Odsustvo nikla i kobalta u njihovom sastavu smanjuje troškove i povećava dostupnost ovih baterija za masovnu proizvodnju.Iako njegov kapacitet skladištenja nije najveći, usvojili su ga proizvođači električnih vozila i sistema za skladištenje energije zbog brojnih prednosti, posebno niske cijene i dobre robusnosti; Litijum i titanijum (LTO):Naziv se odnosi na baterije koje imaju titan i litijum u jednoj od elektroda, zamjenjujući ugljik, dok je druga elektroda ista koja se koristi u nekom od drugih tipova (kao što su NMC – litijum, mangan i kobalt).Unatoč niskoj specifičnoj energiji (koja se pretvara u smanjeni kapacitet skladištenja), ova kombinacija ima dobre dinamičke performanse, dobru sigurnost i znatno produženi vijek trajanja.Baterije ovog tipa mogu prihvatiti više od 10.000 radnih ciklusa pri 100% dubini pražnjenja, dok druge vrste litijumskih baterija prihvataju oko 2.000 ciklusa. LiFePO4 baterije nadmašuju olovno-kiselinske baterije sa izuzetno visokom stabilnošću ciklusa, maksimalnom gustinom energije i minimalnom težinom.Ako se baterija redovno prazni od 50% DOD-a, a zatim potpuno napuni, LiFePO4 baterija može izvesti do 6.500 ciklusa punjenja.Dakle, dodatna investicija se dugoročno isplati, a omjer cijene i učinka ostaje nenadmašan.One su poželjan izbor za kontinuiranu upotrebu kao solarne baterije. Performanse:Punjenje i otpuštanje baterije ima efektivnost ukupnog ciklusa od 98% dok se brzo puni i oslobađa u vremenskim okvirima kraćim od 2 sata – pa čak i brže za skraćeni vijek trajanja. Kapacitet skladištenja: litijum-željezo-fosfatne baterije mogu imati preko 18 kWh, što zauzima manje prostora i teži manje od olovno-kiselinske baterije istog kapaciteta. Trošak baterije: Litijum gvožđe fosfat ima tendenciju da košta više od olovnih baterija, ali obično ima nižu cenu ciklusa kao rezultat dužeg veka trajanja