Residential Battery Backup 2022 Guide |Typer, omkostninger, fordele..

Selv i 2022 vil PV-opbevaring stadig være det hotteste emne, og batteribackup til boliger er det hurtigst voksende segment af solenergi, hvilket skaber nye markeder og muligheder for udvidelse af solcellerenovering for store og små boliger og virksomheder rundt om i verden.Residential batteri backuper afgørende for ethvert solcellehus, især i tilfælde af storm eller anden nødsituation.I stedet for at eksportere overskydende solenergi til nettet, hvad med at opbevare den i batterier til nødsituationer?Men hvordan kan lagret solenergi være rentabelt?Vi informerer dig om omkostningerne og rentabiliteten af ​​et batteriopbevaringssystem til hjemmet og skitserer de vigtigste punkter, du bør huske på, når du køber det rigtige opbevaringssystem. Hvad er boligbatteriopbevaringssystem? Hvordan virker det? Et boligbatterilager eller solcellelagersystem er en nyttig tilføjelse til solcellesystemet for at drage fordel af fordelene ved et solcelleanlæg og vil spille en stadig vigtigere rolle i at fremskynde udskiftningen af ​​fossile brændstoffer med vedvarende energi.Solar-hjemmebatteriet gemmer den elektricitet, der genereres fra solenergi, og frigiver den til operatøren på det nødvendige tidspunkt.Batteri backup strøm er et miljøvenligt og omkostningseffektivt alternativ til gasgeneratorer. De, der bruger et solcelleanlæg til selv at producere strøm, vil hurtigt nå sine grænser.Ved middagstid leverer systemet masser af solenergi, kun så er der ingen hjemme til at bruge det.Om aftenen skal der derimod rigeligt med strøm – men så skinner solen ikke længere.For at kompensere for dette forsyningsgab købes den væsentligt dyrere strøm hos netoperatøren. I denne situation er en backup af et boligbatteri næsten uundgåelig.Det betyder, at den ubrugte strøm fra dagen er tilgængelig om aftenen og natten.Selvproduceret strøm er således tilgængelig døgnet rundt og uanset vejret.På den måde øges brugen af ​​egenproduceret solenergi til op til 80 %.Selvforsyningsgraden, altså den andel af elforbruget, der dækkes af solcelleanlægget, stiger til op til 60 %. Et boligbatteri backup er meget mindre end et køleskab og kan monteres på en væg i bryggerset.Moderne lagersystemer indeholder en stor mængde intelligens, der kan bruge vejrudsigter og selvlærende algoritmer til at trimme husstanden til maksimalt selvforbrug.Det har aldrig været nemmere at opnå energiuafhængighed – også selvom boligen forbliver tilsluttet elnettet. Er hjemmebatteriopbevaringssystem det værd?Hvad er de faktorer, der afhænger af? Batteriopbevaring i boliger er nødvendig for, at et solcelledrevet hjem kan forblive i drift under strømafbrydelser og vil helt sikkert også fungere om aftenen.Men på samme måde forbedrer solcellebatterier systemets forretningsøkonomi ved at holde solenergi, som helt sikkert ellers ville blive tilbudt tilbage til nettet med tab, bare for at omfordele den elektriske strøm nogle gange, når strømmen er dyrest.Husbatteriopbevaring sikrer solcelleejeren mod netsvigt og skærmer systemets erhvervsøkonomi versus modifikationer i energiprisrammer. Hvorvidt det er værd at investere i afhænger af flere faktorer: Niveau af investeringsomkostninger. Jo lavere omkostningerne pr. kilowatt-times kapacitet er, jo hurtigere betaler lagersystemet sig selv. Levetiden forsolcellebatteri til hjemmet En producentgaranti på 10 år er sædvanligt i branchen.Der forudsættes dog en længere brugstid.De fleste solcellebatterier til hjemmet med lithium-ion-teknologi fungerer pålideligt i mindst 20 år. Andel af selvforbrugt el Jo mere solopbevaring øger selvforbruget, jo mere sandsynligt er det, at det kan betale sig. El-omkostninger ved køb fra nettet Når elpriserne er høje, sparer ejere af solcelleanlæg ved at forbruge den selvproducerede strøm.I de næste par år forventes elpriserne at fortsætte med at stige, så mange betragter solcellebatterier som en klog investering. Nettilsluttede takster Jo mindre solcelleejere modtager per kilowatt-time, jo mere betaler det sig for dem at lagre elektriciteten i stedet for at føre den ind i nettet.I løbet af de sidste 20 år er nettilsluttede takster støt faldet og vil fortsætte med at gøre det. Hvilke typer energilagringssystemer til hjemmebatterier er tilgængelige? Backupsystemer til hjemmebatteri tilbyder adskillige fordele, herunder modstandsdygtighed, omkostningsbesparelser og decentraliseret elproduktion (også kendt som "hjemmedistribuerede energisystemer").Så hvad er kategorierne af solcellebatterier til hjemmet?Hvordan skal vi vælge? Funktionel klassificering efter backupfunktion: 1. UPS-strømforsyning til hjemmet Dette er en service af industriel kvalitet til backup-kraft, som hospitaler, datarum, føderale regeringer eller militære markeder normalt kræver for den kontinuerlige drift af deres væsentlige og også følsomme enheder.Med en hus-UPS-strømforsyning vil lysene i dit hjem muligvis ikke engang flimre, hvis strømnettet svigter.De fleste hjem har ikke brug for eller har ikke til hensigt at betale for denne grad af pålidelighed – medmindre de kører med afgørende klinisk udstyr i dit hjem. 2. 'Afbrydelig' strømforsyning (fuldt hus backup). Det følgende trin ned fra en UPS er, hvad vi vil kalde som 'afbrydelig strømforsyning' eller IPS.En IPS vil helt sikkert gøre hele dit hus i stand til at blive ved med at køre på sol og batterier, hvis nettet går ned, men du vil helt sikkert opleve en kort periode (et par sekunder), hvor alt bliver sort eller gråt i dit hus som backup-system går ind i udstyr.Du skal muligvis nulstille dine blinkende elektroniske ure, men bortset fra det vil du være i stand til at bruge alle dine husholdningsapparater, som du plejer, så længe dine batterier holder. 3. Strømforsyning i nødsituationer (delvis backup). Nogle reservestrømsfunktioner fungerer ved at aktivere et nødsituationskredsløb, når det registrerer, at nettet rent faktisk er faldet.Dette vil gøre det muligt for husets strømenheder, der er knyttet til dette kredsløb - typisk køleskabe, lys samt et par dedikerede stikkontakter - at fortsætte med at køre batterierne og/eller fotovoltaiske paneler under strømafbrydelsen.Denne form for backup er højst sandsynligt en af ​​de mest populære, rimelige og budgetvenlige muligheder for hjem rundt om i verden, da det hurtigt vil tømme dem ved at køre et helt hus på en batteribank. 4. Delvis off-grid Solar & Storage System. En sidste mulighed, der kan være iøjnefaldende, er et 'delvist off-grid system'.Med et delvist off-grid-system er konceptet at producere et dedikeret 'off-grid'-område i hjemmet, som kontinuerligt opererer på et sol- og batterisystem, der er stort nok til at vedligeholde sig selv uden at trække strøm fra nettet.På denne måde forbliver nødvendige familiepartier (køleskabe, lys osv.) tændt, selvom nettet går ned, uden nogen form for forstyrrelse.Da solceller og batterier desuden er dimensioneret til at køre for evigt af sig selv uden nettet, ville der ikke være behov for at allokere strømforbrug, medmindre ekstra enheder blev tilsluttet kredsløbet uden for nettet. Klassifikation fra Battery Chemistry Technology: Bly-syre-batterier som backup-batteri til bolig Bly-syre batterierer de ældste genopladelige batterier og laveste batterier til rådighed til energilagring på markedet.De dukkede op i begyndelsen af ​​forrige århundrede, i 1900-tallet, og er den dag i dag de foretrukne batterier i mange applikationer på grund af deres robusthed og lave omkostninger. Deres største ulemper er deres lave energitæthed (de er tunge og omfangsrige) og deres korte levetid, der ikke accepterer et stort antal på- og aflæsningscyklusser, bly-syre-batterier kræver regelmæssig vedligeholdelse for at balancere kemien i batteriet, så dets egenskaber gør den uegnet til medium til højfrekvent afladning eller applikationer, der varer 10 år eller mere. De har også ulempen ved lav udledningsdybde, som typisk er begrænset til 80 % i ekstreme tilfælde eller 20 % ved almindelig drift, for længere levetid.Overafladning nedbryder batteriets elektroder, hvilket reducerer dets evne til at lagre energi og begrænser dets levetid. Blysyrebatterier kræver konstant vedligeholdelse af deres ladetilstand og bør altid opbevares i deres maksimale ladetilstand gennem flydeteknikken (vedligeholdelse af ladning med en lille elektrisk strøm, tilstrækkelig til at annullere selvafladningseffekten). Disse batterier findes i flere versioner.De mest almindelige er ventilerede batterier, som anvender flydende elektrolyt, ventilregulerede gelbatterier (VRLA) og batterier med elektrolyt indlejret i glasfibermåtte (kendt som AGM – absorberende glasmåtte), som har mellemydelse og reducerede omkostninger sammenlignet med gelbatterier. Ventilregulerede batterier er praktisk talt forseglede, hvilket forhindrer lækage og udtørring af elektrolytten.Ventilen virker ved frigivelse af gasser i overladede situationer. Nogle blybatterier er udviklet til stationære industrielle applikationer og kan acceptere dybere afladningscyklusser.Der findes også en mere moderne version, som er bly-kul-batteriet.Kulstofbaserede materialer tilføjet til elektroderne giver højere ladnings- og afladningsstrømme, højere energitæthed og længere levetid. En fordel ved bly-syre-batterier (i enhver af dens variationer) er, at de ikke har brug for et sofistikeret opladningssystem (som det er tilfældet med lithium-batterier, som vi vil se næste gang).Blybatterier er meget mindre tilbøjelige til at antænde og eksplodere, når de overoplades, fordi deres elektrolyt ikke er brændbar som lithiumbatterier. Også let overopladning er ikke farligt i disse typer batterier.Selv nogle laderegulatorer har en udligningsfunktion, der lidt overoplader batteriet eller batteribanken, hvilket får alle batterier til at nå den fuldt opladede tilstand. Under udligningsprocessen vil de batterier, der til sidst bliver fuldt opladet før de andre, få øget spændingen lidt uden risiko, mens strømmen løber normalt gennem den serielle sammenslutning af elementer.På denne måde kan vi sige, at blybatterier har evnen til at udligne naturligt, og små ubalancer mellem batterierne i et batteri eller mellem batterierne i en bank giver ingen risiko. Ydeevne:Effektiviteten af ​​bly-syre-batterier er meget lavere end for lithium-batterier.Mens effektiviteten afhænger af opladningshastigheden, antages der normalt en retur-effektivitet på 85 %. Lagerkapacitet:Bly-syre-batterier kommer i en række spændinger og størrelser, men vejer 2-3 gange mere pr. kWh end lithiumjernfosfat, afhængigt af batteriets kvalitet. Batteri pris:Blysyrebatterier er 75 % billigere end lithiumjernfosfatbatterier, men lad dig ikke narre af den lave pris.Disse batterier kan ikke oplades eller aflades hurtigt, har en meget kortere levetid, har ikke et beskyttende batteristyringssystem og kan også kræve ugentlig vedligeholdelse.Dette resulterer i en samlet højere pris pr. cyklus, end det er rimeligt for at reducere strømomkostninger eller understøtte kraftige apparater. Lithium-batterier som backup-batteri til boliger I øjeblikket er de mest kommercielt succesrige batterier lithium-ion-batterier.Efter at lithium-ion-teknologi er blevet anvendt på bærbare elektroniske enheder, er den kommet ind på områderne industrielle applikationer, strømsystemer, fotovoltaisk energilagring og elektriske køretøjer. Lithium-ion batterierudkonkurrere mange andre typer genopladelige batterier i mange aspekter, herunder energilagringskapacitet, antal driftscyklusser, opladningshastighed og omkostningseffektivitet.I øjeblikket er det eneste problem sikkerhed, brandfarlige elektrolytter kan antændes ved høje temperaturer, hvilket kræver brug af elektroniske kontrol- og overvågningssystemer. Lithium er det letteste af alle metaller, har det højeste elektrokemiske potentiale og tilbyder højere volumetriske og masseenergitætheder end andre kendte batteriteknologier. Lithium-ion-teknologi har gjort det muligt at drive brugen af ​​energilagringssystemer, hovedsageligt forbundet med intermitterende vedvarende energikilder (sol og vind), og har også drevet adoptionen af ​​elektriske køretøjer. Lithium-ion-batterier, der bruges i elsystemer og elektriske køretøjer, er af væsketypen.Disse batterier bruger den traditionelle struktur af et elektrokemisk batteri, med to elektroder nedsænket i en flydende elektrolytopløsning. Separatorer (porøse isoleringsmaterialer) bruges til mekanisk at adskille elektroderne, mens de tillader fri bevægelse af ioner gennem den flydende elektrolyt. Hovedtræk ved en elektrolyt er at tillade ledning af ionstrøm (dannet af ioner, som er atomer med overskud eller mangel på elektroner), mens det ikke tillader elektroner at passere igennem (som det sker i ledende materialer).Udvekslingen af ​​ioner mellem positive og negative elektroder er grundlaget for elektrokemiske batteriers funktion. Forskning på lithium-batterier kan spores tilbage til 1970'erne, og teknologien modnes og begyndte kommerciel brug omkring 1990'erne. Lithiumpolymerbatterier (med polymerelektrolytter) bruges nu i batteritelefoner, computere og forskellige mobile enheder, der erstatter ældre nikkel-cadmium-batterier, hvis hovedproblem er "hukommelseseffekten", der gradvist reducerer lagerkapaciteten.Når batteriet er opladet, før det er helt afladet. Sammenlignet med ældre nikkel-cadmium-batterier, især bly-syre-batterier, har lithium-ion-batterier en højere energitæthed (lagrer mere energi pr. volumen), har en lavere selvafladningskoefficient og kan modstå mere opladning og antallet af afladningscyklusser , hvilket betyder en lang levetid. Omkring begyndelsen af ​​2000'erne begyndte lithiumbatterier at blive brugt i bilindustrien.Omkring 2010 fik lithium-ion-batterier interesse for lagring af elektrisk energi i boligapplikationer ogstorskala ESS (Energy Storage System) systemer, primært på grund af den øgede brug af strømkilder på verdensplan.Intermitterende vedvarende energi (sol og vind). Lithium-ion-batterier kan have forskellige ydeevner, levetider og omkostninger, afhængigt af hvordan de er lavet.Adskillige materialer er blevet foreslået, hovedsageligt til elektroder. Typisk består et lithiumbatteri af en metallisk lithiumbaseret elektrode, der danner batteriets positive pol, og en kulstof (grafit) elektrode, der danner den negative pol. Afhængigt af den anvendte teknologi kan lithiumbaserede elektroder have forskellige strukturer.De mest almindeligt anvendte materialer til fremstilling af lithium-batterier og de vigtigste egenskaber ved disse batterier er som følger: Lithium- og koboltoxider (LCO):Høj specifik energi (Wh/kg), god lagerkapacitet og tilfredsstillende levetid (antal cyklusser), velegnet til elektroniske enheder, ulempe er specifik effekt (W/kg) Lille, hvilket reducerer læsse- og aflæsningshastigheden; Lithium- og manganoxider (LMO):tillade høje lade- og afladningsstrømme med lav specifik energi (Wh/kg), hvilket reducerer lagerkapaciteten; Lithium, nikkel, mangan og kobolt (NMC):Kombinerer egenskaberne af LCO- og LMO-batterier.Desuden hjælper tilstedeværelsen af ​​nikkel i sammensætningen med at øge den specifikke energi, hvilket giver større lagerkapacitet.Nikkel, mangan og kobolt kan bruges i forskellige proportioner (til at understøtte den ene eller den anden) afhængigt af typen af ​​anvendelse.Samlet set er resultatet af denne kombination et batteri med god ydeevne, god lagerkapacitet, lang levetid og lave omkostninger. Lithium, nikkel, mangan og kobolt (NMC):Kombinerer funktioner fra LCO- og LMO-batterier.Derudover hjælper tilstedeværelsen af ​​nikkel i sammensætningen med at hæve den specifikke energi, hvilket giver større lagerkapacitet.Nikkel, mangan og kobolt kan bruges i forskellige proportioner, afhængigt af typen af ​​anvendelse (for at favorisere en eller anden egenskab).Generelt er resultatet af denne kombination et batteri med god ydeevne, god lagerkapacitet, god levetid og moderate omkostninger.Denne type batteri er blevet meget brugt i elektriske køretøjer og er også velegnet til stationære energilagringssystemer; Lithium jernfosfat (LFP):LFP-kombinationen giver batterier en god dynamisk ydeevne (opladnings- og afladningshastighed), forlænget levetid og øget sikkerhed på grund af dens gode termiske stabilitet.Fraværet af nikkel og kobolt i deres sammensætning reducerer omkostningerne og øger tilgængeligheden af ​​disse batterier til massefremstilling.Selvom dens lagerkapacitet ikke er den højeste, er den blevet brugt af producenter af elektriske køretøjer og energilagringssystemer på grund af dens mange fordelagtige egenskaber, især dens lave omkostninger og gode robusthed; Lithium og Titanium (LTO):Navnet henviser til batterier, der har titanium og lithium i en af ​​elektroderne, der erstatter kulstoffet, mens den anden elektrode er den samme, der bruges i en af ​​de andre typer (såsom NMC – lithium, mangan og kobolt).På trods af den lave specifikke energi (hvilket giver sig udslag i reduceret lagerkapacitet) har denne kombination god dynamisk ydeevne, god sikkerhed og stærkt forlænget levetid.Batterier af denne type kan acceptere mere end 10.000 driftscyklusser ved 100 % afladningsdybde, mens andre typer lithiumbatterier accepterer omkring 2.000 cyklusser. LiFePO4-batterier overgår bly-syre-batterier med ekstrem høj cyklusstabilitet, maksimal energitæthed og minimal vægt.Hvis batteriet regelmæssigt aflades fra 50 % DOD og derefter fuldt opladet, kan LiFePO4-batteriet udføre op til 6.500 opladningscyklusser.Så den ekstra investering betaler sig i det lange løb, og pris/ydelsesforholdet forbliver uovertruffent.De er det foretrukne valg til kontinuerlig brug som solcellebatterier. Ydeevne:Opladning og frigivelse af batteriet har en total cykluseffektivitet på 98 %, samtidig med at det hurtigt oplades og frigives i tidsrammer på mindre end 2 timer – og endnu hurtigere for en reduceret levetid. Lagerkapacitet: en lithium-jernfosfat-batteripakke kan være over 18 kWh, hvilket bruger mindre plads og vejer mindre end et bly-syre-batteri med samme kapacitet. Batteriomkostninger: Lithiumjernfosfat har en tendens til at koste dyrere end blysyrebatterier, men har normalt en lavere cyklusomkostninger som følge af længere levetid