Οδηγός Residential Battery Backup 2022 |Τύποι, Κόστος, Οφέλη..

Ακόμη και το 2022, η αποθήκευση φωτοβολταϊκών θα εξακολουθεί να είναι το πιο καυτό θέμα και η εφεδρική μπαταρία οικιακής χρήσης είναι το ταχύτερα αναπτυσσόμενο τμήμα της ηλιακής ενέργειας, δημιουργώντας νέες αγορές και ευκαιρίες επέκτασης ηλιακής αναβάθμισης για σπίτια και επιχειρήσεις, μεγάλες και μικρές σε όλο τον κόσμο.Εφεδρική μπαταρία οικιακής χρήσηςείναι κρίσιμο για κάθε ηλιακό σπίτι, ειδικά σε περίπτωση καταιγίδας ή άλλης έκτακτης ανάγκης.Αντί να εξάγετε πλεονάζουσα ηλιακή ενέργεια στο δίκτυο, τι θα λέγατε να την αποθηκεύσετε σε μπαταρίες για περιπτώσεις έκτακτης ανάγκης;Πώς όμως μπορεί η αποθηκευμένη ηλιακή ενέργεια να είναι κερδοφόρα;Θα σας ενημερώσουμε για το κόστος και την κερδοφορία ενός συστήματος αποθήκευσης μπαταριών στο σπίτι και θα σας περιγράψουμε τα βασικά σημεία που πρέπει να έχετε υπόψη όταν αγοράζετε το σωστό σύστημα αποθήκευσης. Τι είναι το Σύστημα αποθήκευσης μπαταριών κατοικιών; Πώς λειτουργεί; Μια οικιακή αποθήκευση μπαταριών ή σύστημα αποθήκευσης φωτοβολταϊκών είναι μια χρήσιμη προσθήκη στο φωτοβολταϊκό σύστημα για την αξιοποίηση των πλεονεκτημάτων ενός ηλιακού συστήματος και θα διαδραματίσει όλο και πιο σημαντικό ρόλο στην επιτάχυνση της αντικατάστασης των ορυκτών καυσίμων με ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.Η ηλιακή μπαταρία σπιτιού αποθηκεύει την ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από την ηλιακή ενέργεια και την απελευθερώνει στον χειριστή την απαιτούμενη ώρα.Η εφεδρική ισχύς της μπαταρίας είναι μια φιλική προς το περιβάλλον και οικονομικά αποδοτική εναλλακτική λύση στις γεννήτριες αερίου. Όσοι χρησιμοποιούν ένα φωτοβολταϊκό σύστημα για να παράγουν οι ίδιοι ηλεκτρική ενέργεια θα φτάσουν γρήγορα στα όριά του.Το μεσημέρι, το σύστημα παρέχει άφθονη ηλιακή ενέργεια, μόνο τότε δεν υπάρχει κανένας στο σπίτι για να τη χρησιμοποιήσει.Το βράδυ, από την άλλη πλευρά, χρειάζεται άφθονο ηλεκτρικό ρεύμα – αλλά τότε ο ήλιος δεν λάμπει πια.Για να αντισταθμιστεί αυτό το κενό εφοδιασμού, η σημαντικά ακριβότερη ηλεκτρική ενέργεια αγοράζεται από τον διαχειριστή του δικτύου. Σε αυτήν την κατάσταση, η δημιουργία αντιγράφων ασφαλείας οικιακής μπαταρίας είναι σχεδόν αναπόφευκτη.Αυτό σημαίνει ότι το αχρησιμοποίητο ρεύμα από την ημέρα είναι διαθέσιμο το βράδυ και τη νύχτα.Έτσι, η αυτοπαραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας είναι διαθέσιμη όλο το εικοσιτετράωρο και ανεξάρτητα από τον καιρό.Με αυτόν τον τρόπο, η χρήση ηλιακής ενέργειας αυτοπαραγωγής αυξάνεται έως και 80%.Ο βαθμός αυτάρκειας, δηλαδή το ποσοστό κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας που καλύπτεται από το ηλιακό σύστημα, αυξάνεται έως και 60 %. Η εφεδρική μπαταρία οικιακής χρήσης είναι πολύ μικρότερη από ένα ψυγείο και μπορεί να τοποθετηθεί σε τοίχο στο βοηθητικό δωμάτιο.Τα σύγχρονα συστήματα αποθήκευσης περιέχουν μεγάλη ευφυΐα που μπορούν να χρησιμοποιήσουν μετεωρολογικές προβλέψεις και αλγόριθμους αυτομάθησης για να περιορίσουν το νοικοκυριό στη μέγιστη ιδιοκατανάλωση.Η επίτευξη ενεργειακής ανεξαρτησίας δεν ήταν ποτέ ευκολότερη – ακόμα κι αν το σπίτι παραμένει συνδεδεμένο στο δίκτυο. Αξίζει το σύστημα αποθήκευσης μπαταριών στο σπίτι;Από ποιους είναι οι παράγοντες που εξαρτώνται; Η οικιακή αποθήκευση μπαταριών είναι απαραίτητη για να παραμένει σε λειτουργία ένα σπίτι με ηλιακή ενέργεια σε όλη τη διάρκεια της διακοπής ρεύματος του δικτύου και σίγουρα θα λειτουργεί επιπλέον το βράδυ.Παρομοίως, οι ηλιακές μπαταρίες βελτιώνουν την οικονομία του συστήματος διατηρώντας την ηλιακή ηλεκτρική ενέργεια, η οποία σίγουρα θα προσφερόταν ξανά στο δίκτυο με ζημία, μόνο και μόνο για να ανακατανεμηθεί αυτή η ηλεκτρική ενέργεια μερικές φορές όταν η ισχύς είναι πιο δαπανηρή.Η αποθήκευση μπαταριών σπιτιού προστατεύει τον ιδιοκτήτη της ηλιακής ενέργειας από βλάβες στο δίκτυο και προστατεύει την οικονομία του συστήματος έναντι των τροποποιήσεων στα πλαίσια τιμών ενέργειας. Το αν αξίζει να επενδύσετε ή όχι εξαρτάται από διάφορους παράγοντες: Επίπεδο επενδυτικού κόστους. Όσο χαμηλότερο είναι το κόστος ανά κιλοβατώρα χωρητικότητας, τόσο πιο γρήγορα θα πληρώσει το σύστημα αποθήκευσης. Διάρκεια ζωής τουηλιακή μπαταρία σπιτιού Η εγγύηση κατασκευαστή 10 ετών είναι συνηθισμένη στον κλάδο.Ωστόσο, θεωρείται μεγαλύτερη ωφέλιμη ζωή.Οι περισσότερες ηλιακές μπαταρίες σπιτιού με τεχνολογία ιόντων λιθίου λειτουργούν αξιόπιστα για τουλάχιστον 20 χρόνια. Μερίδιο ιδιοκαταναλώμενης ηλεκτρικής ενέργειας Όσο περισσότερο η ηλιακή αποθήκευση αυξάνει την ιδιοκατανάλωση, τόσο πιο πιθανό είναι να αξίζει τον κόπο. Κόστος ηλεκτρικής ενέργειας όταν αγοράζεται από το δίκτυο Όταν οι τιμές του ηλεκτρικού ρεύματος είναι υψηλές, οι ιδιοκτήτες φωτοβολταϊκών συστημάτων εξοικονομούν καταναλώνοντας την ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από τους ίδιους.Τα επόμενα χρόνια, οι τιμές ηλεκτρικής ενέργειας αναμένεται να συνεχίσουν να αυξάνονται, έτσι πολλοί θεωρούν τις ηλιακές μπαταρίες μια σοφή επένδυση. Τιμές σύνδεσης στο δίκτυο Όσο λιγότερα λαμβάνουν οι ιδιοκτήτες ηλιακών συστημάτων ανά κιλοβατώρα, τόσο περισσότερο πληρώνουν για να αποθηκεύουν την ηλεκτρική ενέργεια αντί να την τροφοδοτούν στο δίκτυο.Τα τελευταία 20 χρόνια, τα τιμολόγια που συνδέονται με το δίκτυο μειώνονται σταθερά και θα συνεχίσουν να μειώνονται. Ποιοι τύποι συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας οικιακής μπαταρίας είναι διαθέσιμα? Τα εφεδρικά συστήματα μπαταριών στο σπίτι προσφέρουν πολυάριθμα πλεονεκτήματα, όπως ανθεκτικότητα, εξοικονόμηση κόστους και αποκεντρωμένη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας (γνωστά και ως «οικιακά κατανεμημένα ενεργειακά συστήματα»).Ποιες είναι λοιπόν οι κατηγορίες των ηλιακών μπαταριών σπιτιού;Πώς πρέπει να επιλέξουμε; Λειτουργική ταξινόμηση κατά εφεδρική λειτουργία: 1. Τροφοδοτικό UPS για το σπίτι Αυτή είναι μια υπηρεσία βιομηχανικής ποιότητας για εφεδρική ισχύ που απαιτεί συνήθως τα νοσοκομεία, τα δωμάτια δεδομένων, η ομοσπονδιακή κυβέρνηση ή οι στρατιωτικές αγορές για τη συνεχή λειτουργία των βασικών και επίσης ευαίσθητων συσκευών τους.Με ένα τροφοδοτικό UPS σπιτιού, τα φώτα στο σπίτι σας μπορεί να μην τρεμοπαίζουν καν εάν το δίκτυο τροφοδοσίας αποτύχει.Τα περισσότερα σπίτια δεν χρειάζονται ή σκοπεύουν να πληρώσουν για αυτόν τον βαθμό αξιοπιστίας – εκτός εάν διαθέτουν σημαντικό κλινικό εξοπλισμό στο σπίτι σας. 2. «Διακοπτόμενη» Τροφοδοσία (πλήρης υποστήριξη). Το επόμενο βήμα προς τα κάτω από ένα UPS είναι αυτό που θα ονομάσουμε «διακοπτόμενη τροφοδοσία» ή IPS.Ένα IPS σίγουρα θα επιτρέψει σε ολόκληρο το σπίτι σας να συνεχίσει να λειτουργεί με ηλιακή ενέργεια και μπαταρίες εάν το δίκτυο πέσει, αλλά σίγουρα θα βιώσετε μια σύντομη περίοδο (μερικά δευτερόλεπτα) όπου όλα γίνονται μαύρα ή γκρίζα στο σπίτι σας ως εφεδρικό σύστημα μπαίνει εξοπλισμός.Ίσως χρειαστεί να επαναφέρετε τα ηλεκτρονικά ρολόγια που αναβοσβήνουν, αλλά εκτός από αυτό, θα μπορείτε να χρησιμοποιήσετε όλες τις οικιακές σας συσκευές όπως θα κάνατε συνήθως για όσο διαρκούν οι μπαταρίες σας. 3. Τροφοδοτικό έκτακτης ανάγκης (μερικό εφεδρικό). Ορισμένες λειτουργίες εφεδρικής τροφοδοσίας λειτουργούν ενεργοποιώντας ένα κύκλωμα κατάστασης έκτακτης ανάγκης όταν ανιχνεύσει ότι το δίκτυο έχει πράγματι μειωθεί.Αυτό θα επιτρέψει στις οικιακές ηλεκτρικές συσκευές που είναι συνδεδεμένες με αυτό το κύκλωμα –συνήθως ψυγεία, φώτα καθώς και μερικές αποκλειστικές ηλεκτρικές πρίζες– να συνεχίσουν τη λειτουργία των μπαταριών ή/και των φωτοβολταϊκών πάνελ για τη διάρκεια συσκότισης.Αυτό το είδος δημιουργίας αντιγράφων ασφαλείας είναι πολύ πιθανό να είναι μία από τις πιο δημοφιλείς, λογικές και φιλικές προς τον προϋπολογισμό επιλογές για σπίτια σε όλο τον κόσμο, καθώς η λειτουργία ενός ολόκληρου σπιτιού σε τράπεζα μπαταριών θα τα εξαντλήσει γρήγορα. 4. Μερικό ηλιακό και σύστημα αποθήκευσης εκτός δικτύου. Μια τελική επιλογή που μπορεί να τραβήξει τα βλέμματα είναι ένα «μερικό σύστημα εκτός δικτύου».Με ένα μερικό σύστημα εκτός δικτύου, η ιδέα είναι να δημιουργηθεί μια αποκλειστική περιοχή «εκτός δικτύου» του σπιτιού, η οποία λειτουργεί συνεχώς σε ένα ηλιακό σύστημα και ένα σύστημα μπαταρίας αρκετά μεγάλο για να διατηρείται χωρίς να αντλεί ενέργεια από το δίκτυο.Με αυτόν τον τρόπο, οι απαραίτητες οικογενειακές παρτίδες (ψυγεία, φώτα, κ.λπ.) παραμένουν αναμμένες ακόμα κι αν το πλέγμα πέσει, χωρίς καμία διακοπή.Επιπλέον, δεδομένου ότι η ηλιακή ενέργεια και οι μπαταρίες έχουν μέγεθος ώστε να λειτουργούν για πάντα μόνες τους χωρίς το δίκτυο, δεν θα χρειαζόταν να κατανεμηθεί η κατανάλωση ρεύματος, εκτός εάν είχαν συνδεθεί επιπλέον συσκευές στο κύκλωμα εκτός δικτύου. Ταξινόμηση από Battery Chemistry Technology: Μπαταρίες μολύβδου-οξέος ως εφεδρική μπαταρία οικιακής χρήσης Μπαταρίες μολύβδου-οξέοςείναι οι παλαιότερες επαναφορτιζόμενες μπαταρίες και οι μπαταρίες χαμηλότερου κόστους που διατίθενται για αποθήκευση ενέργειας στην αγορά.Εμφανίστηκαν στις αρχές του περασμένου αιώνα, τη δεκαετία του 1900, και μέχρι σήμερα παραμένουν οι προτιμώμενες μπαταρίες σε πολλές εφαρμογές λόγω της στιβαρότητας και του χαμηλού κόστους τους. Τα κύρια μειονεκτήματά τους είναι η χαμηλή ενεργειακή τους πυκνότητα (είναι βαριά και ογκώδη) και η μικρή διάρκεια ζωής τους, δεν δέχονται μεγάλο αριθμό κύκλων φόρτωσης και εκφόρτωσης, οι μπαταρίες μολύβδου απαιτούν τακτική συντήρηση για να εξισορροπηθεί η χημεία της μπαταρίας, επομένως τα χαρακτηριστικά της το καθιστούν ακατάλληλο για εκφόρτιση μεσαίας έως υψηλής συχνότητας ή για εφαρμογές που διαρκούν 10 χρόνια ή περισσότερο. Έχουν επίσης το μειονέκτημα του χαμηλού βάθους εκφόρτισης, το οποίο τυπικά περιορίζεται στο 80% σε ακραίες περιπτώσεις ή στο 20% σε κανονική λειτουργία, για μεγαλύτερη διάρκεια ζωής.Η υπερβολική εκφόρτιση υποβαθμίζει τα ηλεκτρόδια της μπαταρίας, γεγονός που μειώνει την ικανότητά της να αποθηκεύει ενέργεια και περιορίζει τη διάρκεια ζωής της. Οι μπαταρίες μολύβδου απαιτούν συνεχή διατήρηση της κατάστασης φόρτισής τους και θα πρέπει πάντα να αποθηκεύονται στη μέγιστη κατάσταση φόρτισής τους μέσω της τεχνικής επίπλευσης (συντήρηση φόρτισης με μικρό ηλεκτρικό ρεύμα, επαρκές για να ακυρώσει το φαινόμενο αυτοεκφόρτισης). Αυτές οι μπαταρίες μπορούν να βρεθούν σε διάφορες εκδόσεις.Οι πιο συνηθισμένες είναι οι αεριζόμενες μπαταρίες, οι οποίες χρησιμοποιούν υγρό ηλεκτρολύτη, μπαταρίες gel ρυθμιζόμενες με βαλβίδες (VRLA) και μπαταρίες με ηλεκτρολύτη ενσωματωμένο σε υαλοβάμβακα (γνωστό ως AGM – απορροφητικό στρώμα γυαλιού), οι οποίες έχουν ενδιάμεση απόδοση και μειωμένο κόστος σε σύγκριση με τις μπαταρίες gel. Οι μπαταρίες που ρυθμίζονται με βαλβίδες είναι πρακτικά σφραγισμένες, γεγονός που αποτρέπει τη διαρροή και το στέγνωμα του ηλεκτρολύτη.Η βαλβίδα δρα στην απελευθέρωση αερίων σε καταστάσεις υπερφόρτισης. Ορισμένες μπαταρίες μολύβδου οξέος έχουν αναπτυχθεί για σταθερές βιομηχανικές εφαρμογές και μπορούν να δεχθούν βαθύτερους κύκλους εκφόρτισης.Υπάρχει επίσης μια πιο μοντέρνα έκδοση, η οποία είναι η μπαταρία μολύβδου-άνθρακα.Τα υλικά με βάση τον άνθρακα που προστίθενται στα ηλεκτρόδια παρέχουν υψηλότερα ρεύματα φόρτισης και εκφόρτισης, υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα και μεγαλύτερη διάρκεια ζωής. Ένα πλεονέκτημα των μπαταριών μολύβδου-οξέος (σε οποιαδήποτε από τις παραλλαγές τους) είναι ότι δεν χρειάζονται ένα εξελιγμένο σύστημα διαχείρισης φόρτισης (όπως συμβαίνει με τις μπαταρίες λιθίου, που θα δούμε στη συνέχεια).Οι μπαταρίες μολύβδου είναι πολύ λιγότερο πιθανό να πιάσουν φωτιά και να εκραγούν όταν υπερφορτιστούν επειδή ο ηλεκτρολύτης τους δεν είναι εύφλεκτος όπως αυτός των μπαταριών λιθίου. Επίσης, η ελαφρά υπερφόρτιση δεν είναι επικίνδυνη σε αυτούς τους τύπους μπαταριών.Ακόμη και ορισμένοι ελεγκτές φόρτισης διαθέτουν μια λειτουργία εξισορρόπησης που υπερφορτίζει ελαφρώς την μπαταρία ή την τράπεζα μπαταριών, με αποτέλεσμα όλες οι μπαταρίες να φτάσουν στην κατάσταση πλήρως φόρτισης. Κατά τη διαδικασία εξισορρόπησης, οι μπαταρίες που τελικά φορτίζονται πλήρως πριν από τις άλλες θα έχουν ελαφρώς αυξημένη τάση, χωρίς κίνδυνο, ενώ το ρεύμα ρέει κανονικά μέσω της σειριακής σύνδεσης των στοιχείων.Με αυτόν τον τρόπο, μπορούμε να πούμε ότι οι μπαταρίες μολύβδου έχουν τη δυνατότητα να εξισορροπούν φυσικά και μικρές ανισορροπίες μεταξύ των μπαταριών μιας μπαταρίας ή μεταξύ των μπαταριών μιας τράπεζας δεν αποτελούν κίνδυνο. Εκτέλεση:Η απόδοση των μπαταριών μολύβδου-οξέος είναι πολύ χαμηλότερη από αυτή των μπαταριών λιθίου.Ενώ η απόδοση εξαρτάται από το ποσοστό φόρτισης, συνήθως υποτίθεται ότι η απόδοση μετ' επιστροφής είναι 85%. Χωρητικότητα αποθήκευσης:Οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος διατίθενται σε μια σειρά από τάσεις και μεγέθη, αλλά ζυγίζουν 2-3 φορές περισσότερο ανά kWh από το φωσφορικό σίδηρο λιθίου, ανάλογα με την ποιότητα της μπαταρίας. Κόστος μπαταρίας:Οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος είναι 75% λιγότερο ακριβές από τις μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου, αλλά μην ξεγελιέστε από τη χαμηλή τιμή.Αυτές οι μπαταρίες δεν μπορούν να φορτιστούν ή να αποφορτιστούν γρήγορα, έχουν πολύ μικρότερη διάρκεια ζωής, δεν διαθέτουν προστατευτικό σύστημα διαχείρισης μπαταριών και μπορεί επίσης να απαιτούν εβδομαδιαία συντήρηση.Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ένα συνολικό υψηλότερο κόστος ανά κύκλο από αυτό που είναι λογικό για τη μείωση του κόστους ισχύος ή την υποστήριξη συσκευών βαρέως τύπου. Μπαταρίες λιθίου ως εφεδρική μπαταρία οικιακής χρήσης Επί του παρόντος, οι πιο επιτυχημένες εμπορικά μπαταρίες είναι οι μπαταρίες ιόντων λιθίου.Μετά την εφαρμογή της τεχνολογίας ιόντων λιθίου σε φορητές ηλεκτρονικές συσκευές, εισήλθε στους τομείς των βιομηχανικών εφαρμογών, των συστημάτων ισχύος, της αποθήκευσης φωτοβολταϊκών ενέργειας και των ηλεκτρικών οχημάτων. Μπαταρίες ιόντων λιθίουξεπερνούν πολλούς άλλους τύπους επαναφορτιζόμενων μπαταριών σε πολλές πτυχές, συμπεριλαμβανομένης της χωρητικότητας αποθήκευσης ενέργειας, του αριθμού των κύκλων λειτουργίας, της ταχύτητας φόρτισης και της οικονομικής απόδοσης.Επί του παρόντος, το μόνο ζήτημα είναι η ασφάλεια, οι εύφλεκτοι ηλεκτρολύτες μπορούν να πιάσουν φωτιά σε υψηλές θερμοκρασίες, κάτι που απαιτεί τη χρήση ηλεκτρονικών συστημάτων ελέγχου και παρακολούθησης. Το λίθιο είναι το ελαφρύτερο από όλα τα μέταλλα, έχει το υψηλότερο ηλεκτροχημικό δυναμικό και προσφέρει υψηλότερες ογκομετρικές και μαζικές πυκνότητες ενέργειας από άλλες γνωστές τεχνολογίες μπαταριών. Η τεχνολογία ιόντων λιθίου έχει καταστήσει δυνατή την προώθηση της χρήσης συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας, που σχετίζονται κυρίως με διαλείπουσες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ηλιακή και αιολική), και έχει επίσης οδηγήσει στην υιοθέτηση ηλεκτρικών οχημάτων. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου που χρησιμοποιούνται σε συστήματα ισχύος και ηλεκτρικά οχήματα είναι υγρού τύπου.Αυτές οι μπαταρίες χρησιμοποιούν την παραδοσιακή δομή μιας ηλεκτροχημικής μπαταρίας, με δύο ηλεκτρόδια βυθισμένα σε διάλυμα υγρού ηλεκτρολύτη. Οι διαχωριστές (πορώδη μονωτικά υλικά) χρησιμοποιούνται για τον μηχανικό διαχωρισμό των ηλεκτροδίων ενώ επιτρέπουν την ελεύθερη κίνηση των ιόντων μέσω του υγρού ηλεκτρολύτη. Το κύριο χαρακτηριστικό ενός ηλεκτρολύτη είναι να επιτρέπει την αγωγή του ιοντικού ρεύματος (που σχηματίζεται από ιόντα, τα οποία είναι άτομα με περίσσεια ή έλλειψη ηλεκτρονίων), ενώ δεν επιτρέπει στα ηλεκτρόνια να περάσουν (όπως συμβαίνει στα αγώγιμα υλικά).Η ανταλλαγή ιόντων μεταξύ θετικών και αρνητικών ηλεκτροδίων είναι η βάση για τη λειτουργία των ηλεκτροχημικών μπαταριών. Η έρευνα για τις μπαταρίες λιθίου μπορεί να εντοπιστεί στη δεκαετία του 1970 και η τεχνολογία ωρίμασε και άρχισε να χρησιμοποιείται εμπορικά γύρω στη δεκαετία του 1990. Οι μπαταρίες πολυμερών λιθίου (με πολυμερικούς ηλεκτρολύτες) χρησιμοποιούνται πλέον σε μπαταρίες τηλέφωνα, υπολογιστές και διάφορες φορητές συσκευές, αντικαθιστώντας παλαιότερες μπαταρίες νικελίου-καδμίου, το κύριο πρόβλημα των οποίων είναι το «φαινόμενο μνήμης» που μειώνει σταδιακά τη χωρητικότητα αποθήκευσης.Όταν η μπαταρία φορτιστεί πριν αποφορτιστεί πλήρως. Σε σύγκριση με παλαιότερες μπαταρίες νικελίου-καδμίου, ειδικά μπαταρίες μολύβδου-οξέος, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα (αποθηκεύουν περισσότερη ενέργεια ανά όγκο), έχουν χαμηλότερο συντελεστή αυτοεκφόρτισης και αντέχουν περισσότερη φόρτιση και τον αριθμό των κύκλων εκφόρτισης , που σημαίνει μεγάλη διάρκεια ζωής. Γύρω στις αρχές της δεκαετίας του 2000, οι μπαταρίες λιθίου άρχισαν να χρησιμοποιούνται στην αυτοκινητοβιομηχανία.Γύρω στο 2010, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου κέρδισαν ενδιαφέρον για την αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας σε οικιακές εφαρμογές καιμεγάλης κλίμακας συστήματα ESS (Energy Storage System)., κυρίως λόγω της αυξημένης χρήσης πηγών ενέργειας παγκοσμίως.Διακοπτόμενη ανανεώσιμη ενέργεια (ηλιακή και αιολική). Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου μπορεί να έχουν διαφορετικές επιδόσεις, διάρκεια ζωής και κόστος, ανάλογα με τον τρόπο κατασκευής τους.Έχουν προταθεί αρκετά υλικά, κυρίως για ηλεκτρόδια. Συνήθως, μια μπαταρία λιθίου αποτελείται από ένα μεταλλικό ηλεκτρόδιο με βάση το λίθιο που σχηματίζει τον θετικό ακροδέκτη της μπαταρίας και ένα ηλεκτρόδιο άνθρακα (γραφίτη) που σχηματίζει τον αρνητικό ακροδέκτη. Ανάλογα με την τεχνολογία που χρησιμοποιείται, τα ηλεκτρόδια με βάση το λίθιο μπορούν να έχουν διαφορετικές δομές.Τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα υλικά για την κατασκευή μπαταριών λιθίου και τα κύρια χαρακτηριστικά αυτών των μπαταριών είναι τα εξής: Οξείδια λιθίου και κοβαλτίου (LCO):Υψηλή ειδική ενέργεια (Wh/kg), καλή χωρητικότητα αποθήκευσης και ικανοποιητική διάρκεια ζωής (αριθμός κύκλων), κατάλληλο για ηλεκτρονικές συσκευές, μειονέκτημα είναι η ειδική ισχύς (W/kg) Μικρή, μειώνοντας την ταχύτητα φόρτωσης και εκφόρτωσης. Οξείδια λιθίου και μαγγανίου (LMO):επιτρέπουν υψηλά ρεύματα φόρτισης και εκφόρτισης με χαμηλή ειδική ενέργεια (Wh/kg), γεγονός που μειώνει την ικανότητα αποθήκευσης. Λίθιο, νικέλιο, μαγγάνιο και κοβάλτιο (NMC):Συνδυάζει τις ιδιότητες των μπαταριών LCO και LMO. Επιπλέον, η παρουσία νικελίου στη σύνθεση συμβάλλει στην αύξηση της ειδικής ενέργειας, παρέχοντας μεγαλύτερη χωρητικότητα αποθήκευσης.Το νικέλιο, το μαγγάνιο και το κοβάλτιο μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ποικίλες αναλογίες (για την υποστήριξη του ενός ή του άλλου) ανάλογα με τον τύπο εφαρμογής.Συνολικά, το αποτέλεσμα αυτού του συνδυασμού είναι μια μπαταρία με καλή απόδοση, καλή χωρητικότητα αποθήκευσης, μεγάλη διάρκεια ζωής και χαμηλό κόστος. Λίθιο, νικέλιο, μαγγάνιο και κοβάλτιο (NMC):Συνδυάζει χαρακτηριστικά μπαταριών LCO και LMO.Επιπλέον, η παρουσία νικελίου στη σύνθεση βοηθά στην αύξηση της συγκεκριμένης ενέργειας, παρέχοντας μεγαλύτερη ικανότητα αποθήκευσης.Το νικέλιο, το μαγγάνιο και το κοβάλτιο μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε διαφορετικές αναλογίες, ανάλογα με τον τύπο εφαρμογής (για να ευνοηθεί το ένα ή το άλλο χαρακτηριστικό).Γενικά, το αποτέλεσμα αυτού του συνδυασμού είναι μια μπαταρία με καλή απόδοση, καλή χωρητικότητα αποθήκευσης, καλή διάρκεια ζωής και μέτριο κόστος.Αυτός ο τύπος μπαταρίας έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως σε ηλεκτρικά οχήματα και είναι επίσης κατάλληλος για σταθερά συστήματα αποθήκευσης ενέργειας. Φωσφορικός σίδηρος λιθίου (LFP):Ο συνδυασμός LFP παρέχει μπαταρίες με καλή δυναμική απόδοση (ταχύτητα φόρτισης και εκφόρτισης), παρατεταμένη διάρκεια ζωής και αυξημένη ασφάλεια λόγω της καλής θερμικής σταθερότητάς του.Η απουσία νικελίου και κοβαλτίου στη σύνθεσή τους μειώνει το κόστος και αυξάνει τη διαθεσιμότητα αυτών των μπαταριών για μαζική κατασκευή.Αν και η χωρητικότητα αποθήκευσης δεν είναι η υψηλότερη, έχει υιοθετηθεί από κατασκευαστές ηλεκτρικών οχημάτων και συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας λόγω των πολλών πλεονεκτημάτων του, ιδιαίτερα του χαμηλού κόστους και της καλής στιβαρότητάς του. Λίθιο και τιτάνιο (LTO):Το όνομα αναφέρεται σε μπαταρίες που έχουν τιτάνιο και λίθιο σε ένα από τα ηλεκτρόδια, αντικαθιστώντας τον άνθρακα, ενώ το δεύτερο ηλεκτρόδιο είναι το ίδιο που χρησιμοποιείται σε έναν από τους άλλους τύπους (όπως NMC – λίθιο, μαγγάνιο και κοβάλτιο).Παρά τη χαμηλή ειδική ενέργεια (που μεταφράζεται σε μειωμένη χωρητικότητα αποθήκευσης), αυτός ο συνδυασμός έχει καλή δυναμική απόδοση, καλή ασφάλεια και πολύ αυξημένη διάρκεια ζωής.Οι μπαταρίες αυτού του τύπου μπορούν να δεχτούν περισσότερους από 10.000 κύκλους λειτουργίας σε 100% βάθος εκφόρτισης, ενώ άλλοι τύποι μπαταριών λιθίου δέχονται περίπου 2.000 κύκλους. Οι μπαταρίες LiFePO4 υπερτερούν των μπαταριών μολύβδου-οξέος με εξαιρετικά υψηλή σταθερότητα κύκλου, μέγιστη ενεργειακή πυκνότητα και ελάχιστο βάρος.Εάν η μπαταρία αποφορτίζεται τακτικά από το 50% DOD και στη συνέχεια φορτίζεται πλήρως, η μπαταρία LiFePO4 μπορεί να εκτελέσει έως και 6.500 κύκλους φόρτισης.Έτσι, η επιπλέον επένδυση αποδίδει μακροπρόθεσμα και η αναλογία τιμής/απόδοσης παραμένει ασυναγώνιστη.Αποτελούν την προτιμώμενη επιλογή για συνεχή χρήση ως ηλιακές μπαταρίες. Εκτέλεση:Η φόρτιση και η αποδέσμευση της μπαταρίας έχει συνολική αποτελεσματικότητα κύκλου 98%, ενώ φορτίζεται γρήγορα και επίσης απελευθερώνεται σε χρονικά πλαίσια μικρότερα από 2 ώρες – και ακόμη πιο γρήγορα για μειωμένη διάρκεια ζωής. Χωρητικότητα αποθήκευσης: μια μπαταρία φωσφορικού σιδήρου λιθίου μπορεί να είναι άνω των 18 kWh, η οποία καταναλώνει λιγότερο χώρο και ζυγίζει λιγότερο από μια μπαταρία μολύβδου-οξέος ίδιας χωρητικότητας. Κόστος μπαταρίας: Ο φωσφορικός σίδηρος λιθίου τείνει να κοστίζει περισσότερο από τις μπαταρίες μολύβδου-οξέος, αλλά συνήθως έχει χαμηλότερο κόστος κύκλου ως αποτέλεσμα μεγαλύτερης διάρκειας ζωής