Residential Battery Backup 2022 Guide |Tüübid, kulud, eelised.

Isegi 2022. aastal on PV-salvestus endiselt kuumim teema ning elamuakude varundamine on kõige kiiremini kasvav päikeseenergia segment, mis loob uusi turge ja päikeseenergia moderniseerimise võimalusi kodudele ning suurtele ja väikestele ettevõtetele üle maailma.Elamu aku varunduson iga päikeseenergiaga kodu jaoks ülioluline, eriti tormi või muu hädaolukorra korral.Selle asemel, et üleliigne päikeseenergia võrku eksportida, kuidas oleks seda hädaolukordadeks akudes salvestada?Kuid kuidas saab salvestatud päikeseenergia olla tulus?Anname teile teada koduse aku salvestussüsteemi maksumusest ja tasuvusest ning toome välja põhipunktid, mida peaksite õige salvestussüsteemi ostmisel meeles pidama. Mis on elamuaku salvestussüsteem? Kuidas see töötab? Elamu akuhoidla või fotogalvaaniline salvestussüsteem on kasulik täiendus fotogalvaanilisele süsteemile, et kasutada ära päikesesüsteemi eeliseid, ja see hakkab mängima üha olulisemat rolli fossiilkütuste taastuvenergiaga asendamise kiirendamisel.Päikesekodu aku salvestab päikeseenergiast toodetud elektrienergia ja väljastab selle vajalikul ajal operaatorile.Aku varutoide on keskkonnasõbralik ja kulutõhus alternatiiv gaasigeneraatoritele. Need, kes kasutavad ise elektri tootmiseks fotogalvaanilist süsteemi, jõuavad kiiresti oma piiridesse.Keskpäeval varustab süsteem ohtralt päikeseenergiat, ainult siis pole kodus kedagi, kes seda kasutaks.Õhtul on seevastu elektrit vaja ohtralt – aga siis päike enam ei paista.Selle tarnepuuduse kompenseerimiseks ostetakse oluliselt kallim elekter võrguettevõtjalt. Sellises olukorras on elamu aku varundamine peaaegu vältimatu.See tähendab, et päevane kasutamata elekter on saadaval õhtul ja öösel.Omatoodetud elekter on seega saadaval ööpäevaringselt ja sõltumata ilmast.Sel viisil suurendatakse omatoodetud päikeseenergia kasutamist kuni 80 protsendini.Omavarustatuse aste ehk päikesesüsteemiga kaetava elektritarbimise osakaal tõuseb kuni 60%-ni. Elamu aku varukoopia on külmkapist palju väiksem ja selle saab paigaldada majapidamisruumi seinale.Kaasaegsed salvestussüsteemid sisaldavad palju intelligentsust, mis suudab kasutada ilmaennustusi ja iseõppivaid algoritme, et kärpida majapidamist maksimaalse omatarbimiseni.Energiasõltumatuse saavutamine pole kunagi olnud lihtsam – isegi kui kodu jääb elektrivõrku ühendatuks. Kas koduaku salvestussüsteem on seda väärt?Mis on tegurid, millest sõltuvad? Elamu akuhoidla on vajalik selleks, et päikeseenergial töötav kodu töötaks kogu võrgu katkestuse ajal ja see töötab kindlasti ka õhtuti.Kuid ka päikesepatareid parandavad süsteemi ärimajandust, hoides päikeseelektrienergiat, mida muidu kindlasti tagasi võrku pakutaks, kahjumiga, et seda elektrienergiat mõnikord, kui energia on kõige kulukam, ümber paigutada.Maja akuhoidla kaitseb päikeseenergia omanikku võrgutõrgete eest ja kaitseb süsteemi ärimajandust võrreldes energiahinna raamistike muudatustega. See, kas tasub investeerida või mitte, sõltub mitmest tegurist: Investeerimiskulude tase. Mida madalam on võimsuse kilovatt-tunni maksumus, seda kiiremini salvestussüsteem end ära tasub. Eluaegpäikese kodu aku Tööstuses on tavaks 10-aastane tootjagarantii.Eeldatakse siiski pikemat kasutusiga.Enamik liitiumioontehnoloogiaga päikesepatareisid töötavad usaldusväärselt vähemalt 20 aastat. Omatarbimise elektri osakaal Mida rohkem päikeseenergia salvestamine suurendab omatarbimist, seda tõenäolisemalt see ära tasub. Elektrikulu võrgust ostes Kui elektrihinnad on kõrged, säästavad fotogalvaaniliste süsteemide omanikud omatoodetud elektrit tarbides.Lähiaastatel on oodata elektrihindade jätkuvat tõusu, mistõttu paljud peavad päikesepatareisid mõistlikuks investeeringuks. Võrguga ühendatud tariifid Mida vähem päikesesüsteemi omanikud saavad kilovatt-tunni kohta, seda rohkem tasub neil elektrienergiat võrku söötmise asemel salvestada.Viimase 20 aasta jooksul on võrguga ühendatud tariifid pidevalt langenud ja langevad ka edaspidi. Mis tüüpi koduaku energiasalvestussüsteemid on saadaval? Koduaku varusüsteemid pakuvad mitmeid eeliseid, sealhulgas vastupidavust, kulude kokkuhoidu ja detsentraliseeritud elektritootmist (tuntud ka kui "kodus hajutatud energiasüsteemid").Millised on päikesepatareide kategooriad?Kuidas peaksime valima? Funktsionaalne klassifikatsioon varufunktsiooni järgi: 1. Kodune UPS-i toiteallikas See on tööstusliku tasemega varutoiteteenus, mis nõuab, et haiglad, andmeruumid, föderaalvalitsuse või sõjaväeturud tavaliselt vajavad oma oluliste ja ka tundlike seadmete pidevat tööd.Maja UPS-i toiteallika korral ei pruugi teie kodus olevad tuled elektrivõrgu rikke korral isegi vilkuda.Enamik kodusid ei vaja ega kavatse sellise töökindluse eest maksta – välja arvatud juhul, kui neil on teie kodus oluline kliiniline varustus. 2. Katkestatav toiteallikas (täismaja varu). Järgmist sammu UPS-ist allapoole nimetame "katkestatavaks toiteallikaks" või IPS-iks.IPS võimaldab kindlasti kogu teie majal päikese- ja akutoitel töötada, kui võrk katkeb, kuid kindlasti kogete lühikest perioodi (paar sekundit), kus teie majas läheb varusüsteemina kõik mustaks või halliks. siseneb seadmetesse.Võimalik, et peate oma vilkuvad elektroonilised kellad lähtestama, kuid peale selle saate kasutada kõiki oma kodumasinaid nii kaua, kuni akusid jätkub. 3. Hädaolukorra toiteallikas (osaline varundus). Mõned varutoitefunktsioonid aktiveerivad hädaolukorra vooluringi, kui see tuvastab, et võrk on tegelikult vähenenud.See võimaldab selle vooluahelaga ühendatud maja toiteseadmetel (tavaliselt külmikutel, valgustitel ja mõnel spetsiaalsel elektripistikul) jätkata patareide ja/või fotogalvaaniliste paneelide kasutamist elektrikatkestuse ajaks.Seda tüüpi varundus on tõenäoliselt üks populaarsemaid, mõistlikumaid ja soodsamaid kodusid üle maailma, kuna terve maja akupanga kasutamine tühjendab need kiiresti. 4. Osaline võrguväline päikeseenergia ja salvestussüsteem. Viimane võimalus, mis võib olla pilkupüüdev, on "osaline võrguväline süsteem".Osalise võrguvälise süsteemi kontseptsiooni eesmärk on luua kodus eraldatud võrguväline ala, mis töötab pidevalt päikese- ja akusüsteemil, mis on piisav, et end ülal pidada ilma võrgust elektrit võtmata.Sel viisil jäävad vajalikud pereplatsid (külmikud, valgustid jne) põlema isegi siis, kui võrk katkeb, ilma igasuguste häireteta.Lisaks, kuna päikesepatareid ja akud on loodud töötama igavesti iseseisvalt ilma võrguta, poleks vaja energiakasutust eraldada, välja arvatud juhul, kui lisaseadmed on ühendatud võrguvälisesse vooluringi. Akukeemia tehnoloogia klassifikatsioon: Plii-happeakud koduakude varundamiseks Pliiakudon turul vanimad laetavad akud ja madalaima hinnaga akud energia salvestamiseks.Need ilmusid eelmise sajandi alguses, 1900. aastatel ning on tänaseni paljudes rakendustes eelistatud akud tänu oma vastupidavusele ja madalatele kuludele. Nende peamisteks puudusteks on nende madal energiatihedus (nad on rasked ja mahukad) ja nende lühike eluiga, mis ei talu suurt hulka laadimis- ja mahalaadimistsükleid, pliiakud vajavad regulaarset hooldust, et tasakaalustada aku keemiat, seega on nende omadused. muuta see sobimatuks keskmise kuni kõrgsagedusliku lahenduse jaoks või rakenduste jaoks, mis kestavad 10 aastat või kauem. Nende puuduseks on ka väike tühjendussügavus, mis on pikema eluea tagamiseks tavaliselt piiratud äärmuslikel juhtudel 80% või tavakasutuse korral 20%.Liigne tühjenemine halvendab aku elektroode, mis vähendab selle energia salvestamise võimet ja piirab selle eluiga. Plii-happeakud vajavad pidevat laadimisseisundi säilitamist ja neid tuleks alati hoida maksimaalsel laetusastmel ujumistehnika abil (laadimise säilitamine väikese elektrivooluga, millest piisab isetühjenemise efekti tühistamiseks). Neid akusid võib leida mitmes versioonis.Kõige levinumad on õhuga akud, mis kasutavad vedelat elektrolüüti, klapiga reguleeritud geellakusid (VRLA) ja klaaskiudmatti (tuntud kui AGM – absorbentklaasmatt) sisseehitatud elektrolüüdiga akusid, millel on keskmine jõudlus ja madalam hind võrreldes geellakudega. Klapiga reguleeritavad akud on praktiliselt suletud, mis hoiab ära elektrolüüdi lekke ja kuivamise.Klapp toimib ülelaetud olukordades gaaside vabastamiseks. Mõned pliiakud on välja töötatud statsionaarsete tööstuslike rakenduste jaoks ja võivad aktsepteerida sügavamaid tühjenemistsükleid.On ka moodsam versioon, milleks on pliiaku.Elektroodidele lisatud süsinikupõhised materjalid tagavad suurema laadimis- ja tühjendusvoolu, suurema energiatiheduse ja pikema eluea. Üks pliiakude eelis (ükskõik millises variandis) on see, et nad ei vaja keerulist laadimisjuhtimissüsteemi (nagu liitiumakude puhul, mida me järgmisena näeme).Pliiakud süttivad ja plahvatavad ülelaadimisel palju väiksema tõenäosusega, kuna nende elektrolüüt ei ole tuleohtlik nagu liitiumakude oma. Samuti ei ole kerge ülelaadimine seda tüüpi akude puhul ohtlik.Isegi mõnel laadimiskontrolleril on võrdsustusfunktsioon, mis laadib akut või akupanka veidi üle, mistõttu kõik akud jõuavad täielikult laetud olekusse. Tasandusprotsessi ajal suureneb nende akude pinge, mis lõpuks enne teisi täis laetakse, riskivabalt veidi, samal ajal kui vool liigub tavaliselt läbi elementide jadaühenduse.Nii saame väita, et pliiakud suudavad võrdsustada loomulikul teel ning väikesed tasakaaluhäired aku või panga akude vahel ei kujuta endast ohtu. Toimivus:Pliiakude efektiivsus on palju madalam kui liitiumakudel.Kuigi tõhusus sõltub laadimismäärast, eeldatakse tavaliselt 85% edasi-tagasi kasutegurit. Salvestusmaht:Pliiakusid on erineva pinge ja suurusega, kuid nende kaal on kWh kohta 2–3 korda suurem kui liitiumraudfosfaat, olenevalt aku kvaliteedist. Aku maksumus:Pliiakud on 75% odavamad kui liitiumraudfosfaatakud, kuid ärge laske end madalast hinnast petta.Neid akusid ei saa kiiresti laadida ega tühjendada, nende eluiga on palju lühem, neil ei ole kaitsvat akuhaldussüsteemi ja need võivad vajada ka iganädalast hooldust.Selle tulemuseks on üldiselt suurem kulu tsükli kohta, kui on mõistlik elektrikulude vähendamiseks või raskeveokite seadmete toetamiseks. Liitiumpatareid elamupatarei jaoks Praegu on kaubanduslikult kõige edukamad akud liitiumioonakud.Pärast liitiumioontehnoloogia rakendamist kaasaskantavatele elektroonikaseadmetele on see jõudnud tööstuslike rakenduste, toitesüsteemide, fotogalvaanilise energiasalvestuse ja elektrisõidukite valdkonda. Liitium-ioonakudületavad paljusid teisi laetavaid akusid paljudes aspektides, sealhulgas energiasalvestusmahu, töötsüklite arvu, laadimiskiiruse ja kuluefektiivsuse poolest.Praegu on probleemiks vaid ohutus, süttivad elektrolüüdid võivad kõrgel temperatuuril süttida, mis nõuab elektrooniliste juhtimis- ja seiresüsteemide kasutamist. Liitium on kõigist metallidest kõige kergem, sellel on kõrgeim elektrokeemiline potentsiaal ning see pakub suuremat mahu- ja massienergiatihedust kui teised tuntud akutehnoloogiad. Liitiumioontehnoloogia on võimaldanud juhtida energiasalvestussüsteemide kasutamist, mis on peamiselt seotud vahelduvate taastuvate energiaallikatega (päikese- ja tuuleenergiaga), ning ajendanud ka elektrisõidukite kasutuselevõttu. Toitesüsteemides ja elektrisõidukites kasutatavad liitiumioonakud on vedelat tüüpi akud.Need akud kasutavad traditsioonilist elektrokeemilise aku struktuuri, kus kaks elektroodi on sukeldatud vedelasse elektrolüüdi lahusesse. Eraldajaid (poorseid isolatsioonimaterjale) kasutatakse elektroodide mehaaniliseks eraldamiseks, võimaldades samal ajal ioonide vaba liikumist läbi vedela elektrolüüdi. Elektrolüüdi põhiomadus on võimaldada ioonvoolu (moodustunud ioonidest, mis on elektronide liigse või puudumise aatomid) juhtivust, laskmata samal ajal elektronidel läbida (nagu juhtub juhtivates materjalides).Ioonide vahetus positiivsete ja negatiivsete elektroodide vahel on elektrokeemiliste akude toimimise aluseks. Liitiumpatareide uurimist saab jälgida 1970. aastatest ning tehnoloogia küpses ja seda hakati kommertskasutama 1990ndate paiku. Liitiumpolümeerakusid (polümeerelektrolüütidega) kasutatakse nüüd akutelefonides, arvutites ja erinevates mobiilseadmetes, asendades vanemaid nikkel-kaadmiumakusid, mille peamiseks probleemiks on mälumahtu järk-järgult vähendav "mäluefekt".Kui aku laetakse enne selle täielikku tühjenemist. Võrreldes vanemate nikkel-kaadmium akudega, eriti pliiakudega, on liitiumioonakud suurema energiatihedusega (salvestavad rohkem energiat mahu kohta), väiksema isetühjenemisteguriga ning taluvad rohkem laadimist ja tühjenemistsüklite arvu. , mis tähendab pikka kasutusiga. Umbes 2000. aastate alguses hakati autotööstuses kasutama liitiumakusid.2010. aasta paiku tekkisid liitium-ioonakud huvi elektrienergia salvestamise vastu elamutes jasuuremahulised ESS (Energy Storage System) süsteemid, mis on peamiselt tingitud jõuallikate suurenenud kasutamisest kogu maailmas.Vahelduv taastuvenergia (päike ja tuul). Liitiumioonakudel võib olla erinev jõudlus, eluiga ja kulud olenevalt nende valmistamisest.Välja on pakutud mitmeid materjale, peamiselt elektroodide jaoks. Tavaliselt koosneb liitiumaku metallist liitiumipõhisest elektroodist, mis moodustab aku positiivse klemmi, ja süsiniku (grafiit) elektroodist, mis moodustab negatiivse klemmi. Sõltuvalt kasutatavast tehnoloogiast võivad liitiumipõhistel elektroodidel olla erinevad struktuurid.Liitiumpatareide tootmiseks kõige sagedamini kasutatavad materjalid ja nende akude peamised omadused on järgmised: Liitium- ja koobaltioksiidid (LCO):Kõrge erienergia (Wh/kg), hea mälumaht ja rahuldav eluiga (tsüklite arv), sobib elektroonikaseadmetele, puuduseks erivõimsus (W/kg) Väike, vähendab peale- ja mahalaadimiskiirust; Liitium- ja mangaanoksiidid (LMO):võimaldada madala erienergiaga (Wh/kg) kõrgeid laadimis- ja tühjendusvoolusid, mis vähendab salvestusmahtu; Liitium, nikkel, mangaan ja koobalt (NMC):Ühendab LCO ja LMO akude omadused.Lisaks aitab nikli olemasolu koostises suurendada erienergiat, pakkudes suuremat salvestusmahtu.Niklit, mangaani ja koobaltit võib sõltuvalt kasutusviisist kasutada erinevates vahekordades (ühe või teise toetamiseks).Üldiselt on selle kombinatsiooni tulemuseks hea jõudlusega, hea mälumahuga, pika elueaga ja madala hinnaga aku. Liitium, nikkel, mangaan ja koobalt (NMC):Ühendab LCO ja LMO akude omadused.Lisaks aitab nikli olemasolu koostises tõsta erienergiat, pakkudes suuremat salvestusmahtu.Niklit, mangaani ja koobaltit võib kasutada erinevates vahekordades, olenevalt kasutusviisist (ühe või teise omaduse soodustamiseks).Üldiselt on selle kombinatsiooni tulemuseks hea jõudlusega, hea mälumahuga, hea elueaga ja mõõdukate kuludega aku.Seda tüüpi akut on laialdaselt kasutatud elektrisõidukites ja see sobib ka statsionaarsetesse energiasalvestussüsteemidesse; Liitiumraudfosfaat (LFP):LFP kombinatsioon pakub akudele head dünaamilist jõudlust (laadimis- ja tühjenemiskiirus), pikema eluea ja suurema ohutuse tänu oma heale termilisele stabiilsusele.Nikli ja koobalti puudumine nende koostises vähendab kulusid ja suurendab nende akude kättesaadavust masstootmises.Kuigi selle salvestusmaht ei ole kõige suurem, on elektrisõidukite ja energiasalvestussüsteemide tootjad selle oma paljude eeliste, eriti madala hinna ja hea vastupidavuse tõttu omaks võtnud; Liitium ja titaan (LTO):Nimetus viitab patareidele, mille ühes elektroodis on titaan ja liitium, mis asendavad süsinikku, samas kui teine ​​elektrood on sama, mida kasutatakse mõnes teises elektroodis (nt NMC – liitium, mangaan ja koobalt).Vaatamata madalale erienergiale (mis tähendab väiksemat mälumahtu), on sellel kombinatsioonil hea dünaamiline jõudlus, hea ohutus ja oluliselt pikem kasutusiga.Seda tüüpi akud suudavad vastu võtta rohkem kui 10 000 töötsüklit 100% tühjenemise sügavusel, samas kui muud tüüpi liitiumakud aktsepteerivad umbes 2000 tsüklit. LiFePO4 akud ületavad pliiakusid ülikõrge tsüklistabiilsuse, maksimaalse energiatiheduse ja minimaalse kaaluga.Kui aku tühjeneb regulaarselt 50% DOD-st ja seejärel täielikult laetakse, suudab LiFePO4 aku sooritada kuni 6500 laadimistsüklit.Seega tasub lisainvesteering pikas perspektiivis ära ning hinna ja kvaliteedi suhe jääb ületamatuks.Need on eelistatud valik pidevaks kasutamiseks päikesepatareidena. Toimivus:Aku laadimise ja vabastamise tsükli efektiivsus on 98%, samal ajal laaditakse see kiiresti ja vabastatakse vähem kui 2-tunnise aja jooksul – ja veelgi kiiremini, et lühendada eluiga. Salvestusmaht: liitiumraudfosfaataku võib olla üle 18 kWh, mis võtab vähem ruumi ja kaalub vähem kui sama mahutavusega pliiaku. Aku maksumus: Liitiumraudfosfaat kipub maksma kallim kui pliiakud, kuid selle tsüklikulud on pikema eluea tõttu tavaliselt madalamad