چرا باتری لیتیوم خورشیدی را برای خانه خود انتخاب کنید؟

با تشدید جنگ بین روسیه و اوکراین، سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی PV خانگی بار دیگر در کانون توجه آزادی برق قرار گرفته‌اند و انتخاب باتری برای سیستم PV شما به یکی از بزرگترین دردسرهای مصرف‌کنندگان تبدیل شده است. به عنوان یک تولید کننده پیشرو باتری لیتیومی در چین، توصیه می کنیمباتری لیتیوم خورشیدیبرای خانه شما باتری های لیتیومی (یا باتری های لیتیوم یونی) یکی از مدرن ترین راه حل های ذخیره انرژی برای سیستم های PV هستند. با چگالی انرژی بهتر، طول عمر بیشتر، هزینه بیشتر در هر چرخه و چندین مزیت دیگر نسبت به باتری های ثابت سرب اسیدی سنتی، این دستگاه ها به طور فزاینده ای در سیستم های خورشیدی خارج از شبکه و هیبریدی رایج می شوند. انواع ذخیره سازی باتری در یک نگاه چرا لیتیوم را به عنوان راه حلی برای ذخیره انرژی خانه انتخاب کنیم؟ نه چندان سریع، ابتدا اجازه دهید انواع باتری های ذخیره انرژی موجود را بررسی کنیم. باتری های لیتیوم یون خورشیدی استفاده از باتری های لیتیوم یون یا لیتیوم در سال های اخیر رشد قابل توجهی داشته است. آنها مزایا و پیشرفت های قابل توجهی را نسبت به سایر اشکال فناوری باتری ارائه می دهند. باتری های خورشیدی لیتیوم یون چگالی انرژی بالایی دارند، بادوام هستند و نیاز به نگهداری کمی دارند. علاوه بر این، ظرفیت آنها حتی پس از دوره های طولانی کار ثابت باقی می ماند. باتری های لیتیومی تا 20 سال عمر می کنند. این باتری ها بین 80 تا 90 درصد ظرفیت قابل استفاده خود را ذخیره می کنند. باتری‌های لیتیومی در تعدادی از صنایع از جمله تلفن‌های همراه و لپ‌تاپ، خودروهای الکتریکی و حتی هواپیماهای تجاری بزرگ جهش‌های تکنولوژیکی بزرگی انجام داده‌اند و اهمیت فزاینده‌ای برای بازار خورشیدی فتوولتائیک پیدا کرده‌اند. باتری های خورشیدی ژل سرب از سوی دیگر، باتری های سرب ژل تنها 50 تا 60 درصد ظرفیت قابل استفاده خود را دارند. باتری های سرب اسیدی نیز از نظر طول عمر نمی توانند با باتری های لیتیومی رقابت کنند. معمولاً در عرض 10 سال باید آنها را تعویض کنید. برای سیستمی با طول عمر 20 سال، این بدان معناست که شما باید دو بار روی باتری ها برای یک سیستم ذخیره سازی نسبت به باتری های لیتیومی در مدت زمان مشابه سرمایه گذاری کنید. باتری های خورشیدی سرب اسیدی پیشرو باتری های سرب ژل باتری های سرب اسیدی هستند. آنها نسبتاً ارزان هستند و دارای فناوری بالغ و قوی هستند. اگرچه آنها بیش از 100 سال است که ارزش خود را به عنوان باتری ماشین یا برق اضطراری ثابت کرده اند، اما نمی توانند با باتری های لیتیومی رقابت کنند. بالاخره راندمان آنها 80 درصد است. با این حال، آنها کمترین عمر مفید را در حدود 5 تا 7 سال دارند. چگالی انرژی آنها نیز کمتر از چگالی انرژی باتری های لیتیوم یونی است. به خصوص هنگام کار با باتری های سرب قدیمی، اگر اتاق نصب به خوبی تهویه نشود، احتمال تشکیل گاز اکسیژن هیدروژن انفجاری وجود دارد. با این حال، سیستم های جدیدتر برای کارکردن ایمن هستند. باتری های جریان ردوکس آنها برای ذخیره مقادیر زیادی از برق تولید شده تجدیدپذیر با استفاده از فتوولتائیک مناسب هستند. زمینه‌های کاربرد باتری‌های جریان ردوکس در حال حاضر ساختمان‌های مسکونی یا وسایل نقلیه الکتریکی نیست، بلکه تجاری و صنعتی است، که به این واقعیت مربوط می‌شود که هنوز هم بسیار گران هستند. باتری های جریان ردوکس چیزی شبیه سلول های سوختی قابل شارژ هستند. برخلاف باتری‌های لیتیوم یون و سرب اسید، محیط ذخیره‌سازی در داخل باتری ذخیره نمی‌شود، بلکه در خارج از آن ذخیره می‌شود. دو محلول الکترولیت مایع به عنوان محیط ذخیره سازی عمل می کنند. محلول های الکترولیت در مخازن خارجی بسیار ساده ذخیره می شوند. آنها فقط برای شارژ یا دشارژ از طریق سلول های باتری پمپ می شوند. مزیت در اینجا این است که اندازه باتری نیست، بلکه اندازه مخازن است که ظرفیت ذخیره سازی را تعیین می کند. آب نمک استورسن اکسید منگنز، کربن فعال، پنبه و آب نمک از اجزای این نوع ذخیره سازی هستند. اکسید منگنز در کاتد و کربن فعال در آند قرار دارد. سلولز پنبه معمولاً به عنوان جداکننده و آب نمک به عنوان الکترولیت استفاده می شود. ذخیره سازی آب نمک حاوی مواد مضر برای محیط زیست نیست و همین موضوع آن را بسیار جالب می کند. با این حال، در مقایسه - ولتاژ باتری های لیتیوم یون 3.7 ولت - 1.23 ولت هنوز بسیار کم است. هیدروژن به عنوان ذخیره انرژی مزیت تعیین کننده در اینجا این است که می توانید از انرژی خورشیدی مازاد تولید شده در تابستان فقط در زمستان استفاده کنید. حوزه کاربرد ذخیره سازی هیدروژن عمدتاً در ذخیره سازی میان مدت و بلند مدت برق است. با این حال، این فناوری ذخیره سازی هنوز در مراحل ابتدایی خود است. از آنجایی که برق تبدیل شده به ذخیره سازی هیدروژن باید در صورت نیاز دوباره از هیدروژن به برق تبدیل شود، انرژی از بین می رود. به همین دلیل راندمان سیستم های ذخیره سازی تنها حدود 40 درصد است. ادغام در یک سیستم فتوولتائیک نیز بسیار پیچیده است و بنابراین هزینه زیادی دارد. یک الکترولیز، کمپرسور، مخزن هیدروژن و یک باتری برای ذخیره سازی کوتاه مدت و البته پیل سوختی مورد نیاز است. تعدادی تامین کننده وجود دارند که سیستم های کاملی را ارائه می دهند. باتری های LiFePO4 (یا LFP) بهترین راه حل برای ذخیره انرژی در سیستم های PV مسکونی هستند. LiFePO4 و ایمنی در حالی که باتری‌های سرب اسید به باتری‌های لیتیومی این فرصت را داده‌اند که به دلیل نیاز دائمی خود به پر کردن اسید و آلودگی محیطی، پیشتاز باشند، باتری‌های لیتیوم آهن فسفات بدون کبالت (LiFePO4) به دلیل ایمنی قوی خود شناخته می‌شوند که نتیجه پایداری بسیار بالایی است. ترکیب شیمیایی آنها هنگام قرار گرفتن در معرض حوادث خطرناک مانند برخورد یا اتصال کوتاه، منفجر نمی شوند و آتش نمی گیرند و احتمال آسیب را تا حد زیادی کاهش می دهند. در مورد باتری های سرب اسید، همه می دانند که عمق دشارژ آنها تنها 50 درصد ظرفیت موجود است، در مقابل باتری های سرب اسید، باتری های لیتیوم فسفات آهن با 100 درصد ظرفیت نامی آن ها موجود است. هنگامی که یک باتری 100 آمپر ساعتی مصرف می کنید، می توانید از باتری های سرب اسیدی 30 تا 50 آمپر ساعت استفاده کنید، در حالی که باتری های فسفات آهن لیتیوم 100 آمپر ساعت هستند. اما به منظور افزایش طول عمر سلول های خورشیدی فسفات آهن لیتیوم، ما معمولاً توصیه می کنیم که مصرف کنندگان 80٪ تخلیه را در زندگی روزمره دنبال کنند که می تواند عمر باتری را بیش از 8000 سیکل کند. محدوده دمایی گسترده هر دو باتری های خورشیدی اسید سرب و باتری های خورشیدی لیتیوم یون ظرفیت خود را در محیط های سرد از دست می دهند. اتلاف انرژی با باتری های LiFePO4 حداقل است. هنوز 80% ظرفیت در دمای 20- درجه سانتیگراد دارد، در مقایسه با 30% با سلول های AGM. بنابراین برای بسیاری از مکان‌هایی که هوای بسیار سرد یا گرم وجود دارد،باتری های خورشیدی LiFePO4بهترین انتخاب هستند. چگالی انرژی بالا در مقایسه با باتری‌های سرب اسید، باتری‌های لیتیوم فسفات آهن تقریباً چهار برابر سبک‌تر هستند، بنابراین پتانسیل الکتروشیمیایی بیشتری دارند و می‌توانند چگالی انرژی بیشتری را در هر واحد وزن ارائه دهند - تا 150 وات ساعت (وات ساعت) انرژی در هر کیلوگرم (کیلوگرم) ) در مقایسه با 25Wh/kg برای باتری های ثابت سرب اسیدی معمولی. برای بسیاری از کاربردهای خورشیدی، این مزایای قابل توجهی را از نظر هزینه نصب کمتر و اجرای سریعتر پروژه ارائه می دهد. مزیت مهم دیگر این است که باتری‌های لیتیوم یونی تحت تأثیر به اصطلاح حافظه قرار نمی‌گیرند، که می‌تواند در سایر انواع باتری‌ها زمانی رخ دهد که ولتاژ باتری افت ناگهانی داشته باشد و دستگاه در تخلیه‌های بعدی با کاهش عملکرد شروع به کار کند. به عبارت دیگر، می‌توان گفت که باتری‌های لیتیوم یون «غیر اعتیادآور» هستند و خطر «اعتیاد» (از دست دادن عملکرد به دلیل استفاده از آن) را تهدید نمی‌کنند. کاربردهای باتری لیتیوم در انرژی خورشیدی خانگی یک سیستم انرژی خورشیدی خانگی بسته به نیاز شما می تواند تنها از یک باتری یا چند باتری مرتبط به صورت سری و/یا موازی (بانک باتری) استفاده کند. از دو نوع سیستم می توان استفاده کردبانک باتری های خورشیدی لیتیوم یون: Off Grid (ایزوله، بدون اتصال به شبکه) و Hybrid On+Off Grid (متصل به شبکه و با باتری). در Off Grid، برق تولید شده توسط پنل‌های خورشیدی توسط باتری‌ها ذخیره می‌شود و در لحظاتی بدون تولید انرژی خورشیدی (در طول شب یا در روزهای ابری) توسط سیستم استفاده می‌شود. بنابراین، عرضه در تمام ساعات روز تضمین می شود. در سیستم های Hybrid On+Off Grid، باتری خورشیدی لیتیومی به عنوان پشتیبان مهم است. با یک بانک باتری خورشیدی، حتی در زمان قطع برق نیز می توان انرژی الکتریکی داشت که باعث افزایش استقلال سیستم می شود. علاوه بر این، باتری می تواند به عنوان یک منبع انرژی اضافی برای تکمیل یا کاهش مصرف انرژی شبکه عمل کند. بنابراین، می توان مصرف انرژی را در زمان اوج تقاضا یا در زمان هایی که تعرفه بسیار بالا است، بهینه کرد. برخی از کاربردهای احتمالی این نوع سیستم‌ها را که شامل باتری‌های خورشیدی می‌شوند، مشاهده کنید: سیستم های نظارت از راه دور یا تله متری؛ برق حصار – برق روستایی; راه حل های خورشیدی برای روشنایی های عمومی، مانند چراغ های خیابان و چراغ های راهنمایی؛ برق رسانی روستایی یا روشنایی روستایی در مناطق دورافتاده؛ تغذیه سیستم های دوربین با انرژی خورشیدی؛ وسایل نقلیه تفریحی، موتورخانه ها، تریلرها و وانت ها؛ انرژی برای سایت های ساختمانی؛ تامین انرژی سیستم های مخابراتی؛ به طور کلی برق رسانی به دستگاه های مستقل؛ انرژی خورشیدی مسکونی (در خانه ها، آپارتمان ها و آپارتمان ها)؛ انرژی خورشیدی برای کارکرد وسایل و تجهیزات مانند تهویه مطبوع و یخچال. یو پی اس خورشیدی (در زمان قطع برق سیستم را تامین می کند و تجهیزات را روشن نگه می دارد و از تجهیزات محافظت می کند). ژنراتور پشتیبان (در زمان قطع برق یا در زمان های خاص برق سیستم را تامین می کند). اوج تراشیدن - کاهش مصرف انرژی در زمان اوج تقاضا. کنترل مصرف در زمان های خاص، برای کاهش مصرف در زمان های تعرفه های بالا، به عنوان مثال. از جمله چندین برنامه کاربردی دیگر.