Residential Battery Backup 2022 Guide |Tyypit, kustannukset, edut..

Jopa vuonna 2022 aurinkosähkövarastointi on edelleen kuumin aihe, ja kotitalouksien akkuvarmistus on nopeimmin kasvava aurinkoenergian segmentti, joka luo uusia markkinoita ja laajentaa aurinkoenergian jälkiasennusmahdollisuuksia kodeille ja suurille ja pienille yrityksille ympäri maailmaa.Asuin akun varmuuskopiointion kriittinen kaikissa aurinkokodeissa, erityisesti myrskyn tai muun hätätilanteessa.Sen sijaan, että vietäisi ylimääräistä aurinkoenergiaa verkkoon, entä jos varastoisit sen akkuihin hätätilanteita varten?Mutta kuinka varastoitu aurinkoenergia voi olla kannattavaa?Kerromme sinulle kodin akkusäilytysjärjestelmän kustannuksista ja kannattavuudesta sekä hahmotellaan tärkeimmät kohdat, jotka sinun tulee pitää mielessä oikean säilytysjärjestelmän hankinnassa. Mikä on kotitalouksien akkujen säilytysjärjestelmä? Miten se toimii? Kotitalouksien akkuvarasto tai aurinkosähkövarastojärjestelmä on hyödyllinen lisä aurinkosähköjärjestelmään hyödyntämään aurinkojärjestelmän etuja, ja sillä on yhä tärkeämpi rooli fossiilisten polttoaineiden korvaamisen nopeuttamisessa uusiutuvalla energialla.Aurinkokodin akku varastoi aurinkoenergiasta tuotetun sähkön ja luovuttaa sen käyttäjälle haluttuna aikana.Akkuvaravirta on ympäristöystävällinen ja kustannustehokas vaihtoehto kaasugeneraattoreille. Ne, jotka käyttävät aurinkosähköjärjestelmää tuottamaan sähköä itse, saavuttavat nopeasti sen rajat.Keskipäivällä järjestelmä antaa runsaasti aurinkosähköä, vain silloin ei ole kotona ketään käyttämässä sitä.Illalla sen sijaan sähköä tarvitaan runsaasti – mutta silloin aurinko ei enää paista.Tämän tarjontavajeen kompensoimiseksi ostetaan huomattavasti kalliimpaa sähköä kantaverkko-operaattorilta. Tässä tilanteessa kotitalousakun varmuuskopiointi on lähes väistämätöntä.Tämä tarkoittaa, että päivän käyttämätön sähkö on saatavilla illalla ja yöllä.Itse tuotettua sähköä on siis saatavilla ympäri vuorokauden ja säästä riippumatta.Tällä tavalla itse tuotetun aurinkosähkön käyttö nostetaan jopa 80 prosenttiin.Omavaraisuusaste eli aurinkokunnan kattaman sähkönkulutuksen osuus nousee jopa 60 prosenttiin. Asuinkäyttöön tarkoitettu akkuvarasto on paljon pienempi kuin jääkaappi, ja se voidaan asentaa kodinhoitohuoneen seinälle.Nykyaikaiset säilytysjärjestelmät sisältävät paljon älykkyyttä, joka voi käyttää sääennusteita ja itseoppivia algoritmeja leikkaamaan kotitalouden mahdollisimman suureen omaan kulutukseen.Energiariippumattomuuden saavuttaminen ei ole koskaan ollut helpompaa – vaikka koti olisi edelleen kytkettynä verkkoon. Onko kodin akun säilytysjärjestelmä sen arvoinen?Mistä tekijöistä riippuvat? Asuin akkuvarasto on välttämätön, jotta aurinkoenergialla toimiva koti pysyy toiminnassa koko sähkökatkon ajan ja toimii varmasti myös iltaisin.Mutta samoin aurinkoparistot parantavat järjestelmän liiketoiminnan taloudellisuutta pitämällä aurinkosähköenergiaa, joka muutoin varmasti tarjottaisiin takaisin verkkoon tappiolla, vain sen sähkön uudelleenjakamiseksi joskus, kun sähkö on kalleinta.Talon akkuvarasto turvaa aurinkoenergian omistajan verkkovikoja vastaan ​​ja suojaa järjestelmäliiketoiminnan taloutta energian hintakehysten muutoksilta. Se, kannattaako sijoittaa vai ei, riippuu useista tekijöistä: Investointikustannusten taso. Mitä pienempi hinta kilowattituntia kohden on, sitä nopeammin varastojärjestelmä maksaa itsensä takaisin. Käyttöikäaurinkokodin akku Valmistajan myöntämä 10 vuoden takuu on alalla tavanomainen.Oletetaan kuitenkin pitemmän käyttöiän.Suurin osa litiumioniteknologialla varustetuista aurinkokotien akuista toimii luotettavasti vähintään 20 vuotta. Osuus omasta sähköstä Mitä enemmän aurinkovarastointi lisää omaa kulutusta, sitä todennäköisemmin se kannattaa. Sähkökustannukset verkosta ostettaessa Kun sähkön hinta on korkea, aurinkosähköjärjestelmien omistajat säästävät kuluttamalla itse tuotettua sähköä.Lähivuosina sähkön hinnan odotetaan jatkavan nousuaan, joten monet pitävät aurinkoakkuja viisaana investointina. Verkkoon kytketyt tariffit Mitä vähemmän aurinkosähköjärjestelmän omistajat saavat kilowattituntia kohden, sitä enemmän heidän kannattaa varastoida sähköä sen sijaan, että se syöttäisi sitä verkkoon.Viimeisten 20 vuoden aikana verkkoon kytketyt tariffit ovat jatkuvasti laskeneet ja laskevat edelleen. Millaisia ​​kodin akkuenergian varastointijärjestelmiä on saatavilla? Kodin akun varajärjestelmät tarjoavat lukuisia etuja, kuten joustavuutta, kustannussäästöjä ja hajautettua sähköntuotantoa (tunnetaan myös nimellä "kotiin hajautetut energiajärjestelmät").Mitkä ovat aurinkokotien akkujen luokat?Miten meidän pitäisi valita? Toiminnallinen luokitus varmuuskopiotoiminnon mukaan: 1. Kodin UPS-virtalähde Tämä on teollisuustason palvelu varavirtaa varten, jota sairaalat, datahuoneet, liittovaltion hallitus tai sotilasmarkkinat yleensä edellyttävät keskeisten ja myös herkkien laitteidensa jatkuvaa toimintaa.Kun käytössä on talon UPS-virtalähde, kodin valot eivät ehkä edes välkky, jos sähköverkko katkeaa.Useimmat kodit eivät tarvitse tai aio maksaa tästä luotettavuudesta – elleivät kodissasi ole tärkeitä kliinisiä laitteita. 2. "Keskeytettävä" virtalähde (täysi varmuuskopiointi). Seuraavaa vaihetta alaspäin UPS:stä kutsutaan "keskeytettäväksi virtalähteeksi" tai IPS:ksi.IPS mahdollistaa varmasti koko talosi toimimisen aurinkoenergialla ja akuilla, jos verkko kaatuu, mutta koet varmasti lyhyen ajanjakson (muutaman sekunnin), jolloin talossasi kaikki muuttuu mustaksi tai harmaaksi varajärjestelmänä tulee laitteisiin.Saatat joutua nollaamaan vilkkuvat elektroniset kellosi, mutta muuten voit käyttää kaikkia kodinkoneitasi normaalisti niin kauan kuin paristot kestävät. 3. Hätätilanteen virtalähde (osittainen varmuuskopiointi). Jotkut varavirtatoiminnot toimivat aktivoimalla hätätilannepiirin, kun se havaitsee, että verkko on todella heikentynyt.Tämän ansiosta tähän piiriin kytketyt talon sähkölaitteet – tyypillisesti jääkaapit, valot sekä muutama erillinen sähköpistorasia – voivat jatkaa akkujen ja/tai aurinkopaneelien käyttöä sähkökatkon ajan.Tällainen varmuuskopiointi on todennäköisimmin yksi suosituimmista, järkevimmistä ja edullisimmista vaihtoehdoista koteihin ympäri maailmaa, koska koko talon käyttäminen akkupankilla tyhjentää ne nopeasti. 4. Osittainen off-grid aurinko- ja varastointijärjestelmä. Viimeinen vaihtoehto, joka saattaa olla silmiinpistävä, on "osittainen off-grid-järjestelmä".Osittaisella off-grid-järjestelmällä ideana on tuottaa kodin "off-grid"-alue, joka toimii jatkuvasti aurinko- ja akkujärjestelmällä, joka riittää ylläpitämään itsensä ilman sähkönottoa verkosta.Tällä tavalla tarvittavat perhealueet (jääkaapit, valot jne.) pysyvät päällä, vaikka verkko katkeaa, ilman minkäänlaista häiriötä.Lisäksi, koska aurinko- ja akut on mitoitettu toimimaan ikuisesti ilman verkkoa, virrankäyttöä ei tarvitsisi allokoida, ellei ylimääräisiä laitteita ole kytketty verkkovirtapiiriin. Luokitus akkukemian tekniikasta: Lyijyhappoakut asuinkäyttöön tarkoitettujen akkujen varmuuskopiointiin Lyijyakutovat markkinoiden vanhimmat ladattavat akut ja edullisimmat akut energian varastointiin.Ne ilmestyivät viime vuosisadan alussa, 1900-luvulla, ja ovat edelleenkin suosittuja akkuja monissa sovelluksissa kestävyytensä ja alhaisten kustannustensa vuoksi. Niiden tärkeimmät haitat ovat alhainen energiatiheys (ne ovat raskaita ja tilaa vieviä) ja lyhyt käyttöikä, koska ne eivät hyväksy suurta määrää lataus- ja purkujaksoja, lyijyakut vaativat säännöllistä huoltoa akun kemian tasapainottamiseksi, joten sen ominaisuudet tehdä siitä sopimattomaksi keski- tai suurtaajuuksille purkauksille tai sovelluksille, jotka kestävät 10 vuotta tai kauemmin. Niiden haittana on myös alhainen purkaussyvyys, joka on tyypillisesti rajoitettu 80 prosenttiin ääritapauksissa tai 20 prosenttiin normaalikäytössä pidempään käyttöikään.Ylipurkaus heikentää akun elektrodeja, mikä heikentää sen kykyä varastoida energiaa ja rajoittaa sen käyttöikää. Lyijyhappoakut vaativat jatkuvaa lataustilan ylläpitoa, ja ne tulee aina säilyttää maksimilataustilassaan kelluntatekniikan avulla (latauksen ylläpito pienellä sähkövirralla, joka riittää kumoamaan itsepurkautumisvaikutuksen). Näitä akkuja löytyy useissa versioissa.Yleisimmät ovat tuuletetut akut, joissa käytetään nestemäistä elektrolyyttiä, venttiiliohjattuja geeliakkuja (VRLA) ja akkuja, joissa elektrolyytti on upotettu lasikuitumattoon (tunnetaan nimellä AGM – imukykyinen lasimatto), joiden suorituskyky on keskitasoinen ja kustannukset alhaisemmat verrattuna geeliakkuihin. Venttiilisäädetyt akut ovat käytännöllisesti suljettuja, mikä estää elektrolyytin vuotamisen ja kuivumisen.Venttiili vapauttaa kaasuja ylilatautuneissa tilanteissa. Jotkut lyijyakut on kehitetty kiinteisiin teollisuussovelluksiin ja ne voivat hyväksyä syvempiä purkausjaksoja.On myös nykyaikaisempi versio, joka on lyijyakku.Elektrodeihin lisätyt hiilipohjaiset materiaalit tarjoavat suuremman lataus- ja purkausvirran, suuremman energiatiheyden ja pidemmän käyttöiän. Yksi lyijyakkujen etu (missä tahansa muunnelmissaan) on, että ne eivät tarvitse kehittynyttä latauksenhallintajärjestelmää (kuten litiumakkujen tapauksessa, jonka näemme seuraavaksi).Lyijyakut syttyvät ja räjähtävät paljon vähemmän todennäköisemmin, kun ne on ladattu liikaa, koska niiden elektrolyytti ei ole syttyvää litiumakkujen tapaan. Myöskään lievä ylilataus ei ole vaarallista tämän tyyppisissä akuissa.Jopa joissakin lataussäätimissä on tasaustoiminto, joka ylilataa hieman akkua tai akkupankkia, jolloin kaikki akut saavuttavat täyteen ladatun tilan. Tasoitusprosessin aikana niiden akkujen, jotka lopulta latautuvat täyteen ennen muita, jännite nousee hieman riskittömästi, kun taas virta kulkee normaalisti elementtien sarjaliitoksen läpi.Tällä tavoin voidaan sanoa, että lyijyakut pystyvät tasaamaan luonnollisesti ja pienet epätasapainot akun tai pankin akkujen välillä eivät aiheuta riskiä. Esitys:Lyijyakkujen hyötysuhde on paljon pienempi kuin litiumakkujen.Vaikka hyötysuhde riippuu latausnopeudesta, edestakaisen matkan hyötysuhteeksi oletetaan yleensä 85 %. Varastokapasiteetti:Lyijyakkuja on eri jännitteitä ja kokoja, mutta ne painavat 2-3 kertaa enemmän kilowattituntia kohden kuin litiumrautafosfaatti, riippuen akun laadusta. Akun hinta:Lyijyhappoakut ovat 75 % halvempia kuin litiumrautafosfaattiakut, mutta älä mene lankaan alhaisesta hinnasta.Näitä akkuja ei voi ladata tai purkaa nopeasti, niiden käyttöikä on paljon lyhyempi, niissä ei ole suojaavaa akunhallintajärjestelmää, ja ne saattavat myös vaatia viikoittaista huoltoa.Tämä johtaa yleisesti korkeampiin kustannuksiin jaksoa kohden kuin on järkevää tehokustannusten vähentämiseksi tai raskaiden laitteiden tukemiseksi. Litiumparistot Varmuuskopiona asuinkäyttöön Tällä hetkellä kaupallisesti menestyneimmät akut ovat litiumioniakut.Kun litiumioniteknologiaa on sovellettu kannettaviin elektronisiin laitteisiin, se on tullut teollisuussovellusten, voimajärjestelmien, aurinkosähköenergian varastoinnin ja sähköajoneuvojen aloille. Litiumioniakutylittävät monet muut ladattavat akut monissa asioissa, mukaan lukien energian varastointikapasiteetti, käyttöjaksojen määrä, latausnopeus ja kustannustehokkuus.Tällä hetkellä ainoa ongelma on turvallisuus, syttyvät elektrolyytit voivat syttyä tuleen korkeissa lämpötiloissa, mikä edellyttää elektronisten ohjaus- ja valvontajärjestelmien käyttöä. Litium on kevyin kaikista metalleista, sillä on korkein sähkökemiallinen potentiaali ja se tarjoaa korkeamman tilavuus- ja massaenergiatiheyden kuin muut tunnetut akkuteknologiat. Litiumioniteknologia on mahdollistanut energian varastointijärjestelmien käytön, joka liittyy pääasiassa uusiutuviin energialähteisiin (aurinko ja tuuli), ja se on edistänyt myös sähköajoneuvojen käyttöönottoa. Sähköjärjestelmissä ja sähköajoneuvoissa käytettävät litiumioniakut ovat nestetyyppisiä.Nämä akut käyttävät perinteistä sähkökemiallisen akun rakennetta, jossa on kaksi elektrodia upotettuna nestemäiseen elektrolyyttiliuokseen. Erottimia (huokoisia eristemateriaaleja) käytetään elektrodien mekaaniseen erottamiseen samalla kun ne mahdollistavat ionien vapaan liikkumisen nestemäisen elektrolyytin läpi. Elektrolyytin tärkein ominaisuus on sallia ionivirran johtuminen (joka muodostuu ioneista, jotka ovat atomeja, joissa on ylimäärä tai puutetta elektroneista), mutta eivät anna elektronien kulkea läpi (kuten tapahtuu johtavissa materiaaleissa).Ionien vaihto positiivisten ja negatiivisten elektrodien välillä on perusta sähkökemiallisten akkujen toiminnalle. Litiumakkujen tutkimus voidaan jäljittää 1970-luvulle, ja tekniikka kypsyi ja alkoi kaupalliseen käyttöön 1990-luvulla. Litiumpolymeeriakkuja (polymeerielektrolyyttejä sisältäviä) käytetään nykyään akkupuhelimissa, tietokoneissa ja erilaisissa mobiililaitteissa korvaten vanhoja nikkelikadmium-akkuja, joiden suurin ongelma on tallennuskapasiteettia vähitellen vähentävä "muistiefekti".Kun akku on ladattu ennen kuin se on täysin tyhjä. Verrattuna vanhempiin nikkelikadmium-akkuihin, erityisesti lyijyakkuihin, litiumioniakuilla on korkeampi energiatiheys (varaa enemmän energiaa tilavuutta kohti), niillä on pienempi itsepurkautumiskerroin ja ne kestävät enemmän latausta ja purkausjaksojen lukumäärää. , mikä tarkoittaa pitkää käyttöikää. 2000-luvun alussa litiumakkuja alettiin käyttää autoteollisuudessa.Vuoden 2010 tienoilla litiumioniakut saivat kiinnostusta sähköenergian varastointiin asuinsovelluksissa jalaajamittaiset ESS (Energy Storage System) -järjestelmät, mikä johtuu pääasiassa voimanlähteiden lisääntyneestä käytöstä maailmanlaajuisesti.Ajoittainen uusiutuva energia (aurinko ja tuuli). Litiumioniakuilla voi olla erilainen suorituskyky, käyttöikä ja kustannukset riippuen siitä, miten ne on valmistettu.Useita materiaaleja on ehdotettu, pääasiassa elektrodeja varten. Tyypillisesti litiumakku koostuu metallista litiumpohjaisesta elektrodista, joka muodostaa akun positiivisen navan, ja hiili(grafiitti)elektrodista, joka muodostaa negatiivisen navan. Käytetystä tekniikasta riippuen litiumpohjaisilla elektrodeilla voi olla erilaisia ​​rakenteita.Litiumakkujen valmistukseen käytetyt materiaalit ja näiden akkujen pääominaisuudet ovat seuraavat: Litium- ja kobolttioksidit (LCO):Suuri ominaisenergia (Wh/kg), hyvä varastointikapasiteetti ja tyydyttävä käyttöikä (jaksojen määrä), sopii elektronisiin laitteisiin, haittana ominaisteho (W/kg) Pieni, vähentää lastaus- ja purkunopeutta; Litium- ja mangaanioksidit (LMO):sallivat suuret lataus- ja purkausvirrat pienellä ominaisenergialla (Wh/kg), mikä vähentää varastointikapasiteettia; Litium, nikkeli, mangaani ja koboltti (NMC):Yhdistää LCO- ja LMO-akkujen ominaisuudet.Lisäksi nikkelin läsnäolo koostumuksessa auttaa lisäämään ominaisenergiaa, mikä tarjoaa paremman varastointikapasiteetin.Nikkeliä, mangaania ja kobolttia voidaan käyttää vaihtelevissa suhteissa (jomman tai toisen tukemiseksi) käyttötyypistä riippuen.Kaiken kaikkiaan tämän yhdistelmän tulos on akku, jolla on hyvä suorituskyky, hyvä tallennuskapasiteetti, pitkä käyttöikä ja alhaiset kustannukset. Litium, nikkeli, mangaani ja koboltti (NMC):Yhdistää LCO- ja LMO-akkujen ominaisuudet.Lisäksi nikkelin läsnäolo koostumuksessa auttaa nostamaan ominaisenergiaa, mikä tarjoaa paremman varastointikapasiteetin.Nikkeliä, mangaania ja kobolttia voidaan käyttää eri suhteissa käyttötavan mukaan (joidenkin ominaispiirteiden suosimiseksi).Yleisesti ottaen tämän yhdistelmän tuloksena on akku, jolla on hyvä suorituskyky, hyvä tallennuskapasiteetti, hyvä käyttöikä ja kohtuulliset kustannukset.Tämän tyyppistä akkua on käytetty laajalti sähköajoneuvoissa ja se soveltuu myös kiinteisiin energian varastointijärjestelmiin; Litiumrautafosfaatti (LFP):LFP-yhdistelmä tarjoaa akuille hyvän dynaamisen suorituskyvyn (lataus- ja purkausnopeus), pidemmän käyttöiän ja paremman turvallisuuden hyvän lämpöstabiiliuden ansiosta.Nikkelin ja koboltin puuttuminen niiden koostumuksesta alentaa kustannuksia ja lisää näiden akkujen saatavuutta massavalmistukseen.Vaikka sen varastointikapasiteetti ei ole korkein, sähköajoneuvojen ja energian varastointijärjestelmien valmistajat ovat omaksuneet sen monien edullisten ominaisuuksiensa, erityisesti alhaisten kustannusten ja hyvän kestävyyden vuoksi; Litium ja titaani (LTO):Nimi viittaa akkuihin, joiden toisessa elektrodissa on titaania ja litiumia, joka korvaa hiilen, kun taas toinen elektrodi on sama, jota käytetään jossakin muussa tyypissä (kuten NMC - litium, mangaani ja koboltti).Huolimatta alhaisesta ominaisenergiasta (joka tarkoittaa pienentynyttä tallennuskapasiteettia), tällä yhdistelmällä on hyvä dynaaminen suorituskyky, hyvä turvallisuus ja huomattavasti pidempi käyttöikä.Tämän tyyppiset akut kestävät yli 10 000 käyttöjaksoa 100 % purkaussyvyydellä, kun taas muun tyyppiset litiumparistot kestävät noin 2 000 jaksoa. LiFePO4-akut ylittävät lyijyakkujen suorituskyvyn äärimmäisen korkealla syklin stabiiliudella, suurimmalla energiatiheydellä ja minimaalisella painolla.Jos akku puretaan säännöllisesti 50 % DOD:sta ja ladataan sitten täyteen, LiFePO4-akku voi suorittaa jopa 6 500 latausjaksoa.Joten ylimääräinen investointi maksaa itsensä takaisin pitkällä aikavälillä, ja hinta/suorituskyky-suhde pysyy lyömättömänä.Ne ovat suositeltu valinta jatkuvaan käyttöön aurinkoparistoina. Esitys:Akun lataamisen ja irrottamisen kokonaistehokkuus on 98 %, samalla kun se latautuu nopeasti ja vapautetaan myös alle 2 tunnin aikakehyksessä – ja jopa nopeammin lyhentäen käyttöikää. Varastokapasiteetti: litiumrautafosfaattiakku voi olla yli 18 kWh, mikä vie vähemmän tilaa ja painaa vähemmän kuin saman kapasiteetin lyijyakku. Akun hinta: Litiumrautafosfaatti maksaa yleensä enemmän kuin lyijyakut, mutta sen kiertokustannukset ovat yleensä alhaisemmat pidemmän käyttöiän ansiosta