Panduan Pencadangan Baterai Perumahan 2022 |Jenis, Biaya, Manfaat..

Bahkan pada tahun 2022, penyimpanan PV masih akan menjadi topik terpanas, dan cadangan baterai perumahan adalah segmen tenaga surya yang tumbuh paling cepat, menciptakan pasar baru dan peluang perluasan retrofit tenaga surya untuk rumah dan bisnis besar dan kecil di seluruh dunia.Cadangan baterai perumahansangat penting untuk rumah bertenaga surya, terutama jika terjadi badai atau keadaan darurat lainnya.Daripada mengekspor kelebihan energi surya ke jaringan listrik, bagaimana kalau menyimpannya dalam baterai untuk keadaan darurat?Tapi bagaimana energi surya yang disimpan bisa menguntungkan?Kami akan memberi tahu Anda tentang biaya dan profitabilitas sistem penyimpanan baterai rumah dan menguraikan poin-poin penting yang harus Anda ingat saat membeli sistem penyimpanan yang tepat. Apa itu Sistem Penyimpanan Baterai Perumahan？ Bagaimana Cara Kerjanya? Penyimpanan baterai perumahan atau sistem penyimpanan fotovoltaik merupakan tambahan yang berguna pada sistem fotovoltaik untuk memanfaatkan manfaat tata surya dan akan memainkan peran yang semakin penting dalam mempercepat penggantian bahan bakar fosil dengan energi terbarukan.Baterai rumah tenaga surya menyimpan listrik yang dihasilkan dari energi matahari dan melepaskannya ke operator pada waktu yang diperlukan.Daya cadangan baterai merupakan alternatif yang ramah lingkungan dan hemat biaya dibandingkan generator gas. Mereka yang menggunakan sistem fotovoltaik untuk menghasilkan listrik sendiri akan segera mencapai batas kemampuannya.Pada tengah hari, sistem ini menyuplai banyak tenaga surya, namun saat itu tidak ada orang di rumah yang menggunakannya.Sebaliknya, pada malam hari, listrik dibutuhkan dalam jumlah besar – namun matahari tidak lagi bersinar.Untuk mengimbangi kesenjangan pasokan ini, listrik yang jauh lebih mahal dibeli dari operator jaringan listrik. Dalam situasi ini, cadangan baterai di rumah hampir tidak bisa dihindari.Artinya listrik yang tidak terpakai dari siang hari tersedia pada sore dan malam hari.Dengan demikian, listrik yang dihasilkan sendiri tersedia sepanjang waktu dan apa pun cuacanya.Dengan cara ini, penggunaan tenaga surya yang diproduksi sendiri dapat ditingkatkan hingga 80%.Tingkat swasembada, yaitu proporsi konsumsi listrik yang ditanggung oleh tata surya, meningkat hingga 60%. Cadangan baterai di rumah jauh lebih kecil daripada lemari es dan dapat dipasang di dinding di ruang utilitas.Sistem penyimpanan modern mengandung banyak kecerdasan yang dapat menggunakan prakiraan cuaca dan algoritma pembelajaran mandiri untuk memangkas konsumsi rumah tangga secara maksimal.Mencapai kemandirian energi tidak pernah semudah ini – bahkan jika rumah tetap terhubung ke jaringan listrik. Apakah Sistem Penyimpanan Baterai Rumah Layak?Apa Faktor yang Bergantung Padanya? Penyimpanan baterai di rumah diperlukan agar rumah bertenaga surya tetap beroperasi selama pemadaman listrik dan juga dapat berfungsi di malam hari.Namun demikian pula, baterai tenaga surya meningkatkan ekonomi bisnis sistem dengan menjaga energi listrik tenaga surya yang seharusnya disalurkan kembali ke jaringan listrik dalam keadaan rugi, hanya untuk memindahkan tenaga listrik tersebut pada saat listrik paling mahal.Penyimpanan baterai di rumah melindungi pemilik tenaga surya dari kegagalan jaringan dan melindungi ekonomi bisnis sistem dibandingkan perubahan kerangka harga energi. Apakah investasi itu layak atau tidak bergantung pada beberapa faktor: Tingkat biaya investasi. Semakin rendah biaya kapasitas per kilowatt-jam, semakin cepat sistem penyimpanan akan membayar sendiri. Seumur hidupbaterai rumah tenaga surya Garansi pabrik selama 10 tahun merupakan hal yang lazim di industri ini.Namun, masa manfaatnya diasumsikan lebih lama.Sebagian besar baterai rumah tenaga surya dengan teknologi lithium-ion berfungsi dengan andal setidaknya selama 20 tahun. Bagian dari listrik yang dikonsumsi sendiri Semakin banyak penyimpanan tenaga surya meningkatkan konsumsi sendiri, semakin besar kemungkinan hal tersebut bermanfaat. Biaya listrik bila dibeli dari jaringan Ketika harga listrik tinggi, pemilik sistem fotovoltaik menghemat dengan mengonsumsi listrik yang dihasilkan sendiri.Dalam beberapa tahun ke depan, harga listrik diperkirakan akan terus meningkat, sehingga banyak yang menganggap baterai tenaga surya sebagai investasi yang bijaksana. Tarif yang terhubung ke jaringan Semakin sedikit pendapatan yang diterima pemilik tata surya per kilowatt-jam, semakin besar pula biaya yang harus mereka keluarkan untuk menyimpan listrik dibandingkan menyalurkannya ke jaringan listrik.Selama 20 tahun terakhir, tarif terkoneksi ke jaringan listrik terus menurun dan akan terus menurun. Jenis Sistem Penyimpanan Energi Baterai Rumah Apa yang Tersedia? Sistem cadangan baterai rumah menawarkan banyak manfaat, termasuk ketahanan, penghematan biaya, dan produksi listrik terdesentralisasi (juga dikenal sebagai "sistem energi terdistribusi di rumah").Jadi apa saja kategori baterai rumah tenaga surya?Bagaimana sebaiknya kita memilih? Klasifikasi Fungsional berdasarkan Fungsi Cadangan: 1. Catu Daya UPS Rumah Ini adalah layanan tingkat industri untuk daya cadangan yang biasanya diperlukan oleh rumah sakit, ruang data, pemerintah federal, atau pasar militer untuk pengoperasian berkelanjutan perangkat penting dan sensitif mereka.Dengan catu daya UPS rumah, lampu di rumah Anda mungkin tidak berkedip jika jaringan listrik mati.Sebagian besar rumah tidak memerlukan atau berniat membayar tingkat ketergantungan ini – kecuali mereka menjalankan peralatan klinis penting di rumah Anda. 2. Catu Daya 'Interruptible' (cadangan seluruh rumah). Langkah selanjutnya dari UPS adalah apa yang kita sebut sebagai 'catu daya interupsi', atau IPS.IPS pasti akan membuat seluruh rumah Anda tetap menggunakan tenaga surya dan baterai jika jaringan listrik mati, namun Anda pasti akan mengalami periode singkat (beberapa detik) di mana segala sesuatu di rumah Anda menjadi hitam atau abu-abu sebagai sistem cadangan. memasuki peralatan.Anda mungkin perlu menyetel ulang jam elektronik yang berkedip, namun selain itu, Anda dapat menggunakan semua peralatan rumah tangga seperti biasa selama baterai Anda masih ada. 3. Catu Daya Situasi Darurat (cadangan sebagian). Beberapa fungsi daya cadangan bekerja dengan mengaktifkan sirkuit situasi darurat ketika mendeteksi bahwa jaringan listrik benar-benar berkurang.Hal ini akan memungkinkan perangkat listrik rumah yang terhubung ke sirkuit ini – biasanya lemari es, lampu, dan beberapa stopkontak listrik khusus – untuk terus menjalankan baterai dan/atau panel fotovoltaik selama pemadaman listrik.Cadangan semacam ini kemungkinan besar merupakan salah satu pilihan yang paling populer, masuk akal, dan ramah anggaran untuk rumah di seluruh dunia, karena menjalankan seluruh rumah dengan menggunakan baterai akan menguras baterai dengan cepat. 4. Sistem Tenaga Surya & Penyimpanan sebagian di luar jaringan. Opsi terakhir yang mungkin menarik adalah 'sistem off-grid parsial'.Dengan sistem parsial off-grid, konsepnya adalah menghasilkan area 'off-grid' khusus di rumah, yang terus beroperasi dengan sistem tenaga surya & baterai yang cukup besar untuk menjaga dirinya sendiri tanpa mengambil daya dari jaringan listrik.Dengan cara ini, fasilitas keluarga yang diperlukan (lemari es, lampu, dll) tetap menyala meskipun jaringan listrik mati, tanpa gangguan apa pun.Selain itu, karena tenaga surya & baterai dirancang untuk dapat bekerja selamanya tanpa jaringan listrik, maka tidak perlu mengalokasikan penggunaan daya kecuali perangkat tambahan dicolokkan ke sirkuit di luar jaringan listrik. Klasifikasi dari Teknologi Kimia Baterai: Baterai Timbal-asam Sebagai Baterai Cadangan Perumahan Baterai timbal-asamadalah baterai isi ulang tertua dan baterai berbiaya terendah yang tersedia untuk penyimpanan energi di pasaran.Baterai ini muncul pada awal abad terakhir, pada tahun 1900-an, dan hingga hari ini tetap menjadi baterai pilihan dalam banyak aplikasi karena ketahanannya dan biaya rendah. Kerugian utamanya adalah kepadatan energinya yang rendah (berat dan besar) dan masa pakainya yang pendek, tidak menerima banyak siklus bongkar muat, baterai timbal-asam memerlukan perawatan rutin untuk menyeimbangkan bahan kimia dalam baterai, sehingga karakteristiknya membuatnya tidak cocok untuk pelepasan frekuensi menengah hingga tinggi atau aplikasi yang bertahan 10 tahun atau lebih. Kerugian dari alat ini adalah kedalaman pembuangan yang rendah, yang biasanya dibatasi hingga 80% pada kasus ekstrem atau 20% pada pengoperasian reguler, agar umurnya lebih panjang.Pengosongan yang berlebihan akan menurunkan elektroda baterai, sehingga mengurangi kemampuannya menyimpan energi dan membatasi masa pakainya. Baterai timbal-asam memerlukan pemeliharaan status pengisian daya secara konstan dan harus selalu disimpan pada kondisi pengisian maksimum melalui teknik pengapungan (pemeliharaan muatan dengan arus listrik kecil, cukup untuk menghilangkan efek self-discharge). Baterai ini dapat ditemukan dalam beberapa versi.Yang paling umum adalah baterai berventilasi, yang menggunakan elektrolit cair, baterai gel yang diatur katup (VRLA) dan baterai dengan elektrolit yang tertanam dalam alas fiberglass (dikenal sebagai AGM – alas kaca penyerap), yang memiliki kinerja menengah dan biaya lebih rendah dibandingkan baterai gel. Baterai dengan pengaturan katup praktis tertutup rapat, sehingga mencegah kebocoran dan pengeringan elektrolit.Katup bertindak dalam pelepasan gas dalam situasi pengisian daya berlebih. Beberapa baterai asam timbal dikembangkan untuk aplikasi industri stasioner dan dapat menerima siklus pengosongan yang lebih dalam.Ada juga versi yang lebih modern yaitu baterai timbal-karbon.Bahan berbasis karbon yang ditambahkan ke elektroda menghasilkan arus pengisian dan pengosongan yang lebih tinggi, kepadatan energi yang lebih tinggi, dan masa pakai yang lebih lama. Salah satu keunggulan baterai timbal-asam (dalam variasinya) adalah baterai tersebut tidak memerlukan sistem manajemen pengisian daya yang canggih (seperti halnya baterai litium, yang akan kita lihat selanjutnya).Baterai timbal jauh lebih kecil kemungkinannya untuk terbakar dan meledak jika diisi daya secara berlebihan karena elektrolitnya tidak mudah terbakar seperti baterai litium. Selain itu, sedikit pengisian daya yang berlebihan tidak berbahaya pada jenis baterai ini.Bahkan beberapa pengontrol pengisian daya memiliki fungsi pemerataan yang sedikit mengisi daya baterai atau bank baterai secara berlebihan, menyebabkan semua baterai mencapai kondisi terisi penuh. Selama proses pemerataan, baterai yang pada akhirnya terisi penuh sebelum baterai lainnya akan mengalami sedikit peningkatan tegangan, tanpa risiko, sementara arus mengalir secara normal melalui asosiasi serial elemen.Dengan cara ini, kita dapat mengatakan bahwa baterai timbal memiliki kemampuan untuk menyamakan kedudukan secara alami dan ketidakseimbangan kecil antara baterai dalam baterai atau antara baterai dalam bank tidak menimbulkan risiko. Pertunjukan:Efisiensi baterai timbal-asam jauh lebih rendah dibandingkan baterai litium.Meskipun efisiensinya bergantung pada tarif pengisian daya, efisiensi bolak-balik biasanya diasumsikan sebesar 85%. Kapasitas penyimpanan:Baterai timbal-asam tersedia dalam berbagai voltase dan ukuran, namun beratnya 2-3 kali lebih berat per kWh dibandingkan litium besi fosfat, bergantung pada kualitas baterai. Biaya baterai:Baterai timbal-asam 75% lebih murah dibandingkan baterai litium besi fosfat, namun jangan terkecoh dengan harganya yang murah.Baterai ini tidak dapat diisi atau dikosongkan dengan cepat, memiliki masa pakai yang jauh lebih pendek, tidak memiliki sistem manajemen baterai yang protektif, dan mungkin juga memerlukan perawatan mingguan.Hal ini menghasilkan biaya per siklus yang secara keseluruhan lebih tinggi daripada yang wajar untuk mengurangi biaya listrik atau mendukung peralatan tugas berat. Baterai Lithium Sebagai Baterai Cadangan Perumahan Saat ini, baterai yang paling sukses secara komersial adalah baterai lithium-ion.Setelah teknologi lithium-ion diterapkan pada perangkat elektronik portabel, teknologi ini telah memasuki bidang aplikasi industri, sistem tenaga, penyimpanan energi fotovoltaik, dan kendaraan listrik. Baterai litium-ionmengungguli banyak jenis baterai isi ulang lainnya dalam banyak aspek, termasuk kapasitas penyimpanan energi, jumlah siklus kerja, kecepatan pengisian daya, dan efektivitas biaya.Saat ini, satu-satunya masalah adalah keamanan, elektrolit yang mudah terbakar dapat terbakar pada suhu tinggi, sehingga memerlukan penggunaan sistem kontrol dan pemantauan elektronik. Litium adalah logam yang paling ringan, memiliki potensi elektrokimia tertinggi, dan menawarkan kepadatan energi volumetrik dan massa yang lebih tinggi dibandingkan teknologi baterai lain yang dikenal. Teknologi litium-ion telah memungkinkan untuk mendorong penggunaan sistem penyimpanan energi, terutama yang terkait dengan sumber energi terbarukan yang bersifat intermiten (matahari dan angin), dan juga mendorong penggunaan kendaraan listrik. Baterai lithium-ion yang digunakan dalam sistem tenaga dan kendaraan listrik adalah jenis cair.Baterai ini menggunakan struktur tradisional baterai elektrokimia, dengan dua elektroda direndam dalam larutan elektrolit cair. Pemisah (bahan isolasi berpori) digunakan untuk memisahkan elektroda secara mekanis sekaligus memungkinkan pergerakan bebas ion melalui cairan elektrolit. Ciri utama elektrolit adalah memungkinkan konduksi arus ionik (dibentuk oleh ion, yang merupakan atom dengan kelebihan atau kekurangan elektron), namun tidak membiarkan elektron melewatinya (seperti yang terjadi pada bahan konduktif).Pertukaran ion antara elektroda positif dan negatif adalah dasar berfungsinya baterai elektrokimia. Penelitian tentang baterai lithium dapat ditelusuri kembali ke tahun 1970an, dan teknologinya semakin matang dan mulai digunakan secara komersial sekitar tahun 1990an. Baterai polimer litium (dengan elektrolit polimer) sekarang digunakan di baterai ponsel, komputer, dan berbagai perangkat seluler, menggantikan baterai nikel-kadmium lama, masalah utamanya adalah "efek memori" yang secara bertahap mengurangi kapasitas penyimpanan.Saat baterai diisi sebelum benar-benar habis. Dibandingkan dengan baterai nikel-kadmium yang lebih tua, terutama baterai timbal-asam, baterai lithium-ion memiliki kepadatan energi yang lebih tinggi (menyimpan lebih banyak energi per volume), memiliki koefisien self-discharge yang lebih rendah, dan dapat menahan lebih banyak pengisian daya dan jumlah siklus pengosongan. , yang berarti masa pakai yang lama. Sekitar awal tahun 2000-an, baterai litium mulai digunakan di industri otomotif.Sekitar tahun 2010, baterai lithium-ion mulai diminati dalam penyimpanan energi listrik dalam aplikasi perumahan dansistem ESS (Sistem Penyimpanan Energi) skala besar, terutama disebabkan oleh meningkatnya penggunaan sumber listrik di seluruh dunia.Energi terbarukan yang bersifat intermiten (matahari dan angin). Baterai litium-ion dapat memiliki performa, masa pakai, dan harga yang berbeda-beda, bergantung pada cara pembuatannya.Beberapa bahan telah diusulkan, terutama untuk elektroda. Biasanya, baterai litium terdiri dari elektroda logam berbasis litium yang membentuk terminal positif baterai dan elektroda karbon (grafit) yang membentuk terminal negatif. Tergantung pada teknologi yang digunakan, elektroda berbasis litium dapat memiliki struktur berbeda.Bahan yang paling umum digunakan untuk pembuatan baterai litium dan ciri-ciri utama baterai tersebut adalah sebagai berikut: Litium dan Cobalt Oksida (LCO):Energi spesifik tinggi (Wh/kg), kapasitas penyimpanan yang baik dan masa pakai yang memuaskan (jumlah siklus), cocok untuk perangkat elektronik, kelemahannya adalah daya spesifik (W/kg) Kecil, mengurangi kecepatan bongkar muat; Litium dan Mangan Oksida (LMO):memungkinkan arus pengisian dan pengosongan yang tinggi dengan energi spesifik yang rendah (Wh/kg), sehingga mengurangi kapasitas penyimpanan; Litium, Nikel, Mangan, dan Kobalt (NMC):Menggabungkan sifat baterai LCO dan LMO. Selain itu, kehadiran nikel dalam komposisinya membantu meningkatkan energi spesifik, memberikan kapasitas penyimpanan yang lebih besar.Nikel, mangan, dan kobalt dapat digunakan dalam berbagai proporsi (untuk mendukung satu atau lainnya) tergantung pada jenis aplikasinya.Secara keseluruhan, hasil dari kombinasi ini adalah baterai dengan performa bagus, kapasitas penyimpanan bagus, umur panjang, dan biaya murah. Litium, nikel, mangan, dan kobalt (NMC):Menggabungkan fitur baterai LCO dan LMO.Selain itu, kehadiran nikel dalam komposisinya membantu meningkatkan energi spesifik, menyediakan kapasitas penyimpanan yang lebih besar.Nikel, mangan, dan kobalt dapat digunakan dalam proporsi berbeda, sesuai dengan jenis penerapannya (untuk mendukung satu karakteristik atau lainnya).Secara umum, hasil dari kombinasi ini adalah baterai dengan kinerja yang baik, kapasitas penyimpanan yang baik, masa pakai yang baik, dan biaya yang moderat.Baterai jenis ini telah banyak digunakan pada kendaraan listrik dan juga cocok untuk sistem penyimpanan energi stasioner; Litium Besi Fosfat (LFP):Kombinasi LFP memberikan baterai dengan kinerja dinamis yang baik (kecepatan pengisian dan pengosongan), masa pakai yang lebih lama, dan peningkatan keamanan karena stabilitas termal yang baik.Tidak adanya nikel dan kobalt dalam komposisinya mengurangi biaya dan meningkatkan ketersediaan baterai ini untuk produksi massal.Meskipun kapasitas penyimpanannya bukan yang tertinggi, namun telah diadopsi oleh produsen kendaraan listrik dan sistem penyimpanan energi karena banyak karakteristik yang menguntungkan, terutama biaya rendah dan ketahanan yang baik; Litium dan Titanium (LTO):Nama tersebut mengacu pada baterai yang memiliki titanium dan litium di salah satu elektrodanya, menggantikan karbon, sedangkan elektroda kedua sama dengan yang digunakan pada salah satu jenis lainnya (seperti NMC – litium, mangan, dan kobalt).Meskipun energi spesifiknya rendah (yang berarti berkurangnya kapasitas penyimpanan), kombinasi ini memiliki kinerja dinamis yang baik, keamanan yang baik, dan masa pakai yang jauh lebih lama.Baterai jenis ini dapat menerima lebih dari 10.000 siklus pengoperasian pada kedalaman pengosongan 100%, sedangkan jenis baterai litium lainnya menerima sekitar 2.000 siklus. Baterai LiFePO4 mengungguli baterai timbal-asam dengan stabilitas siklus yang sangat tinggi, kepadatan energi maksimum, dan bobot minimal.Jika baterai dikosongkan secara berkala hingga 50% DOD dan kemudian terisi penuh, baterai LiFePO4 dapat melakukan hingga 6.500 siklus pengisian daya.Jadi investasi ekstra akan terbayar dalam jangka panjang, dan rasio harga/kinerja tetap tidak ada duanya.Mereka adalah pilihan yang lebih disukai untuk penggunaan berkelanjutan sebagai baterai surya. Pertunjukan:Mengisi dan melepaskan baterai memiliki efektivitas siklus total 98% sambil diisi dan dilepaskan dengan cepat dalam jangka waktu kurang dari 2 jam– dan bahkan lebih cepat untuk masa pakai yang lebih singkat. Kapasitas penyimpanan: paket baterai litium besi fosfat dapat berkekuatan lebih dari 18 kWh, yang menggunakan lebih sedikit ruang dan berat lebih ringan dibandingkan baterai timbal-asam dengan kapasitas yang sama. Biaya baterai: Baterai litium besi fosfat cenderung lebih mahal dibandingkan baterai timbal-asam, namun biasanya memiliki biaya siklus yang lebih rendah karena umurnya yang lebih panjang.