가정용 배터리 백업 2022 가이드 |유형, 비용, 이점..

2022년에도 PV 스토리지는 여전히 가장 뜨거운 주제가 될 것이며 주거용 배터리 백업은 태양광 분야에서 가장 빠르게 성장하는 부문으로 전 세계 크고 작은 가정과 기업을 위한 새로운 시장과 태양광 개조 확장 기회를 창출합니다.가정용 배터리 백업특히 폭풍이나 기타 비상 상황이 발생하는 경우 모든 태양광 주택에 매우 중요합니다.잉여 태양 에너지를 그리드로 내보내는 대신 비상용 배터리에 저장해 보는 것은 어떨까요?그러면 저장된 태양 에너지가 어떻게 수익성이 있을 수 있습니까?가정용 배터리 저장 시스템의 비용과 수익성에 대해 알려드리고 올바른 저장 시스템을 구입할 때 염두에 두어야 할 주요 사항을 간략히 설명하겠습니다. 주거용 배터리 저장 시스템이란 무엇입니까? 어떻게 작동합니까? 주거용 배터리 저장 장치 또는 태양광 저장 시스템은 태양광 시스템의 이점을 활용하기 위해 태양광 시스템에 추가하는 유용한 장치이며 화석 연료를 재생 에너지로 대체하는 속도를 높이는 데 점점 더 중요한 역할을 할 것입니다.태양광 가정용 배터리는 태양에너지에서 생산된 전기를 저장했다가 필요한 시간에 운영자에게 방출하는 역할을 합니다.배터리 백업 전원은 가스 발생기에 대한 환경 친화적이고 비용 효율적인 대안입니다. 태양광 발전 시스템을 이용해 스스로 전기를 생산하는 사람들은 금세 한계에 도달하게 될 것입니다.정오에는 시스템이 충분한 태양 에너지를 공급하지만 그 때만 집에 그것을 사용할 사람이 없습니다.반면 저녁에는 많은 양의 전기가 필요하지만 그 이후에는 더 이상 태양이 빛나지 않습니다.이러한 공급 격차를 보상하기 위해 그리드 운영자로부터 훨씬 더 비싼 전기를 구입합니다. 이런 상황에서는 가정용 배터리 백업이 거의 불가피하다.이는 낮에 사용하지 않은 전기를 저녁과 밤에 사용할 수 있음을 의미합니다.따라서 자체 발전된 전기는 날씨에 관계없이 24시간 내내 이용 가능합니다.이를 통해 자체 생산 태양광 발전의 활용도를 최대 80%까지 높인다.자급자족 정도, 즉 태양광 시스템이 충당하는 전력 소비 비율은 최대 60%까지 증가합니다. 가정용 배터리 백업은 냉장고보다 훨씬 작으며 다용도실 벽에 장착할 수 있습니다.최신 스토리지 시스템에는 일기 예보와 자가 학습 알고리즘을 사용하여 가구의 자가 소비량을 최대화할 수 있는 많은 지능이 포함되어 있습니다.집이 전력망에 계속 연결되어 있더라도 에너지 독립을 달성하는 것은 결코 쉬운 일이 아닙니다. 가정용 배터리 저장 시스템은 가치가 있나요?의존하는 요소는 무엇입니까? 태양광 발전 주택이 전력망 정전 기간 동안 계속 작동하려면 주거용 배터리 저장 장치가 필요하며 저녁에도 확실히 추가로 작동합니다.그러나 마찬가지로, 태양전지는 전력이 가장 비쌀 때 전력을 재배치하기 위해 손실을 입고 그리드에 다시 제공될 태양 전기 에너지를 유지함으로써 시스템 비즈니스 경제성을 향상시킵니다.주택 배터리 저장은 태양광 소유자를 그리드 장애로부터 보호하고 에너지 가격 프레임워크의 수정에 비해 시스템 비즈니스 경제성을 보호합니다. 투자할 가치가 있는지 여부는 다음과 같은 여러 요인에 따라 달라집니다. 투자 비용 수준. 시간당 킬로와트 용량당 비용이 낮을수록 스토리지 시스템의 투자 비용을 더 빨리 회수할 수 있습니다. 수명태양열 가정용 배터리 제조업체의 보증 기간은 10년으로 업계에서는 관례입니다.그러나 사용 수명은 더 길다고 가정합니다.리튬 이온 기술이 적용된 대부분의 태양광 가정용 배터리는 최소 20년 동안 안정적으로 작동합니다. 자체 소비 전력 점유율 태양열 저장 장치가 많을수록 자체 소비가 증가할수록 가치가 높아질 가능성이 높아집니다. 그리드에서 구매할 때의 전기 비용 전기 가격이 높을 때 태양광 발전 시스템 소유자는 자체 생산된 전기를 소비하여 비용을 절약합니다.앞으로 몇 년간 전기요금은 계속 오를 것으로 예상돼 많은 사람들이 태양전지를 현명한 투자로 여기고 있다. 그리드 연결 요금 태양광 시스템 소유자가 시간당 킬로와트당 받는 금액이 적을수록 전력망에 전력을 공급하는 대신 전기를 저장하는 데 더 많은 비용을 지불하게 됩니다.지난 20년 동안 전력망 연결 요금은 꾸준히 감소해왔고 앞으로도 그럴 것입니다. 어떤 유형의 가정용 배터리 에너지 저장 시스템을 사용할 수 있나요?? 가정용 배터리 백업 시스템은 탄력성, 비용 절감, 분산형 전기 생산("가정 분산 에너지 시스템"이라고도 함) 등 다양한 이점을 제공합니다.그렇다면 태양광 가정용 배터리의 카테고리는 무엇입니까?우리는 어떻게 선택해야 합니까? 백업 기능별 기능 분류: 1. 가정용 UPS 전원 공급 장치 이는 병원, 데이터실, 연방 정부 또는 군사 시장에서 일반적으로 필수적이고 민감한 장치의 지속적인 작동에 필요한 백업 전원을 위한 산업 등급 서비스입니다.가정용 UPS 전원 공급 장치를 사용하면 전력망에 장애가 발생해도 집의 조명이 깜박이지 않을 수도 있습니다.대부분의 가정에서는 집에서 중요한 임상 장비를 운영하지 않는 한 이러한 수준의 신뢰성에 대해 비용을 지불할 필요가 없거나 비용을 지불할 의도가 없습니다. 2. '무정전' 전원 공급 장치(풀 하우스 백업). UPS의 다음 단계는 '정전 전원 공급 장치' 또는 IPS라고 부르는 것입니다.IPS를 사용하면 전력망이 다운되더라도 집 전체가 태양광 및 배터리로 계속 작동할 수 있지만, 백업 시스템으로 인해 집 안의 모든 것이 검게 또는 회색으로 변하는 짧은 기간(2초)을 경험하게 될 것입니다. 장비에 들어갑니다.깜박이는 전자시계를 재설정해야 할 수도 있지만, 그 외에는 배터리가 지속되는 한 평소와 마찬가지로 모든 가전제품을 사용할 수 있습니다. 3. 비상 상황 전원 공급 장치(부분 백업). 일부 백업 전원 기능은 실제로 전력망이 감소한 것을 감지하면 비상 상황 회로를 활성화하여 작동합니다.이렇게 하면 이 회로에 연결된 주택 전원 장치(일반적으로 냉장고, 조명 및 몇 개의 전용 전원 콘센트)가 정전 기간 동안 배터리 및/또는 태양광 패널을 계속 작동할 수 있습니다.이러한 종류의 백업은 전 세계 가정에서 가장 인기 있고 합리적이며 예산 친화적인 옵션 중 하나일 가능성이 높습니다. 집 전체를 배터리 뱅크로 운영하면 배터리가 빠르게 소모되기 때문입니다. 4. 부분적인 독립형 태양광 및 저장 시스템. 눈길을 끌 수 있는 마지막 옵션은 '부분 독립형 시스템'입니다.부분적인 독립형 시스템의 개념은 가정의 전용 '오프그리드' 영역을 생성하는 것입니다. 이 공간은 그리드에서 전력을 끌어오지 않고도 자체적으로 유지하기에 충분한 태양광 및 배터리 시스템에서 지속적으로 작동합니다.이런 방식으로 전력망이 다운되더라도 필요한 가족 부지(냉장고, 조명 등)는 아무런 방해 없이 계속 켜져 있습니다.또한, 태양광 및 배터리는 그리드 없이 스스로 영원히 작동할 수 있는 크기이므로 오프 그리드 회로에 추가 장치를 연결하지 않는 한 전력 사용량을 할당할 필요가 없습니다. 배터리 화학 기술에 따른 분류: 주거용 배터리 백업으로서의 납산 배터리 납산 배터리시장에서 에너지 저장에 사용할 수 있는 가장 오래된 충전식 배터리이자 가장 저렴한 배터리입니다.이 배터리는 지난 세기 초인 1900년대에 등장했으며 오늘날까지도 견고성과 저렴한 비용으로 인해 많은 응용 분야에서 선호되는 배터리로 남아 있습니다. 주요 단점은 에너지 밀도가 낮고(무거우며 부피가 크다) 수명이 짧다는 것이며, 많은 수의 로딩 및 언로드 사이클을 허용하지 않으며, 납산 배터리는 배터리의 화학적 균형을 유지하기 위해 정기적인 유지 관리가 필요하므로 그 특성이 있습니다. 중~고주파 방전이나 10년 이상 지속되는 용도에는 적합하지 않습니다. 또한 수명이 길어지면 방전 깊이가 일반적으로 극단적인 경우 80%, 일반 작동 시 20%로 제한되는 낮은 방전 깊이라는 단점도 있습니다.과방전은 배터리 전극의 성능을 저하시켜 에너지 저장 능력을 저하시키고 수명을 제한합니다. 납축전지는 충전상태를 지속적으로 유지해야 하며, 부상 기술(자체 방전 효과를 상쇄하기에 충분한 작은 전류로 충전 유지)을 통해 항상 최대 충전 상태에서 보관해야 합니다. 이 배터리는 여러 버전으로 찾을 수 있습니다.가장 일반적인 것은 액체 전해질을 사용하는 통풍형 배터리, 밸브 조절형 젤 배터리(VRLA) 및 전해질이 유리섬유 매트(AGM – 흡수성 유리 매트라고도 함)에 내장된 배터리로, 젤 배터리에 비해 중간 성능과 비용 절감 효과를 제공합니다. 밸브 조절형 배터리는 실질적으로 밀봉되어 있어 전해액 누출 및 건조를 방지합니다.밸브는 과충전된 상황에서 가스를 방출하는 역할을 합니다. 일부 납축전지는 고정식 산업 응용 분야용으로 개발되었으며 더 깊은 방전 주기를 수용할 수 있습니다.납탄소 배터리인 보다 현대적인 버전도 있습니다.전극에 첨가된 탄소 기반 소재는 더 높은 충전 및 방전 전류, 더 높은 에너지 밀도 및 더 긴 수명을 제공합니다. 납산 배터리(어떤 변형이든)의 한 가지 장점은 정교한 충전 관리 시스템이 필요하지 않다는 것입니다(다음에 설명할 리튬 배터리의 경우처럼).납 배터리는 리튬 배터리처럼 전해질이 가연성이 아니기 때문에 과충전 시 화재가 발생하거나 폭발할 가능성이 훨씬 적습니다. 또한 이러한 유형의 배터리에서는 약간의 과충전도 위험하지 않습니다.일부 충전 컨트롤러에도 배터리나 배터리 뱅크를 약간 과충전시켜 모든 배터리를 완전히 충전된 상태로 만드는 균등화 기능이 있습니다. 균등화 과정에서 결국 다른 배터리보다 먼저 완전히 충전된 배터리의 전압은 위험 없이 약간 증가하며 전류는 요소의 직렬 결합을 통해 정상적으로 흐릅니다.이런 식으로 납 배터리는 자연적으로 균등화하는 능력을 가지고 있으며 배터리 배터리 또는 은행 배터리 간의 작은 불균형은 위험을 초래하지 않는다고 말할 수 있습니다. 성능:납산 배터리의 효율은 리튬 배터리의 효율보다 훨씬 낮습니다.효율성은 충전율에 따라 다르지만 일반적으로 왕복 효율성은 85%로 가정됩니다. 저장 용량:납산 배터리는 전압과 크기가 다양하지만, 배터리 품질에 따라 인산철리튬 배터리보다 kWh당 무게가 2~3배 더 큽니다. 배터리 비용:납축전지는 인산철리튬전지에 비해 가격이 75% 저렴하지만 가격이 저렴하다고 속지 마세요.이러한 배터리는 빠르게 충전하거나 방전할 수 없으며, 수명이 훨씬 짧고, 보호 배터리 관리 시스템이 없으며, 매주 유지 관리가 필요할 수도 있습니다.이로 인해 전력 비용을 줄이거나 견고한 기기를 지원하는 데 합리적인 것보다 전반적인 주기당 비용이 더 높아집니다. 주거용 배터리 백업으로서의 리튬 배터리 현재 가장 상업적으로 성공한 배터리는 리튬이온 배터리입니다.리튬이온 기술은 휴대용 전자 기기에 적용된 후 산업 응용, 전력 시스템, 태양광 에너지 저장 및 전기 자동차 분야에 진출했습니다. 리튬 이온 배터리에너지 저장 용량, 듀티 사이클 수, 충전 속도 및 비용 효율성을 포함한 여러 측면에서 다른 유형의 충전식 배터리보다 성능이 뛰어납니다.현재 유일한 문제는 안전입니다. 가연성 전해질은 고온에서 화재가 발생할 수 있으므로 전자 제어 및 모니터링 시스템을 사용해야 합니다. 리튬은 모든 금속 중에서 가장 가볍고 전기화학적 잠재력이 가장 높으며 알려진 다른 배터리 기술보다 더 높은 부피 및 질량 에너지 밀도를 제공합니다. 리튬 이온 기술은 주로 간헐적 재생 에너지원(태양광 및 풍력)과 관련된 에너지 저장 시스템의 사용을 촉진하고 전기 자동차의 채택을 주도했습니다. 전력 시스템과 전기 자동차에 사용되는 리튬 이온 배터리는 액체형입니다.이 배터리는 두 개의 전극이 액체 전해질 용액에 담겨 있는 전통적인 전기화학 배터리 구조를 사용합니다. 분리기(다공성 절연 재료)는 액체 전해질을 통해 이온의 자유로운 이동을 허용하면서 전극을 기계적으로 분리하는 데 사용됩니다. 전해질의 주요 특징은 이온 전류(전자가 과도하거나 부족한 원자인 이온에 의해 형성됨)의 전도를 허용하는 동시에 전자가 통과하는 것을 허용하지 않는 것입니다(전도성 물질에서 발생함).양극과 음극 사이의 이온 교환은 전기화학 배터리 기능의 기초입니다. 리튬 배터리에 대한 연구는 1970년대로 거슬러 올라가며, 기술이 성숙해 1990년대부터 상업적으로 사용되기 시작했습니다. 리튬 폴리머 배터리(고분자 전해질 포함)는 이제 구형 니켈-카드뮴 배터리를 대체하면서 배터리 휴대폰, 컴퓨터 및 다양한 모바일 기기에 사용되며, 가장 큰 문제는 저장 용량이 점차 감소하는 '메모리 효과'입니다.배터리가 완전히 방전되기 전에 충전되는 경우. 구형 니켈-카드뮴 배터리, 특히 납축 배터리에 비해 리튬 이온 배터리는 에너지 밀도가 더 높고(부피당 더 많은 에너지 저장) 자체 방전 계수가 낮으며 더 많은 충전과 방전 주기 횟수를 견딜 수 있습니다. 이는 긴 서비스 수명을 의미합니다. 2000년대 초반부터 자동차 산업에 리튬 배터리가 사용되기 시작했다.2010년경, 리튬 이온 배터리는 주거용 애플리케이션의 전기 에너지 저장에 관심을 갖게 되었습니다.대규모 ESS(에너지저장장치) 시스템, 주로 전 세계적으로 전원 사용이 증가했기 때문입니다.간헐적인 재생 에너지(태양광 및 풍력). 리튬이온 배터리는 제조 방법에 따라 성능, 수명, 비용이 달라질 수 있습니다.주로 전극용으로 여러 가지 재료가 제안되었습니다. 일반적으로 리튬 배터리는 배터리의 양극 단자를 형성하는 금속 리튬 기반 전극과 음극 단자를 형성하는 탄소(흑연) 전극으로 구성됩니다. 사용되는 기술에 따라 리튬 기반 전극은 다른 구조를 가질 수 있습니다.리튬 배터리 제조에 가장 일반적으로 사용되는 재료와 이러한 배터리의 주요 특성은 다음과 같습니다. 리튬 및 코발트 산화물(LCO):높은 비에너지(Wh/kg), 양호한 저장 용량 및 만족스러운 수명(주기 수), 전자 장치에 적합하지만 단점은 비전력(W/kg)이 작아 로딩 및 언로딩 속도가 감소합니다. 리튬 및 망간 산화물(LMO):낮은 비에너지(Wh/kg)로 높은 충전 및 방전 전류를 허용하여 저장 용량을 줄입니다. 리튬, 니켈, 망간 및 코발트(NMC):LCO와 LMO 배터리의 특성을 결합합니다. 또한 구성에 니켈이 포함되어 있으면 비에너지가 증가하여 저장 용량이 커집니다.니켈, 망간, 코발트는 응용 분야에 따라 다양한 비율(둘 중 하나를 지원하기 위해)로 사용될 수 있습니다.전체적으로 이 조합의 결과는 좋은 성능, 좋은 저장 용량, 긴 수명, 저렴한 비용을 갖춘 배터리입니다. 리튬, 니켈, 망간 및 코발트(NMC):LCO와 LMO 배터리의 기능을 결합합니다.또한, 조성물에 니켈이 존재하면 비에너지를 높이는 데 도움이 되어 더 큰 저장 용량을 제공합니다.니켈, 망간, 코발트는 적용 유형에 따라(한 특성 또는 다른 특성을 선호하기 위해) 다양한 비율로 사용될 수 있습니다.일반적으로 이 조합의 결과는 성능이 좋고, 저장 용량이 좋고, 수명이 좋으며, 가격도 적당한 배터리입니다.이러한 유형의 배터리는 전기 자동차에 널리 사용되어 왔으며 고정식 에너지 ​​저장 시스템에도 적합합니다. 리튬철인산염(LFP):LFP 조합은 배터리에 우수한 동적 성능(충전 및 방전 속도), 연장된 수명, 우수한 열 안정성으로 인한 향상된 안전성을 제공합니다.구성에 니켈과 코발트가 없기 때문에 비용이 절감되고 대량 생산을 위한 배터리의 가용성이 높아집니다.저장 용량이 가장 높지는 않지만 많은 장점, 특히 저렴한 비용과 우수한 견고성으로 인해 전기 자동차 및 에너지 저장 시스템 제조업체에서 채택했습니다. 리튬 및 티타늄(LTO):이름은 전극 중 하나에 탄소를 대체하는 티타늄과 리튬이 있는 배터리를 의미하며, 두 번째 전극은 다른 유형(예: NMC – 리튬, 망간 및 코발트) 중 하나에 사용되는 것과 동일합니다.낮은 비에너지(저장 용량 감소로 해석됨)에도 불구하고 이 조합은 우수한 동적 성능, 우수한 안전성 및 크게 늘어난 서비스 수명을 제공합니다.이 유형의 배터리는 100% 방전 깊이에서 10,000회 이상의 작동 주기를 수용할 수 있는 반면, 다른 유형의 리튬 배터리는 약 2,000주기를 수용합니다. LiFePO4 배터리는 매우 높은 사이클 안정성, 최대 에너지 밀도 및 최소 무게로 납축 배터리보다 성능이 뛰어납니다.배터리가 50% DOD에서 정기적으로 방전된 후 완전히 충전되면 LiFePO4 배터리는 최대 6,500회의 충전 주기를 수행할 수 있습니다.따라서 추가 투자는 장기적으로 성과를 거두고 가격 대비 성능 비율은 여전히 ​​탁월합니다.이는 태양전지로 지속적으로 사용하기 위해 선호되는 선택입니다. 성능:배터리 충전 및 해제는 98%의 총 사이클 효율을 가지며 빠르게 충전되고 2시간 미만의 시간 내에 해제되며 수명이 단축될 경우에는 훨씬 더 빨라집니다. 저장 용량: 인산철리튬 배터리 팩은 18kWh를 초과할 수 있으며, 이는 동일한 용량의 납산 배터리보다 공간을 덜 차지하고 무게도 가볍습니다. 배터리 비용: 인산철리튬은 납축전지보다 가격이 비싼 경향이 있지만 수명이 길어 주기 비용이 더 낮습니다.