Residential Battery Backup 2022 Guide |Veidi, izmaksas, ieguvumi...

Pat 2022. gadā PV krātuve joprojām būs karstākā tēma, un dzīvojamo akumulatoru dublēšana ir visstraujāk augošais saules enerģijas segments, radot jaunus tirgus un saules enerģijas modernizācijas paplašināšanas iespējas mājām un lieliem un maziem uzņēmumiem visā pasaulē.Mājas akumulatora dublēšanair ļoti svarīga jebkurai saules mājai, īpaši vētras vai citas ārkārtas situācijas gadījumā.Tā vietā, lai eksportētu lieko saules enerģiju uz tīklu, kā būtu, ja to ārkārtas gadījumos uzglabātu akumulatoros?Bet kā uzkrātā saules enerģija var būt rentabla?Mēs jūs informēsim par mājas akumulatoru uzglabāšanas sistēmas izmaksām un rentabilitāti, kā arī izklāstīsim galvenos punktus, kas jums jāpatur prātā, iegādājoties pareizo uzglabāšanas sistēmu. Kas ir dzīvojamo akumulatoru uzglabāšanas sistēma? Kā tā darbojas? Mājas akumulatoru uzglabāšanas vai fotoelementu uzglabāšanas sistēma ir noderīgs papildinājums fotoelementu sistēmai, lai izmantotu saules sistēmas priekšrocības, un tai būs arvien lielāka nozīme fosilā kurināmā aizstāšanas paātrināšanā ar atjaunojamo enerģiju.Saules mājas akumulators uzglabā no saules enerģijas saražoto elektroenerģiju un vajadzīgajā laikā nodod to operatoram.Akumulatora rezerves jauda ir videi draudzīga un rentabla alternatīva gāzes ģeneratoriem. Tie, kas paši izmanto fotoelektrisko sistēmu, lai ražotu elektroenerģiju, ātri sasniegs tās robežas.Pusdienā sistēma piegādā daudz saules enerģijas, tikai tad mājās nav neviena, kas to izmantotu.Savukārt vakarā elektrības vajag daudz – bet tad vairs nespīd saule.Lai kompensētu šo piegādes plaisu, ievērojami dārgākā elektroenerģija tiek iepirkta no tīkla operatora. Šajā situācijā mājokļa akumulatora dublēšana ir gandrīz neizbēgama.Tas nozīmē, ka dienā neizmantotā elektrība ir pieejama vakarā un naktī.Tādējādi pašu saražotā elektroenerģija ir pieejama visu diennakti un neatkarīgi no laikapstākļiem.Tādā veidā pašu saražotās saules enerģijas izmantošana tiek palielināta līdz pat 80%.Pašpietiekamības pakāpe, ti, elektroenerģijas patēriņa īpatsvars, ko sedz Saules sistēma, palielinās līdz 60%. Mājas akumulators ir daudz mazāks nekā ledusskapis, un to var uzstādīt pie sienas saimniecības telpā.Mūsdienu uzglabāšanas sistēmās ir daudz inteliģences, kas var izmantot laika prognozes un pašmācības algoritmus, lai samazinātu mājsaimniecību līdz maksimālajam pašpatēriņam.Enerģētiskās neatkarības sasniegšana nekad nav bijusi tik vienkārša, pat ja mājoklis joprojām ir savienots ar elektrotīklu. Vai mājas akumulatora uzglabāšanas sistēma ir tā vērta?No kā ir atkarīgi faktori? Dzīvojamā akumulatoru krātuve ir nepieciešama, lai ar saules enerģiju darbināma māja varētu darboties visā elektrotīkla pārtraukuma laikā, un tā noteikti darbosies arī vakarā.Taču arī saules baterijas uzlabo sistēmas biznesa ekonomiku, saglabājot saules elektroenerģiju, kas citādi noteikti tiktu piedāvāta atpakaļ tīklā ar zaudējumiem, lai pārdalītu šo elektroenerģiju dažreiz, kad enerģija ir visdārgākā.Mājas akumulatoru uzglabāšana aizsargā saules enerģijas īpašnieku no tīkla kļūmēm un pasargā sistēmas biznesa ekonomiku pret izmaiņām enerģijas cenu ietvaros. Tas, vai ir vērts ieguldīt, ir atkarīgs no vairākiem faktoriem: Investīciju izmaksu līmenis. Jo zemākas izmaksas par kilovatstundu jaudas, jo ātrāk uzglabāšanas sistēma atmaksāsies. Dzīves ilgumssaules mājas akumulators Nozarē ierasta ir 10 gadu ražotāja garantija.Tomēr tiek pieņemts ilgāks lietderīgās lietošanas laiks.Lielākā daļa mājas saules bateriju ar litija jonu tehnoloģiju uzticami darbojas vismaz 20 gadus. Pašpatērētās elektroenerģijas īpatsvars Jo vairāk saules enerģijas uzglabāšanas palielina pašpatēriņu, jo lielāka iespēja, ka tā ir lietderīga. Elektrības izmaksas, pērkot no tīkla Ja elektroenerģijas cenas ir augstas, fotoelektrisko sistēmu īpašnieki ietaupa, patērējot pašu saražoto elektroenerģiju.Sagaidāms, ka tuvākajos gados turpināsies elektroenerģijas cenu kāpums, tāpēc daudzi saules baterijas uzskata par saprātīgu ieguldījumu. Tīkla pieslēguma tarifi Jo mazāk saules sistēmas īpašnieki saņem par kilovatstundu, jo vairāk viņiem atmaksājas elektrību uzglabāt, nevis ievadīt tīklā.Pēdējo 20 gadu laikā ar tīklu pieslēgtie tarifi ir nepārtraukti samazinājušies un turpinās samazināties. Kāda veida mājas akumulatora enerģijas uzglabāšanas sistēmas ir pieejamas? Mājas akumulatoru rezerves sistēmas piedāvā daudzas priekšrocības, tostarp noturību, izmaksu ietaupījumu un decentralizētu elektroenerģijas ražošanu (pazīstamas arī kā "mājās sadalītās enerģijas sistēmas").Tātad, kādas ir mājas saules bateriju kategorijas?Kā mums vajadzētu izvēlēties? Funkcionālā klasifikācija pēc rezerves funkcijas: 1. Mājas UPS barošanas avots Šis ir rūpnieciska līmeņa pakalpojums rezerves jaudai, kas slimnīcām, datu telpām, federālajai valdībai vai militārajiem tirgiem parasti pieprasa savu būtisko un arī jutīgo ierīču nepārtrauktu darbību.Izmantojot mājas UPS barošanas avotu, jūsu mājas apgaismojums var pat nemirgot, ja elektrotīkls sabojājas.Lielākajai daļai māju nav nepieciešams vai nav paredzēts maksāt par šādu uzticamības pakāpi, ja vien jūsu mājās netiek izmantots svarīgs klīniskais aprīkojums. 2. 'pārtraucamās' barošanas avots (pilnas mājas rezerves). Tālākais solis no UPS ir tas, ko mēs sauksim par “interruptible power supply” jeb IPS.IPS noteikti ļaus visai jūsu mājai turpināt darboties ar saules enerģiju un baterijām, ja elektrotīkls pazūd, taču jūs noteikti piedzīvosit īsu periodu (pāris sekundes), kad jūsu mājā viss kļūst melns vai pelēks kā rezerves sistēma. ieiet aprīkojumā.Jums var būt nepieciešams atiestatīt mirgojošos elektroniskos pulksteņus, taču, izņemot to, jūs varēsit izmantot katru savu sadzīves tehniku, kā parasti, tik ilgi, kamēr izturēs baterijas. 3. Avārijas situācijas barošanas avots (daļēja rezerves). Dažas rezerves jaudas funkcionalitātes darbojas, aktivizējot avārijas situāciju ķēdi, kad tā konstatē, ka tīkls faktiski ir samazinājies.Tas ļaus ar šo ķēdi saistītajām mājas barošanas ierīcēm – parasti ledusskapjiem, gaismekļiem, kā arī dažām īpašām elektrības kontaktligzdām – turpināt darbināt akumulatorus un/vai fotoelektriskos paneļus elektrības padeves pārtraukuma laikā.Šāda veida dublēšana, visticamāk, ir viena no populārākajām, saprātīgākajām un budžetam draudzīgākajām iespējām mājām visā pasaulē, jo visas mājas ekspluatācija ar akumulatora banku tās ātri iztukšos. 4. Daļēja ārpus tīkla Saules un uzglabāšanas sistēma. Pēdējā iespēja, kas varētu būt pievilcīga, ir “daļēja sistēma ārpus tīkla”.Izmantojot daļēju atslēgtu no tīkla sistēmu, koncepcija ir izveidot īpašu mājas zonu, kas nepārtraukti darbojas ar saules un akumulatoru sistēmu, kas ir pietiekama, lai uzturētu sevi, neizmantojot elektroenerģiju no tīkla.Tādā veidā nepieciešamās ģimenes telpas (ledusskapji, apgaismojums utt.) paliek ieslēgti pat tad, ja elektrotīkls nokrīt, bez jebkādiem traucējumiem.Turklāt, tā kā saules baterijas un baterijas ir paredzētas tā, lai tās darbotos patstāvīgi bez tīkla, nebūtu jāpiešķir enerģijas patēriņš, ja vien papildu ierīces nebūtu pievienotas ārpus tīkla. Klasifikācija no akumulatoru ķīmijas tehnoloģijas: Svina-skābes akumulatori kā rezerves akumulators mājoklim Svina-skābes akumulatoriir vecākās uzlādējamās baterijas un zemākās cenas akumulators, kas pieejams enerģijas uzglabāšanai tirgū.Tie parādījās pagājušā gadsimta sākumā, 1900. gados, un līdz pat mūsdienām joprojām ir iecienītākie akumulatori daudzos lietojumos to robustuma un zemo izmaksu dēļ. To galvenie trūkumi ir zemais enerģijas blīvums (tie ir smagi un apjomīgi) un īsais kalpošanas laiks, kas nepieņem lielu skaitu iekraušanas un izkraušanas ciklu, svina-skābes akumulatoriem ir nepieciešama regulāra apkope, lai līdzsvarotu ķīmisko sastāvu akumulatorā, tāpēc tā īpašības padarīt to nepiemērotu vidējas vai augstas frekvences izlādei vai lietojumiem, kas ilgst 10 gadus vai ilgāk. To trūkums ir arī zemais izlādes dziļums, kas parasti ir ierobežots līdz 80% ārkārtējos gadījumos vai 20% parastajā darbībā, lai nodrošinātu ilgāku kalpošanas laiku.Pārmērīga izlāde pasliktina akumulatora elektrodus, kas samazina tā spēju uzkrāt enerģiju un ierobežo tā kalpošanas laiku. Svina-skābes akumulatoriem ir nepieciešama pastāvīga to uzlādes stāvokļa uzturēšana, un tie vienmēr jāuzglabā maksimālā uzlādes stāvoklī, izmantojot peldēšanas metodi (uzlādes uzturēšana ar nelielu elektrisko strāvu, kas ir pietiekama, lai atceltu pašizlādes efektu). Šīs baterijas var atrast vairākās versijās.Visizplatītākās ir ventilējamās baterijas, kurās tiek izmantots šķidrais elektrolīts, ar vārstu regulējamām gēla baterijām (VRLA) un akumulatoriem ar elektrolītu, kas iestrādāts stikla šķiedras paklājā (pazīstams kā AGM – absorbējoša stikla paklājs), kuriem ir vidēja veiktspēja un zemākas izmaksas salīdzinājumā ar gēla akumulatoriem. Vārstu regulējamie akumulatori ir praktiski noslēgti, kas novērš elektrolīta noplūdi un izžūšanu.Vārsts darbojas, atbrīvojot gāzes pārslodzes situācijās. Daži svina skābes akumulatori ir izstrādāti stacionāriem rūpnieciskiem lietojumiem un var pieņemt dziļākus izlādes ciklus.Ir arī modernāka versija, kas ir svina-oglekļa akumulators.Elektrodiem pievienotie materiāli uz oglekļa bāzes nodrošina lielāku uzlādes un izlādes strāvu, lielāku enerģijas blīvumu un ilgāku kalpošanas laiku. Viena no svina-skābes akumulatoru priekšrocībām (jebkurā no tā variācijām) ir tāda, ka tiem nav nepieciešama sarežģīta uzlādes vadības sistēma (kā tas ir litija akumulatoru gadījumā, ko mēs redzēsim tālāk).Svina akumulatoriem ir daudz mazāka iespēja aizdegties un eksplodēt, ja tie ir pārlādēti, jo to elektrolīts nav viegli uzliesmojošs kā litija akumulatoros. Arī neliela pārlādēšana šāda veida akumulatoros nav bīstama.Pat dažiem uzlādes kontrolieriem ir izlīdzināšanas funkcija, kas nedaudz pārlādē akumulatoru vai akumulatora banku, liekot visiem akumulatoriem sasniegt pilnībā uzlādētu stāvokli. Izlīdzināšanas procesa laikā akumulatoriem, kas galu galā pilnībā uzlādējas pirms citiem, bez riska nedaudz palielinās spriegums, kamēr strāva plūst normāli caur elementu sērijveida savienojumu.Tādā veidā mēs varam teikt, ka svina akumulatoriem ir iespēja dabiski izlīdzināties, un neliela nelīdzsvarotība starp akumulatora vai bankas akumulatoriem nerada risku. Veiktspēja:Svina-skābes akumulatoru efektivitāte ir daudz zemāka nekā litija akumulatoriem.Lai gan efektivitāte ir atkarīga no uzlādes ātruma, parasti tiek pieņemts, ka turp un atpakaļ efektivitāte ir 85%. Noliktavas ietilpība:Svina-skābes akumulatoriem ir dažādi spriegumi un izmēri, taču tie sver 2–3 reizes vairāk uz kWh nekā litija dzelzs fosfāts atkarībā no akumulatora kvalitātes. Akumulatora izmaksas:Svina-skābes akumulatori ir par 75% lētāki nekā litija dzelzs fosfāta akumulatori, taču neļaujiet sevi apmānīt ar zemo cenu.Šos akumulatorus nevar ātri uzlādēt vai izlādēt, tiem ir daudz īsāks kalpošanas laiks, tiem nav aizsargājošas akumulatora vadības sistēmas, un tiem var būt nepieciešama arī iknedēļas apkope.Tas kopumā rada augstākas izmaksas par ciklu, nekā ir saprātīgi, lai samazinātu enerģijas izmaksas vai atbalstītu lieljaudas ierīces. Litija baterijas kā rezerves akumulatoru mājai Pašlaik komerciāli visveiksmīgākās baterijas ir litija jonu akumulatori.Pēc litija jonu tehnoloģijas izmantošanas pārnēsājamām elektroniskām ierīcēm tā ir nonākusi rūpniecisko lietojumu, energosistēmu, fotoelektriskās enerģijas uzglabāšanas un elektrisko transportlīdzekļu jomās. Litija jonu akumulatoridaudzos aspektos pārspēj daudzus citus uzlādējamo bateriju veidus, tostarp enerģijas uzglabāšanas ietilpību, darba ciklu skaitu, uzlādes ātrumu un izmaksu efektivitāti.Šobrīd vienīgā problēma ir drošība, augstā temperatūrā var aizdegties viegli uzliesmojoši elektrolīti, tādēļ ir jāizmanto elektroniskās vadības un uzraudzības sistēmas. Litijs ir vieglākais no visiem metāliem, tam ir visaugstākais elektroķīmiskais potenciāls, un tas piedāvā lielāku tilpuma un masas enerģijas blīvumu nekā citas zināmās akumulatoru tehnoloģijas. Litija jonu tehnoloģija ir devusi iespēju izmantot enerģijas uzglabāšanas sistēmas, kas galvenokārt saistītas ar periodiskiem atjaunojamiem enerģijas avotiem (saules un vēja enerģiju), kā arī ir veicinājusi elektrisko transportlīdzekļu ieviešanu. Litija jonu akumulatori, ko izmanto energosistēmās un elektriskajos transportlīdzekļos, ir šķidrā tipa.Šīs baterijas izmanto tradicionālo elektroķīmisko bateriju struktūru ar diviem elektrodiem, kas iegremdēti šķidrā elektrolīta šķīdumā. Atdalītājus (porainus izolācijas materiālus) izmanto, lai mehāniski atdalītu elektrodus, vienlaikus nodrošinot brīvu jonu kustību caur šķidro elektrolītu. Elektrolīta galvenā iezīme ir ļaut vadīt jonu strāvu (ko veido joni, kas ir atomi ar elektronu pārpalikumu vai trūkumu), vienlaikus neļaujot elektroniem iziet cauri (kā tas notiek vadošos materiālos).Jonu apmaiņa starp pozitīvajiem un negatīvajiem elektrodiem ir elektroķīmisko bateriju darbības pamats. Litija bateriju pētījumi ir meklējami 1970. gados, un tehnoloģija nobriedās un sāka komerciāli izmantot aptuveni 90. gados. Litija polimēru akumulatori (ar polimēru elektrolītiem) tagad tiek izmantoti akumulatoru tālruņos, datoros un dažādās mobilajās ierīcēs, aizstājot vecās niķeļa-kadmija baterijas, kuru galvenā problēma ir "atmiņas efekts", kas pamazām samazina atmiņas ietilpību.Kad akumulators ir uzlādēts, pirms tas ir pilnībā izlādējies. Salīdzinot ar vecākiem niķeļa-kadmija akumulatoriem, īpaši svina-skābes akumulatoriem, litija jonu akumulatoriem ir lielāks enerģijas blīvums (uzglabā vairāk enerģijas uz tilpumu), tiem ir zemāks pašizlādes koeficients, un tie var izturēt lielāku uzlādi un izlādes ciklu skaitu. , kas nozīmē ilgu kalpošanas laiku. Aptuveni 2000. gadu sākumā litija baterijas sāka izmantot automobiļu rūpniecībā.Aptuveni 2010. gadā litija jonu akumulatori ieguva interesi par elektroenerģijas uzglabāšanu dzīvojamās telpās unliela mēroga ESS (Energy Storage System) sistēmas, galvenokārt tāpēc, ka visā pasaulē arvien vairāk tiek izmantoti enerģijas avoti.Neregulāra atjaunojamā enerģija (saules un vēja enerģija). Litija jonu akumulatoriem var būt dažāda veiktspēja, kalpošanas laiks un izmaksas atkarībā no to izgatavošanas veida.Ir ierosināti vairāki materiāli, galvenokārt elektrodiem. Parasti litija akumulators sastāv no metāliska litija bāzes elektroda, kas veido akumulatora pozitīvo spaili, un oglekļa (grafīta) elektroda, kas veido negatīvo spaili. Atkarībā no izmantotās tehnoloģijas litija bāzes elektrodiem var būt dažādas struktūras.Litija bateriju ražošanā visbiežāk izmantotie materiāli un šo akumulatoru galvenie raksturlielumi ir šādi: Litija un kobalta oksīdi (LCO):Augsta īpatnējā enerģija (Wh/kg), laba uzglabāšanas jauda un apmierinošs kalpošanas laiks (ciklu skaits), piemērots elektroniskām ierīcēm, trūkums ir īpatnējā jauda (W/kg) Mazs, samazinot iekraušanas un izkraušanas ātrumu; Litija un mangāna oksīdi (LMO):pieļauj lielas uzlādes un izlādes strāvas ar zemu īpatnējo enerģiju (Wh/kg), kas samazina uzglabāšanas jaudu; Litijs, niķelis, mangāns un kobalts (NMC):Apvieno LCO un LMO akumulatoru īpašības. Turklāt niķeļa klātbūtne sastāvā palīdz palielināt īpatnējo enerģiju, nodrošinot lielāku uzglabāšanas jaudu.Niķeli, mangānu un kobaltu var izmantot dažādās proporcijās (lai atbalstītu vienu vai otru) atkarībā no lietošanas veida.Kopumā šīs kombinācijas rezultāts ir akumulators ar labu veiktspēju, labu uzglabāšanas ietilpību, ilgu kalpošanas laiku un zemām izmaksām. Litijs, niķelis, mangāns un kobalts (NMC):Apvieno LCO un LMO akumulatoru funkcijas.Turklāt niķeļa klātbūtne sastāvā palīdz paaugstināt īpatnējo enerģiju, nodrošinot lielāku uzglabāšanas jaudu.Niķeli, mangānu un kobaltu var izmantot dažādās proporcijās atkarībā no lietošanas veida (lai veicinātu vienu vai otru raksturlielumu).Kopumā šīs kombinācijas rezultāts ir akumulators ar labu veiktspēju, labu uzglabāšanas ietilpību, labu kalpošanas laiku un mērenām izmaksām.Šāda veida akumulatori ir plaši izmantoti elektriskajos transportlīdzekļos un ir piemēroti arī stacionārām enerģijas uzkrāšanas sistēmām; Litija dzelzs fosfāts (LFP):LFP kombinācija nodrošina akumulatorus ar labu dinamisko veiktspēju (uzlādes un izlādes ātrumu), ilgāku kalpošanas laiku un paaugstinātu drošību, pateicoties tā labajai termiskajai stabilitātei.Niķeļa un kobalta trūkums to sastāvā samazina izmaksas un palielina šo bateriju pieejamību masveida ražošanai.Lai gan tā uzglabāšanas ietilpība nav lielākā, elektrisko transportlīdzekļu un enerģijas uzglabāšanas sistēmu ražotāji to ir pieņēmuši daudzo izdevīgo īpašību, īpaši zemo izmaksu un labās izturības dēļ; Litijs un titāns (LTO):Nosaukums attiecas uz baterijām, kuru vienā no elektrodiem ir titāns un litijs, aizstājot oglekli, savukārt otrs elektrods ir tas pats, ko izmanto vienā no citiem elektrodiem (piemēram, NMC — litijs, mangāns un kobalts).Neskatoties uz zemo īpatnējo enerģiju (kas nozīmē samazinātu uzglabāšanas ietilpību), šai kombinācijai ir laba dinamiskā veiktspēja, laba drošība un ievērojami pagarināts kalpošanas laiks.Šāda veida baterijas var izturēt vairāk nekā 10 000 darbības ciklus ar 100% izlādes dziļumu, savukārt cita veida litija baterijas var pieņemt aptuveni 2000 ciklus. LiFePO4 akumulatori pārspēj svina-skābes akumulatorus ar ārkārtīgi augstu cikla stabilitāti, maksimālu enerģijas blīvumu un minimālu svaru.Ja akumulators regulāri tiek izlādēts no 50% DOD un pēc tam pilnībā uzlādēts, LiFePO4 akumulators var veikt līdz pat 6500 uzlādes cikliem.Tādējādi papildu investīcijas atmaksājas ilgtermiņā, un cenas / veiktspējas attiecība joprojām ir nepārspējama.Tie ir vēlamā izvēle nepārtrauktai lietošanai kā saules baterijas. Veiktspēja:Akumulatora uzlādei un atbrīvošanai ir 98% kopējā cikla efektivitāte, vienlaikus ātri uzlādējot un izlaižot laiku, kas ir mazāks par 2 stundām, un pat ātrāk, lai samazinātu kalpošanas laiku. Noliktavas ietilpība: litija dzelzs fosfāta akumulatoru komplekti var būt virs 18 kWh, kas aizņem mazāk vietas un sver mazāk nekā tādas pašas jaudas svina-skābes akumulators. Akumulatora izmaksas: Litija dzelzs fosfāts parasti maksā dārgāk nekā svina-skābes akumulatori, taču parasti tam ir zemākas cikla izmaksas, jo ir ilgāks kalpošanas laiks.