Residential Battery Backup 2022 Guide |Typer, kostnader, fordeler..

Selv i 2022 vil PV-lagring fortsatt være det hotteste temaet, og backup av batterier til boliger er det raskest voksende segmentet av solenergi, og skaper nye markeder og utvidelsesmuligheter for solenergi ettermontering for store og små boliger og bedrifter rundt om i verden.Residential batteri backuper kritisk for ethvert solcellehus, spesielt i tilfelle storm eller annen nødsituasjon.I stedet for å eksportere overflødig solenergi til nettet, hva med å lagre den i batterier for nødsituasjoner?Men hvordan kan lagret solenergi være lønnsomt?Vi vil informere deg om kostnadene og lønnsomheten til et lagringssystem for hjemmebatterier og skissere de viktigste punktene du bør huske på når du kjøper riktig lagringssystem. Hva er lagringssystem for boligbatterier? Hvordan fungerer det? Et boligbatterilager eller solcellelagringssystem er et nyttig tillegg til solcelleanlegget for å dra nytte av fordelene ved et solcelleanlegg og vil spille en stadig viktigere rolle for å akselerere erstatningen av fossilt brensel med fornybar energi.Solcellehjemmebatteriet lagrer elektrisiteten som genereres fra solenergi og frigir den til operatøren på ønsket tidspunkt.Batterireservestrøm er et miljøvennlig og kostnadseffektivt alternativ til gassgeneratorer. De som bruker et solcelleanlegg til å produsere strøm selv, vil raskt nå grensene.Ved middagstid leverer systemet rikelig med solenergi, bare da er det ingen hjemme som kan bruke det.Om kvelden trengs det derimot rikelig med strøm – men da skinner ikke solen lenger.For å kompensere for dette forsyningsgapet kjøpes den vesentlig dyrere strømmen fra nettoperatøren. I denne situasjonen er en sikkerhetskopi av boligbatteri nesten uunngåelig.Det betyr at den ubrukte strømmen fra dagen er tilgjengelig på kvelden og natten.Egenprodusert strøm er dermed tilgjengelig hele døgnet og uansett vær.På denne måten økes bruken av egenprodusert solenergi til opptil 80 %.Selvforsyningsgraden, dvs. andelen av strømforbruket som dekkes av solsystemet, øker til opptil 60 %. En backup for boligbatteri er mye mindre enn et kjøleskap og kan monteres på en vegg i vaskerommet.Moderne lagringssystemer inneholder mye intelligens som kan bruke værmeldinger og selvlærende algoritmer for å trimme husholdningen til maksimalt eget forbruk.Det har aldri vært enklere å oppnå energiuavhengighet – selv om hjemmet forblir koblet til nettet. Er lagringssystem for hjemmebatterier verdt det?Hva er faktorene som avhenger av? Oppbevaring av boligbatterier er nødvendig for at et solcelledrevet hjem skal forbli i drift under strømbrudd og vil sikkert også fungere om kvelden.Men på samme måte forbedrer solcellebatterier systemets forretningsøkonomi ved å holde elektrisk solenergi som ellers ville blitt tilbudt tilbake til nettet med tap, bare for å omdisponere den elektriske kraften noen ganger når strømmen er mest kostbar.Husbatterilagring sikrer solcelleeieren mot nettfeil og skjermer systemet bedriftsøkonomi versus modifikasjoner i energiprisrammer. Hvorvidt det er verdt å investere i avhenger av flere faktorer: Nivå på investeringskostnader. Jo lavere kostnad per kilowattime kapasitet, desto raskere vil lagringssystemet betale for seg selv. Levetiden tilsolenergi hjemmebatteri En produsentgaranti på 10 år er vanlig i bransjen.Det forutsettes imidlertid lengre brukstid.De fleste solcellehusbatterier med litiumionteknologi fungerer pålitelig i minst 20 år. Andel egenforbrukt strøm Jo mer solcellelagring øker egenforbruket, jo mer sannsynlig er det at det lønner seg. Strømkostnader ved kjøp fra nettet Når strømprisene er høye, sparer eiere av solcelleanlegg ved å konsumere den egenproduserte strømmen.De neste årene forventes strømprisene å fortsette å stige, så mange anser solcellebatterier som en klok investering. Netttilknyttede tariffer Jo mindre solcelleeiere mottar per kilowattime, jo mer lønner det seg for dem å lagre strømmen i stedet for å mate den inn i nettet.I løpet av de siste 20 årene har netttilknyttede tariffer falt jevnt og trutt og vil fortsette å gjøre det. Hvilke typer energilagringssystemer for hjemmebatterier er tilgjengelige? Backupsystemer for hjemmebatteri gir en rekke fordeler, inkludert motstandskraft, kostnadsbesparelser og desentralisert strømproduksjon (også kjent som "hjemmedistribuerte energisystemer").Så hva er kategoriene for solcellebatterier til hjemmet?Hvordan skal vi velge? Funksjonell klassifisering etter sikkerhetskopifunksjon: 1. Strømforsyning for hjemme UPS Dette er en industriklassetjeneste for reservekraft som krever som sykehus, datarom, føderale myndigheter eller militære markeder vanligvis krever for kontinuerlig drift av deres essensielle og også sensitive enheter.Med en hus-UPS-strømforsyning kan det hende at lysene i hjemmet ditt ikke engang flimrer hvis strømnettet svikter.De fleste hjem trenger eller har ikke til hensikt å betale for denne graden av pålitelighet – med mindre de kjører avgjørende klinisk utstyr i hjemmet ditt. 2. 'Avbrytbar' strømforsyning (back-up for fullt hus). Det følgende trinnet ned fra en UPS er det vi vil kalle "avbruddsfri strømforsyning", eller IPS.En IPS vil sikkert gjøre det mulig for hele huset ditt å fortsette å gå på solenergi og batterier hvis nettet går ned, men du vil garantert oppleve en kort periode (et par sekunder) hvor alt blir svart eller grått i huset ditt som backup-system går inn i utstyr.Det kan hende du må tilbakestille de blinkende elektroniske klokkene, men bortsett fra det vil du kunne bruke alle hvitevarene dine som du normalt ville gjort så lenge batteriene dine varer. 3. Nødsituasjon Strømforsyning (delvis backup). Noe reservestrømfunksjonalitet fungerer ved å aktivere en nødsituasjonskrets når den oppdager at nettet faktisk har gått ned.Dette vil tillate husets strømenheter som er koblet til denne kretsen – vanligvis kjøleskap, lys og noen få dedikerte stikkontakter – å fortsette driften av batteriene og/eller solcellepanelene under strømbruddet.Denne typen sikkerhetskopiering er mest sannsynlig et av de mest populære, rimelige og budsjettvennlige alternativene for hjem rundt om i verden, ettersom å kjøre et helt hus på en batteribank vil raskt tømme dem. 4. Delvis off-grid Solar & Storage System. Et siste alternativ som kan være iøynefallende er et "delvis off-grid system".Med et delvis off-grid-system er konseptet å produsere et dedikert "off-grid"-område i hjemmet, som kontinuerlig opererer på et solcelle- og batterisystem som er stort nok til å opprettholde seg selv uten å trekke strøm fra nettet.På denne måten forblir nødvendige familiepartier (kjøleskap, lys osv.) på selv om nettet går ned, uten noen form for forstyrrelse.I tillegg, siden solenergien og batteriene er dimensjonert for å fungere for alltid av seg selv uten nettet, ville det ikke være behov for å tildele strømforbruk med mindre ekstra enheter ble koblet til kretsen utenfor nettet. Klassifisering fra Battery Chemistry Technology: Bly-syre-batterier som sikkerhetskopi av boligbatteri Bly-syre batterierer de eldste oppladbare batteriene og laveste batteriene tilgjengelig for energilagring på markedet.De dukket opp på begynnelsen av forrige århundre, på 1900-tallet, og er den dag i dag de foretrukne batteriene i mange applikasjoner på grunn av deres robusthet og lave kostnader. Deres viktigste ulemper er deres lave energitetthet (de er tunge og klumpete) og deres korte levetid, som ikke aksepterer et stort antall laste- og lossesykluser, blysyrebatterier krever regelmessig vedlikehold for å balansere kjemien i batteriet, så dets egenskaper gjør den uegnet for middels til høyfrekvent utladning eller applikasjoner som varer i 10 år eller mer. De har også ulempen med lav utladningsdybde, som typisk er begrenset til 80 % i ekstreme tilfeller eller 20 % ved vanlig drift, for lengre levetid.Overutlading degraderer batteriets elektroder, noe som reduserer evnen til å lagre energi og begrenser levetiden. Bly-syrebatterier krever konstant vedlikehold av ladetilstanden og bør alltid lagres i maksimal ladetilstand gjennom flyteteknikken (vedlikehold av ladning med en liten elektrisk strøm, tilstrekkelig til å avbryte selvutladingseffekten). Disse batteriene finnes i flere versjoner.De vanligste er ventilerte batterier, som bruker flytende elektrolytt, ventilregulerte gelbatterier (VRLA) og batterier med elektrolytt innebygd i glassfibermatte (kjent som AGM – absorberende glassmatte), som har middels ytelse og reduserte kostnader sammenlignet med gelbatterier. Ventilregulerte batterier er praktisk talt forseglet, noe som forhindrer lekkasje og uttørking av elektrolytten.Ventilen virker ved frigjøring av gasser i overladede situasjoner. Noen blybatterier er utviklet for stasjonære industrielle applikasjoner og kan akseptere dypere utladningssykluser.Det finnes også en mer moderne versjon, som er bly-karbon-batteriet.Karbonbaserte materialer lagt til elektrodene gir høyere lade- og utladningsstrømmer, høyere energitetthet og lengre levetid. En fordel med bly-syre-batterier (i alle varianter) er at de ikke trenger et sofistikert ladestyringssystem (som tilfellet er med litiumbatterier, som vi skal se neste gang).Blybatterier har mye mindre sannsynlighet for å ta fyr og eksplodere når de overlades fordi elektrolytten deres ikke er brennbar som litiumbatterier. Litt overlading er heller ikke farlig i denne typen batterier.Selv noen ladekontrollere har en utjevningsfunksjon som overlader batteriet eller batteribanken litt, noe som får alle batterier til å nå fulladet tilstand. Under utjevningsprosessen vil batteriene som til slutt blir fulladet før de andre få spenningen litt økt, uten risiko, mens strømmen flyter normalt gjennom den serielle assosiasjonen av elementer.På denne måten kan vi si at blybatterier har evnen til å utjevne naturlig og små ubalanser mellom batteriene i et batteri eller mellom batteriene i en bank gir ingen risiko. Opptreden:Effektiviteten til bly-syre-batterier er mye lavere enn for litiumbatterier.Selv om effektiviteten avhenger av ladehastigheten, antas det vanligvis en tur-retur-effektivitet på 85 %. Lagringskapasitet:Bly-syrebatterier kommer i en rekke spenninger og størrelser, men veier 2-3 ganger mer per kWh enn litiumjernfosfat, avhengig av kvaliteten på batteriet. Batterikostnad:Blysyrebatterier er 75 % billigere enn litiumjernfosfatbatterier, men ikke la deg lure av den lave prisen.Disse batteriene kan ikke lades eller utlades raskt, har mye kortere levetid, har ikke et beskyttende batteristyringssystem, og kan også kreve ukentlig vedlikehold.Dette resulterer i en samlet høyere kostnad per syklus enn det som er rimelig for å redusere strømkostnadene eller støtte kraftige apparater. Litiumbatterier som sikkerhetskopi av boligbatteri For tiden er de mest kommersielt vellykkede batteriene litium-ion-batterier.Etter at litium-ion-teknologi er brukt på bærbare elektroniske enheter, har den gått inn i feltene industrielle applikasjoner, kraftsystemer, fotovoltaisk energilagring og elektriske kjøretøy. Litium-ion batterierutkonkurrere mange andre typer oppladbare batterier i mange aspekter, inkludert energilagringskapasitet, antall driftssykluser, ladehastighet og kostnadseffektivitet.Foreløpig er det eneste problemet sikkerhet, brennbare elektrolytter kan ta fyr ved høye temperaturer, noe som krever bruk av elektroniske kontroll- og overvåkingssystemer. Litium er det letteste av alle metaller, har det høyeste elektrokjemiske potensialet, og tilbyr høyere volumetriske og masseenergitettheter enn andre kjente batteriteknologier. Litium-ion-teknologi har gjort det mulig å drive bruken av energilagringssystemer, hovedsakelig knyttet til intermitterende fornybare energikilder (sol og vind), og har også drevet bruken av elektriske kjøretøy. Litium-ion-batterier som brukes i kraftsystemer og elektriske kjøretøy er av væsketypen.Disse batteriene bruker den tradisjonelle strukturen til et elektrokjemisk batteri, med to elektroder nedsenket i en flytende elektrolyttløsning. Separatorer (porøse isolasjonsmaterialer) brukes til å mekanisk separere elektrodene mens de tillater fri bevegelse av ioner gjennom den flytende elektrolytten. Hovedtrekket til en elektrolytt er å tillate ledning av ionestrøm (dannet av ioner, som er atomer med overskudd eller mangel på elektroner), mens den ikke lar elektroner passere gjennom (som skjer i ledende materialer).Utvekslingen av ioner mellom positive og negative elektroder er grunnlaget for funksjonen til elektrokjemiske batterier. Forskning på litiumbatterier kan spores tilbake til 1970-tallet, og teknologien modnet og begynte kommersiell bruk rundt 1990-tallet. Litiumpolymerbatterier (med polymerelektrolytter) brukes nå i batteritelefoner, datamaskiner og ulike mobile enheter, og erstatter eldre nikkel-kadmium-batterier, hvor hovedproblemet er "minneeffekten" som gradvis reduserer lagringskapasiteten.Når batteriet er ladet før det er helt utladet. Sammenlignet med eldre nikkel-kadmium-batterier, spesielt bly-syre-batterier, har litium-ion-batterier en høyere energitetthet (lagrer mer energi per volum), har en lavere selvutladningskoeffisient, og tåler mer lading og antall utladingssykluser , som betyr lang levetid. Rundt tidlig på 2000-tallet begynte litiumbatterier å bli brukt i bilindustrien.Rundt 2010 fikk litium-ion-batterier interesse for lagring av elektrisk energi i boligapplikasjoner ogstorskala ESS (Energy Storage System) systemer, hovedsakelig på grunn av økt bruk av strømkilder over hele verden.Intermitterende fornybar energi (sol og vind). Litium-ion-batterier kan ha forskjellig ytelse, levetid og kostnader, avhengig av hvordan de er laget.Flere materialer er foreslått, hovedsakelig for elektroder. Et litiumbatteri består vanligvis av en metallisk litiumbasert elektrode som danner den positive polen til batteriet og en karbon (grafitt) elektrode som danner den negative polen. Avhengig av teknologien som brukes, kan litiumbaserte elektroder ha forskjellige strukturer.De mest brukte materialene for produksjon av litiumbatterier og hovedegenskapene til disse batteriene er som følger: Litium- og koboltoksider (LCO):Høy spesifikk energi (Wh/kg), god lagringskapasitet og tilfredsstillende levetid (antall sykluser), egnet for elektroniske enheter, ulempe er spesifikk effekt (W/kg) Liten, reduserer laste- og lossehastigheten; Litium- og manganoksider (LMO):tillate høye lade- og utladningsstrømmer med lav spesifikk energi (Wh/kg), noe som reduserer lagringskapasiteten; Litium, nikkel, mangan og kobolt (NMC):Kombinerer egenskapene til LCO- og LMO-batterier.I tillegg bidrar tilstedeværelsen av nikkel i sammensetningen til å øke den spesifikke energien, og gir større lagringskapasitet.Nikkel, mangan og kobolt kan brukes i varierende proporsjoner (for å støtte det ene eller det andre) avhengig av brukstype.Samlet sett er resultatet av denne kombinasjonen et batteri med god ytelse, god lagringskapasitet, lang levetid og lav pris. Litium, nikkel, mangan og kobolt (NMC):Kombinerer funksjonene til LCO- og LMO-batterier.I tillegg bidrar tilstedeværelsen av nikkel i sammensetningen til å øke den spesifikke energien, og gir større lagringskapasitet.Nikkel, mangan og kobolt kan brukes i forskjellige proporsjoner, avhengig av typen bruk (for å favorisere en eller annen egenskap).Generelt er resultatet av denne kombinasjonen et batteri med god ytelse, god lagringskapasitet, god levetid og moderate kostnader.Denne typen batteri har vært mye brukt i elektriske kjøretøy og er også egnet for stasjonære energilagringssystemer; Litiumjernfosfat (LFP):LFP-kombinasjonen gir batterier god dynamisk ytelse (lade- og utladningshastighet), forlenget levetid og økt sikkerhet på grunn av sin gode termiske stabilitet.Fraværet av nikkel og kobolt i sammensetningen reduserer kostnadene og øker tilgjengeligheten av disse batteriene for masseproduksjon.Selv om lagringskapasiteten ikke er den høyeste, har den blitt tatt i bruk av produsenter av elektriske kjøretøy og energilagringssystemer på grunn av dens mange fordelaktige egenskaper, spesielt dens lave kostnader og gode robusthet; Litium og titan (LTO):Navnet refererer til batterier som har titan og litium i en av elektrodene, som erstatter karbonet, mens den andre elektroden er den samme som brukes i en av de andre typene (som NMC – litium, mangan og kobolt).Til tross for den lave spesifikke energien (som gir redusert lagringskapasitet), har denne kombinasjonen god dynamisk ytelse, god sikkerhet og kraftig økt levetid.Batterier av denne typen kan akseptere mer enn 10 000 driftssykluser ved 100 % utladningsdybde, mens andre typer litiumbatterier aksepterer rundt 2000 sykluser. LiFePO4-batterier utkonkurrerer bly-syre-batterier med ekstremt høy syklusstabilitet, maksimal energitetthet og minimal vekt.Hvis batteriet regelmessig utlades fra 50 % DOD og deretter fulladet, kan LiFePO4-batteriet utføre opptil 6500 ladesykluser.Så den ekstra investeringen lønner seg i det lange løp, og forholdet mellom pris og ytelse forblir uslåelig.De er det foretrukne valget for kontinuerlig bruk som solcellebatterier. Opptreden:Lading og utløsning av batteriet har en total sykluseffektivitet på 98 %, samtidig som det lades raskt og frigjøres i tidsrammer på mindre enn 2 timer – og enda raskere for redusert levetid. Lagringskapasitet: en litiumjernfosfatbatteripakke kan være over 18 kWh, som bruker mindre plass og veier mindre enn et blybatteri med samme kapasitet. Batterikostnad: Litiumjernfosfat har en tendens til å koste mer enn blybatterier, men har vanligvis lavere sykluskostnad som følge av lengre levetid