Hata mwaka wa 2022, hifadhi ya PV bado itakuwa mada motomoto zaidi, na hifadhi rudufu ya betri ya makazi ndiyo sehemu inayokua kwa kasi zaidi ya sola, ikitengeneza masoko mapya na fursa za upanuzi wa urejeshaji wa nishati ya jua kwa nyumba na biashara kubwa na ndogo duniani kote.Hifadhi ya betri ya makazini muhimu kwa nyumba yoyote ya jua, hasa katika tukio la dhoruba au dharura nyingine. Badala ya kusafirisha nishati ya jua ya ziada kwenye gridi ya taifa, vipi kuhusu kuihifadhi kwenye betri kwa dharura? Lakini nishati ya jua iliyohifadhiwa inawezaje kuwa na faida? Tutakujulisha kuhusu gharama na faida ya mfumo wa kuhifadhi betri ya nyumbani na kueleza mambo muhimu unayopaswa kukumbuka unaponunua mfumo sahihi wa hifadhi. Je! Mfumo wa Kuhifadhi Betri ya Makazi ni nini?Je, Unafanya Kazi Gani? Hifadhi ya betri ya makazi au mfumo wa hifadhi ya photovoltaic ni nyongeza muhimu kwa mfumo wa photovoltaic ili kufaidika na manufaa ya mfumo wa jua na itakuwa na jukumu muhimu zaidi katika kuharakisha uingizwaji wa nishati ya mafuta kwa nishati mbadala. Betri ya nyumbani ya sola huhifadhi umeme unaotokana na nishati ya jua na kuitoa kwa opereta kwa wakati unaohitajika. Nguvu ya chelezo ya betri ni rafiki wa mazingira na mbadala wa gharama nafuu kwa jenereta za gesi. Wale wanaotumia mfumo wa photovoltaic kuzalisha umeme wenyewe watafikia haraka mipaka yake. Wakati wa mchana, mfumo hutoa nguvu nyingi za jua, basi tu hakuna mtu nyumbani wa kuitumia. Wakati wa jioni, kwa upande mwingine, umeme mwingi unahitajika - lakini basi jua haliwaka tena. Ili kufidia pengo hili la usambazaji, umeme wa gharama kubwa zaidi ununuliwa kutoka kwa waendeshaji wa gridi ya taifa. 
Katika hali hii, hifadhi ya betri ya makazi ni karibu kuepukika. Hii ina maana kwamba umeme usiotumiwa kutoka mchana unapatikana jioni na usiku. Umeme unaojitengeneza unapatikana kwa hiyo saa nzima na bila kujali hali ya hewa. Kwa njia hii, matumizi ya nishati ya jua inayozalishwa yenyewe huongezeka hadi 80%. Kiwango cha kujitosheleza, yaani, uwiano wa matumizi ya umeme unaofunikwa na mfumo wa jua, huongezeka hadi 60%. Hifadhi rudufu ya betri ya makazi ni ndogo sana kuliko jokofu na inaweza kupachikwa ukutani kwenye chumba cha matumizi. Mifumo ya kisasa ya kuhifadhi ina akili nyingi inayoweza kutumia utabiri wa hali ya hewa na kanuni za kujifunzia ili kupunguza matumizi ya kaya kwa kiwango cha juu zaidi. Kufikia uhuru wa nishati haijawahi kuwa rahisi - hata kama nyumba itabaki kushikamana na gridi ya taifa. Je, Mfumo wa Kuhifadhi Betri ya Nyumbani Unafaa? Ni Mambo Gani Yanayotegemea? Hifadhi ya betri ya makazi ni muhimu ili nyumba inayotumia nishati ya jua iendelee kufanya kazi wakati wa kukatika kwa gridi ya taifa na kwa hakika itafanya kazi jioni. Lakini vivyo hivyo, betri za jua huboresha uchumi wa mfumo wa biashara kwa kuweka nishati ya umeme ya jua ambayo bila shaka ingerudishwa kwenye gridi ya taifa kwa hasara, ili tu kusambaza tena nguvu hizo za umeme wakati mwingine wakati nguvu ni ya gharama kubwa zaidi. Hifadhi ya betri ya nyumba hulinda mmiliki wa nishati ya jua dhidi ya hitilafu za gridi ya taifa na hulinda uchumi wa mfumo wa biashara dhidi ya marekebisho katika mifumo ya bei ya nishati. Ikiwa inafaa kuwekeza au la inategemea mambo kadhaa: Kiwango cha gharama za uwekezaji. Gharama ya chini kwa kila saa ya kilowati ya uwezo, haraka mfumo wa uhifadhi utajilipia. Maisha yabetri ya jua ya nyumbani Udhamini wa mtengenezaji wa miaka 10 ni desturi katika sekta hiyo. Hata hivyo, maisha marefu yenye manufaa yanafikiriwa. Betri nyingi za nyumbani za sola zilizo na teknolojia ya lithiamu-ioni hufanya kazi kwa uhakika kwa angalau miaka 20. Sehemu ya umeme wa kujitegemea Kadiri uhifadhi wa jua unavyoongeza matumizi ya kibinafsi, kuna uwezekano mkubwa wa kuwa na faida. Gharama za umeme unaponunuliwa kutoka kwenye gridi ya taifa Wakati bei ya umeme ni ya juu, wamiliki wa mifumo ya photovoltaic huokoa kwa kuteketeza umeme wa kujitegemea. Katika miaka michache ijayo, bei ya umeme inatarajiwa kuendelea kupanda, hivyo wengi wanaona betri za jua kama uwekezaji wa busara. Ushuru unaounganishwa na gridi ya taifa Kadiri wamiliki wa mfumo wa jua wachanga wanavyopokea kwa kilowati-saa, ndivyo inavyolipa zaidi kuhifadhi umeme badala ya kuuingiza kwenye gridi ya taifa. Katika kipindi cha miaka 20 iliyopita, ushuru unaounganishwa na Gridi umepungua kwa kasi na utaendelea kufanya hivyo. Ni Aina Gani za Mifumo ya Kuhifadhi Nishati ya Betri ya Nyumbani Inapatikana? Mifumo ya chelezo ya betri ya nyumbani hutoa manufaa mengi, ikiwa ni pamoja na uthabiti, uokoaji wa gharama na uzalishaji wa umeme uliogatuliwa (pia hujulikana kama "mifumo ya nishati inayosambazwa nyumbani"). Kwa hivyo ni aina gani za betri za nyumbani za jua? Je, tuchagueje? Uainishaji wa Kitendaji kwa Kazi ya Hifadhi Nakala: 1. Ugavi wa Nguvu wa UPS Nyumbani Hii ni huduma ya kiwango cha kiviwanda kwa ajili ya nishati mbadala inahitaji hospitali, vyumba vya data, serikali ya shirikisho au masoko ya kijeshi kwa kawaida kuhitaji kwa utendakazi endelevu wa vifaa vyao muhimu na pia nyeti. Ukiwa na usambazaji wa umeme wa UPS wa nyumba, taa katika nyumba yako zinaweza hata zisimeze ikiwa gridi ya umeme itashindwa. Nyumba nyingi hazihitaji au kunuia kulipia kiwango hiki cha kutegemewa - isipokuwa zinatumia vifaa muhimu vya kliniki nyumbani kwako. 2. 'Interruptible' Ugavi wa Nguvu (nyumba kamili-up). Hatua ifuatayo ya kushuka kutoka kwa UPS ndiyo tutaiita kama 'ugavi wa umeme unaokatizwa', au IPS. IPS hakika itawezesha nyumba yako yote kuendelea kutumia nishati ya jua na betri ikiwa gridi ya taifa itapungua, lakini hakika utapata muda mfupi (sekunde chache) ambapo kila kitu kinakuwa cheusi au kijivu ndani ya nyumba yako kama mfumo wa kuhifadhi nakala. inaingia kwenye vifaa. Huenda ukahitaji kuweka upya saa zako za kielektroniki zinazometa, lakini zaidi ya hayo utaweza kutumia kila kifaa chako cha nyumbani kama kawaida ungefanya kwa muda mrefu kama betri zako zinadumu. 3. Ugavi wa Umeme wa Hali ya Dharura (uhifadhi wa sehemu). Utendaji fulani wa nishati mbadala hufanya kazi kwa kuwezesha mzunguko wa hali ya dharura inapogundua kuwa gridi ya taifa imepungua. Hii itaruhusu vifaa vya umeme vya nyumba vilivyounganishwa na saketi hii- kwa kawaida friji, taa na vile vile vituo vichache vya umeme vilivyojitolea- kuendelea na uendeshaji wa betri na/au paneli za photovoltaic kwa muda wa kukatika. Aina hii ya hifadhi rudufu ina uwezekano mkubwa wa kuwa mojawapo ya chaguo maarufu zaidi, la busara na la kirafiki kwa nyumba duniani kote, kwani kuendesha nyumba nzima kwenye benki ya betri kutazimaliza haraka. 4. Sehemu ya Mfumo wa Uhifadhi wa Jua na Uhifadhi usio na gridi. Chaguo la mwisho ambalo linaweza kuvutia macho ni 'mfumo wa sehemu ya nje ya gridi'. Kwa mfumo wa sehemu ya nje ya gridi ya taifa, dhana ni kutoa eneo maalum la 'off-grid' la nyumbani, ambalo huendelea kufanya kazi kwenye mfumo wa jua na betri mkubwa wa kutosha kujihudumia bila kuvuta nishati kutoka kwa gridi ya taifa. Kwa njia hii, kura zinazohitajika za familia (jokofu, taa, n.k) hubakia zimewashwa hata kama gridi ya taifa itapungua, bila usumbufu wowote. Zaidi ya hayo, kwa kuwa nishati ya jua na betri zina ukubwa wa kufanya kazi peke yake bila gridi ya taifa, hakutakuwa na haja ya kutenga matumizi ya nishati isipokuwa vifaa vya ziada vingechomekwa kwenye saketi ya nje ya gridi ya taifa. Uainishaji kutoka kwa Teknolojia ya Kemia ya Betri: Betri za Asidi-Asidi Kama Hifadhi Nakala ya Betri ya Makazi 
Betri za asidi ya risasini betri za zamani zaidi zinazoweza kuchajiwa na betri ya bei ya chini zaidi inayopatikana kwa hifadhi ya nishati kwenye soko. Walionekana mwanzoni mwa karne iliyopita, katika miaka ya 1900, na hadi leo kubaki betri zilizopendekezwa katika maombi mengi kutokana na uimara wao na gharama nafuu. Hasara zao kuu ni msongamano wao wa chini wa nishati (ni nzito na kubwa) na muda wao mfupi wa maisha, kutokubali idadi kubwa ya mizunguko ya upakiaji na upakuaji, betri za asidi ya risasi zinahitaji matengenezo ya mara kwa mara ili kusawazisha kemia kwenye betri, kwa hivyo sifa zake. kuifanya isifae kwa utiaji wa kati hadi wa juu-frequency au programu zinazodumu miaka 10 au zaidi. Pia wana hasara ya kina cha chini cha kutokwa, ambayo kwa kawaida ni mdogo kwa 80% katika hali mbaya au 20% katika operesheni ya kawaida, kwa maisha marefu. Utoaji mwingi huharibu elektrodi za betri, ambayo hupunguza uwezo wake wa kuhifadhi nishati na kupunguza maisha yake. Betri za asidi ya risasi zinahitaji matengenezo ya mara kwa mara ya hali yao ya malipo na inapaswa kuhifadhiwa kila wakati kwa kiwango cha juu cha malipo kupitia mbinu ya kuelea (utunzaji wa malipo na mkondo mdogo wa umeme, wa kutosha kufuta athari ya kutokwa kwa kibinafsi). Betri hizi zinaweza kupatikana katika matoleo kadhaa. Ya kawaida zaidi ni betri zinazotoa hewa, zinazotumia elektroliti kioevu, betri za gel zinazodhibitiwa na vali (VRLA) na betri zilizo na elektroliti iliyopachikwa kwenye mkeka wa glasi ya fiberglass (inayojulikana kama AGM - mkeka wa glasi unaofyonza), ambazo zina utendaji wa kati na kupunguza gharama ikilinganishwa na betri za gel. Betri zinazodhibitiwa na valves zimefungwa kivitendo, ambayo huzuia kuvuja na kukausha kwa electrolyte. Valve hufanya kazi katika kutolewa kwa gesi katika hali ya kuzidisha. Baadhi ya betri za asidi ya risasi hutengenezwa kwa ajili ya matumizi ya viwandani yasiyotulia na zinaweza kukubali mizunguko ya kina ya kutokwa. Pia kuna toleo la kisasa zaidi, ambalo ni betri ya risasi-kaboni. Nyenzo zenye msingi wa kaboni zilizoongezwa kwenye elektroni hutoa malipo ya juu na mikondo ya kutokwa, msongamano mkubwa wa nishati na maisha marefu. Faida moja ya betri za asidi ya risasi (katika tofauti zake zozote) ni kwamba hazihitaji mfumo wa kisasa wa usimamizi wa malipo (kama ilivyo kwa betri za lithiamu, ambazo tutaona ijayo). Betri za risasi zina uwezekano mdogo wa kuwaka moto na kulipuka zinapochajiwa kupita kiasi kwa sababu elektroliti yake haiwezi kuwaka kama ile ya betri ya lithiamu. Pia, chaji kidogo sio hatari katika aina hizi za betri. Hata baadhi ya vidhibiti vya chaji vina kipengele cha kusawazisha ambacho huchaji betri au benki ya betri kidogo, hivyo kusababisha betri zote kufikia hali ya chaji kikamilifu. Wakati wa mchakato wa kusawazisha, betri ambazo hatimaye huchajiwa kikamilifu kabla ya nyingine zitakuwa na voltage yao kuongezeka kidogo, bila hatari, wakati sasa inapita kawaida kupitia ushirikiano wa serial wa vipengele. Kwa njia hii, tunaweza kusema kwamba betri za risasi zina uwezo wa kusawazisha kwa kawaida na usawa mdogo kati ya betri za betri au kati ya betri za benki hazitoi hatari. Utendaji:Ufanisi wa betri za asidi ya risasi ni chini sana kuliko ile ya betri za lithiamu. Ingawa ufanisi unategemea kiwango cha malipo, ufanisi wa safari ya kwenda na kurudi wa 85% kwa kawaida hufikiriwa. Uwezo wa kuhifadhi:Betri za asidi ya risasi huja katika viwango na ukubwa mbalimbali, lakini zina uzito mara 2-3 zaidi kwa kWh kuliko fosfati ya chuma ya lithiamu, kulingana na ubora wa betri. Gharama ya betri:Betri za asidi ya risasi zina bei ya chini kwa 75% kuliko betri za lithiamu iron fosfeti, lakini usidanganywe na bei ya chini. Betri hizi haziwezi kuchajiwa au kuchajiwa haraka, zina maisha mafupi zaidi, hazina mfumo wa udhibiti wa betri unaokinga, na pia zinaweza kuhitaji matengenezo ya kila wiki. Hii husababisha jumla ya gharama ya juu kwa kila mzunguko kuliko inavyofaa kupunguza gharama za nishati au kuauni vifaa vya kazi nzito. Betri za Lithiamu Kama Hifadhi Nakala ya Betri ya Makazi 
Hivi sasa, betri zilizofanikiwa zaidi kibiashara ni betri za lithiamu-ioni. Baada ya teknolojia ya lithiamu-ioni kutumika kwa vifaa vya elektroniki vya kubebeka, imeingia katika nyanja za matumizi ya viwandani, mifumo ya nguvu, uhifadhi wa nishati ya Photovoltaic na magari ya umeme. Betri za lithiamu-ionhushinda aina nyingine nyingi za betri zinazoweza kuchajiwa tena katika vipengele vingi, ikiwa ni pamoja na uwezo wa kuhifadhi nishati, idadi ya mizunguko ya ushuru, kasi ya kuchaji na ufaafu wa gharama. Hivi sasa, suala pekee ni usalama, elektroliti zinazowaka zinaweza kupata moto kwa joto la juu, ambalo linahitaji matumizi ya mifumo ya udhibiti wa umeme na ufuatiliaji. Lithiamu ndiyo metali nyepesi kuliko zote, ina uwezo wa juu zaidi wa kemikali ya kielektroniki, na inatoa msongamano wa juu wa ujazo na nishati nyingi kuliko teknolojia zingine zinazojulikana za betri. Teknolojia ya lithiamu-ioni imefanya uwezekano wa kuendesha matumizi ya mifumo ya kuhifadhi nishati, hasa inayohusishwa na vyanzo vya nishati mbadala vya vipindi (jua na upepo), na pia imesababisha kupitishwa kwa magari ya umeme. Betri za lithiamu-ion zinazotumiwa katika mifumo ya nguvu na magari ya umeme ni za aina ya kioevu. Betri hizi hutumia muundo wa jadi wa betri ya electrochemical, na elektroni mbili zilizowekwa kwenye suluhisho la elektroliti kioevu. Separators (vifaa vya kuhami vya porous) hutumiwa kutenganisha electrodes mitambo huku kuruhusu harakati ya bure ya ions kupitia electrolyte ya kioevu. Kipengele kikuu cha elektroliti ni kuruhusu upitishaji wa mkondo wa ionic (unaoundwa na ioni, ambazo ni atomi zilizo na ziada au ukosefu wa elektroni), huku kutoruhusu elektroni kupita (kama inavyotokea katika nyenzo za conductive). Kubadilishana kwa ions kati ya electrodes chanya na hasi ni msingi wa utendaji wa betri za electrochemical. Utafiti juu ya betri za lithiamu unaweza kufuatiliwa hadi miaka ya 1970, na teknolojia ilikomaa na kuanza kutumika kibiashara karibu miaka ya 1990. Betri za polymer ya lithiamu (zenye elektroliti za polymer) sasa hutumiwa katika simu za betri, kompyuta na vifaa anuwai vya rununu, kuchukua nafasi ya betri za zamani za nickel-cadmium, shida kuu ambayo ni "athari ya kumbukumbu" ambayo hupunguza polepole uwezo wa kuhifadhi. Wakati betri imechajiwa kabla haijawashwa kabisa. Ikilinganishwa na betri za zamani za nikeli-cadmium, hasa betri za asidi ya risasi, betri za lithiamu-ioni zina msongamano mkubwa wa nishati (huhifadhi nishati zaidi kwa kila ujazo), zina mgawo wa chini wa kujitoa, na zinaweza kuhimili chaji zaidi na Idadi ya mizunguko ya kutokwa. , ambayo ina maana maisha ya huduma ya muda mrefu. Karibu miaka ya mapema ya 2000, betri za lithiamu zilianza kutumika katika tasnia ya magari. Karibu 2010, betri za lithiamu-ion zilipata riba katika uhifadhi wa nishati ya umeme katika matumizi ya makazi namifumo mikubwa ya ESS (Mfumo wa Uhifadhi wa Nishati)., hasa kutokana na kuongezeka kwa matumizi ya vyanzo vya nishati duniani kote. Nishati mbadala ya muda mfupi (jua na upepo). Betri za Lithium-ion zinaweza kuwa na utendakazi tofauti, muda wa maisha na gharama, kulingana na jinsi zimetengenezwa. Vifaa kadhaa vimependekezwa, hasa kwa electrodes. Kwa kawaida, betri ya lithiamu huwa na elektrodi yenye msingi wa lithiamu ambayo huunda terminal chanya ya betri na elektrodi ya kaboni (graphite) ambayo huunda terminal hasi. Kulingana na teknolojia inayotumiwa, electrodes ya lithiamu inaweza kuwa na miundo tofauti. Nyenzo zinazotumiwa sana kwa utengenezaji wa betri za lithiamu na sifa kuu za betri hizi ni kama ifuatavyo. Oksidi za Lithiamu na Cobalt (LCO):Nishati maalum ya juu (Wh/kg), uwezo mzuri wa kuhifadhi na maisha ya kuridhisha (idadi ya mizunguko), yanafaa kwa vifaa vya elektroniki, hasara ni nguvu maalum (W/kg) Ndogo, kupunguza kasi ya upakiaji na upakuaji; Oksidi za Lithiamu na Manganese (LMO):kuruhusu malipo ya juu na mikondo ya kutokwa na nishati maalum ya chini (Wh / kg), ambayo inapunguza uwezo wa kuhifadhi; Lithiamu, Nickel, Manganese na Cobalt (NMC):Inachanganya mali ya betri za LCO na LMO.Kwa kuongeza, uwepo wa nickel katika utungaji husaidia kuongeza nishati maalum, kutoa uwezo mkubwa wa kuhifadhi. Nickel, manganese na cobalt zinaweza kutumika kwa uwiano tofauti (kusaidia moja au nyingine) kulingana na aina ya maombi. Kwa ujumla, matokeo ya mchanganyiko huu ni betri yenye utendaji mzuri, uwezo mzuri wa kuhifadhi, maisha marefu, na gharama ya chini. Lithiamu, nikeli, manganese na cobalt (NMC):Inachanganya vipengele vya betri za LCO na LMO. Aidha, uwepo wa nickel katika utungaji husaidia kuongeza nishati maalum, kutoa uwezo mkubwa wa kuhifadhi. Nickel, manganese na cobalt inaweza kutumika kwa idadi tofauti, kulingana na aina ya maombi (kupendelea tabia moja au nyingine). Kwa ujumla, matokeo ya mchanganyiko huu ni betri yenye utendaji mzuri, uwezo mzuri wa kuhifadhi, maisha mazuri, na gharama ya wastani. Aina hii ya betri imetumika sana katika magari ya umeme na pia inafaa kwa mifumo ya uhifadhi wa nishati iliyosimama; Lithium Iron Phosphate (LFP):Mchanganyiko wa LFP hutoa betri na utendaji mzuri wa nguvu (chaji na kasi ya kutokwa), maisha ya kupanuliwa na usalama ulioongezeka kutokana na utulivu wake mzuri wa joto. Kutokuwepo kwa nickel na cobalt katika muundo wao hupunguza gharama na huongeza upatikanaji wa betri hizi kwa ajili ya utengenezaji wa wingi. Ingawa uwezo wake wa kuhifadhi sio wa juu zaidi, umepitishwa na watengenezaji wa magari ya umeme na mifumo ya kuhifadhi nishati kwa sababu ya sifa zake nyingi za faida, haswa gharama yake ya chini na uimara mzuri; Lithiamu na Titanium (LTO):Jina linamaanisha betri ambazo zina titani na lithiamu katika moja ya elektroni, kuchukua nafasi ya kaboni, wakati electrode ya pili ni sawa na kutumika katika moja ya aina nyingine (kama vile NMC - lithiamu, manganese na cobalt). Licha ya nishati mahususi ya chini (ambayo hutafsiri kuwa uwezo mdogo wa kuhifadhi), mchanganyiko huu una utendakazi mzuri unaobadilika, usalama mzuri, na maisha ya huduma yaliyoongezeka sana. Betri za aina hii zinaweza kukubali zaidi ya mizunguko 10,000 ya uendeshaji kwa kina cha 100% cha kutokwa, wakati aina zingine za betri za lithiamu zinakubali karibu mizunguko 2,000. Betri za LiFePO4 hufanya kazi vizuri zaidi kuliko betri za asidi ya risasi zenye uthabiti wa juu sana wa mzunguko, msongamano wa juu wa nishati na uzani mdogo. Ikiwa betri itatolewa mara kwa mara kutoka 50% ya DOD na kisha imejaa chaji, betri ya LiFePO4 inaweza kufanya hadi mizunguko 6,500 ya chaji. Kwa hivyo uwekezaji wa ziada hulipa kwa muda mrefu, na uwiano wa bei / utendaji unabaki kuwa hauwezi kushindwa. Ni chaguo linalopendekezwa kwa matumizi ya kuendelea kama betri za jua. Utendaji:Kuchaji na kutoa betri kuna ufanisi wa jumla wa mzunguko wa 98% wakati inachajiwa haraka na pia kutolewa kwa mifumo ya muda ya chini ya saa 2- na hata haraka zaidi kwa maisha yaliyopungua. Uwezo wa kuhifadhi: Vifurushi vya betri ya fosforasi ya chuma ya lithiamu vinaweza kuwa zaidi ya kWh 18, ambayo hutumia nafasi kidogo na uzito wa chini ya betri ya asidi ya risasi ya uwezo sawa. Gharama ya betri: Fosfati ya chuma ya lithiamu huwa na gharama kubwa zaidi kuliko betri za asidi ya risasi, lakini kwa kawaida huwa na gharama ya chini ya mzunguko kutokana na maisha marefu zaidi.
Habari
