Какую лучшую солнечную батарею вы можете найти для хранения энергии?

  1. Солнечные батареи
  2. Выбор правильной батареи

Эта статья была обновлена ​​в мае 2018 года.

Смотрите также: Какие распространенные типы батарей используются в солнечных + накопительных проектах?

Интерес к накоплению энергии быстро растет. Это не все о жизни вне сетки больше. Хранение помогает решить проблемы изменчивости с использованием возобновляемых источников энергии. Добавление солнечной батареи в жилой проект, связанный с сетью, также позволяет массиву продолжать обеспечивать питание критических нагрузок, когда сеть отключена, вместо того, чтобы отключаться и воздерживаться от выработки электроэнергии. Хранение также может помочь коммерческие потребители снизить пиковые расходы, значительно снижая счета за электроэнергию. Хранилище даже используется на уровне коммунальных служб для оказания вспомогательных услуг в сети. Потребность в хранении растет по мере того, как государства принимают законы о потреблении и другие законы, которые поощряют использование батарей. ,

Батареи для солнечных батарей должны отвечать требованиям нестабильной энергосистемы, интенсивного цикла (зарядка и разрядка) и нерегулярной полной зарядки. Существует множество типов батарей, подходящих для этих уникальных требований. Соображения по выбору батареи включают Стоимость , цикл жизни и установки и поддержание.

Вот взгляд на эти аспекты каждой технологии, а также некоторые лучшие практики при выборе батарей для солнечной установки.

Солнечные батареи

Свинцово-кислотный
Свинцово-кислотные батареи глубокого цикла использовались в возобновляемых источниках энергии и надежно использовались в автономных системах во всем мире на протяжении десятилетий.

Стоимость: Типичные свинцово-кислотные батареи глубокого цикла стоят значительно дешевле, чем литий-ионные.

Езда на велосипеде: свинцово-кислотные батареи с регулируемым клапаном (VRLA) включают в себя абсорбированный стекломат (AGM) и гелевые модели. Многие батареи AGM, доступные на рынке, в основном предназначены для двойного или резервного использования, например, для аварийного резервного копирования, но не для глубокого зацикливания. Тем не мение, новые конструкции AGM с глубоким циклом имеют повышенную производительность и общую выходную мощность, что делает их хорошим выбором для применения в области возобновляемых источников энергии по более низкой цене, чем гелевые батареи.

По факту, Аккумуляторы VRLA с добавленным наноуглеродом более устойчивы к сульфатированию, что может привести к разряду батарей. Углерод замедляет сульфатирование и позволяет аккумулятору заряжаться быстрее и работать чаще, чем традиционная свинцовая кислота. Это делает его хорошим выбором для приложений, в которых аккумулятор находится в состоянии частичного заряда, таких как энергетический арбитраж или отключение от сети.

Замена / техническое обслуживание. Многие факторы, включая первоначальный дизайн и текущее техническое обслуживание, влияют на срок службы батареи, поэтому трудно установить временной интервал, когда батареи потребуют замены. Залитые свинцово-кислотные батареи необходимо регулярно пополнять, потому что электролит, который полностью погружает пластины батарей, испаряется во время зарядки. Корпус батареи нуждается в вентиляции, чтобы предотвратить накопление газообразного водорода до опасного уровня.

AGM и гелевые технологии, однако, являются рекомбинантными, то есть они внутренне преобразуют водород и кислород в воду и не требуют обслуживания. Поскольку в этих батареях нет свободной кислоты, их можно устанавливать в любом положении, кроме как вверх ногами. Поскольку солнечные системы могут находиться в труднодоступных или удаленных районах, преимущество заключается в возможности установки батарей и обеспечения их работы в течение длительных периодов без технического обслуживания.

Утилизация. Правильная утилизация свинцово-кислотных аккумуляторов важна, поскольку они токсичны. К счастью, автомобильная промышленность организовала переработку свинца на ранней стадии. Пластиковые контейнеры и крышки старых батарей также можно нейтрализовать, перезарядить и использовать в новых батарейных ящиках. В некоторых случаях электролит очищается, перерабатывается и продается в качестве электролита аккумуляторного качества. В других случаях содержание сульфата удаляется в виде сульфата аммония и используется в удобрениях. Сепараторы часто используются в качестве источника топлива для процесса переработки. Старые батареи могут быть возвращены продавцу батарей, автосервису, производителю батарей или другим уполномоченным центрам сбора для переработки.

Литий-ионный   Согласно   Монитор солнечной энергии США,   Литий-ионные аккумуляторы являются наиболее распространенной технологией хранения независимо от области применения Литий-ионный
Согласно Монитор солнечной энергии США, Литий-ионные аккумуляторы являются наиболее распространенной технологией хранения независимо от области применения. Существует три типа: чехлы, такие как в смартфонах и планшетах, цилиндрические, например, в электроинструментах, и призматические (которые имеют различную форму), например, в электронных транспортных средствах. Призматические типы часто имеют гофрированные стороны, которые создают воздушные зазоры между соседними ячейками и могут способствовать охлаждению. Призматический может найти применение в аккумулировании солнечной энергии, в частности, в литий-железо-фосфатных (LFP) батареях.

Стоимость: Аналитики Deutsche Bank оценили литий-ионные аккумуляторы примерно в 500 долларов США / кВтч на конец 2014 года , но один производитель сказал, что это ближе к $ 750 до $ 950 / кВтч. В целом они дороже свинцово-кислотных аккумуляторов. Часть этой стоимости исходит от необходимости система управления батареями контролировать напряжение и температуру каждого элемента, чтобы предотвратить чрезмерную зарядку и разрядку. BMS не критична для других технологий, таких как свинцово-кислотная, потому что инвертор или контроллер зарядного устройства могут работать в режиме зарядки аккумулятора. Однако некоторые производители отмечают, что при правильном размере литий-ионные элементы могут снизить стоимость периферийных устройств, таких как контроллеры заряда, компенсировать их более высокую начальную цену и снизить стоимость владения.

Езда на велосипеде: литий-ионные аккумуляторы обычно способны продлить срок службы за время эксплуатации, чем свинцово-кислотные. Это делает их хорошим выбором для применений, когда батареи задействованы для обеспечения вспомогательные услуги в сети такие как сглаживание энергии или поддержка частоты и напряжения. Наиболее важным преимуществом литий-ионного излучения для солнечных батарей является его высокая эффективность зарядки и разрядки, которая помогает собирать больше энергии. Литий-ионные аккумуляторы также теряют свою емкость при простое, что полезно в солнечных установках, где энергия используется только изредка.

Замена / техническое обслуживание: литий-ионные аккумуляторы могут быть легче и автономнее, чем свинцово-кислотные, поэтому их проще устанавливать и заменять. Они могут быть установлены на стене и расположены внутри или снаружи. Они прочные, поэтому не требуют пополнения или обслуживания.

Утилизация : литий-ионные аккумуляторы могут использовать органические или неорганические элементы. Батареи на органической основе не содержат токсинов. Клетки на неорганической основе гораздо сложнее утилизировать. Неорганический литий-ион токсичен, поэтому его следует утилизировать надлежащим образом. Производители поощряют переработку, но часто есть цена. Отработанные литий-ионные элементы имеют небольшую коммерческую ценность. Литий-ионное производство предполагает длительную подготовку и очистку сырья. При переработке металл должен снова пройти аналогичный процесс, поэтому зачастую дешевле добывать первичный материал, чем извлекать его из переработки.

При переработке металл должен снова пройти аналогичный процесс, поэтому зачастую дешевле добывать первичный материал, чем извлекать его из переработки

Проточные батареи
Проточная батарея Использование в длительном хранении растет. В большинстве обычных проточных батарей используются две электролитные жидкости: одна с отрицательно заряженным катодом, а другая с положительно заряженным анодом. Катод и анод разделены мембраной на два резервуара, потому что, если они вступают в контакт друг с другом, батарея закорачивается и требует замены. Это часто происходит с литий-ионными батареями; мембрана со временем разрушается. Но обмен отрицательно и положительно заряженных жидкостей в проточных батареях производит электрический ток без ухудшения качества, обеспечивая более длительный срок службы и быстрое время отклика.

Стоимость. Сравнивая затраты на хранение, проточные батареи часто выходят на первое место в приложениях длительного хранения по сравнению с ионами лития. Это связано с их способностью работать в течение десятилетий при минимальном техническом обслуживании и тем фактом, что материалы электролита можно повторно использовать или продавать.

Замена / техническое обслуживание: мембрана проточной батареи со временем ухудшается, что позволяет проточной батарее работать намного дольше, чем другие технологии. Проточные батареи также требуют минимального обслуживания. С другими технологиями добавление большего количества батарей - единственный способ увеличить часы хранения. Преимущество проточных батарей в том, что вы можете увеличить емкость, просто добавив больше электролита.

Езда на велосипеде: разработчики расходных батарей говорят, что технология не имеет ограничений на езда на велосипеде, и батареи можно заряжать и разряжать полностью, не влияя на срок их службы.

Утилизация: Хотя это зависит от химического состава, проточные батареи, как правило, менее реактивны и их легко утилизировать без риска возникновения пожара. Много раз электролит может быть переработан, что помогает снизить уровень хранения расходных батарей.

Никель кадмий
Никель-кадмиевые или никель-кадмиевые батареи используются с начала 1900-х годов. Хотя они могут не обладать плотностью энергии (мощностью) других технологий, они обеспечивают долгий срок службы и надежность без сложных систем управления.

Стоимость: никель-кадмий относительно недорог по сравнению с другими технологиями.

Замена / техническое обслуживание: никель-кадмиевые батареи вентилируются, чтобы позволить газам рассеиваться. Они традиционно требуют некоторого полива, но новые конструкции позволяют газам рекомбинировать с образованием воды, что делает батарею почти необслуживаемой. Это, наряду со способностью выдерживать экстремальные температуры, делает эти батареи идеальными для автономного применения в суровых условиях. Они использовались для хранения в мегаваттных проектах. ,

Езда на велосипеде: никель-кадмиевые батареи - это прочные батареи с большим сроком службы. Некоторые компании обещают срок службы до 20 лет.

Утилизация: кадмий является опасным материалом. Фактически Европа ограничивает области применения, в которых могут использоваться никель-кадмиевые батареи. Токсичные материалы должны быть удалены перед утилизацией батареи. Однако никель-кадмиевые батареи могут быть переработаны. Кадмий может быть извлечен и повторно использован в новых батареях. Никель может быть извлечен и использован для производства нержавеющей стали.

Выбор правильной батареи

Используйте калькулятор размеров
Размер батареи важен, но часто игнорируется пользователями и установщиками. Аккумуляторы в фотоэлектрических системах обычно недооцениваются из-за стоимости или из-за того, что нагрузка на систему была недооценена. Важно знать потребности клиента в электроэнергии и правильно планировать. Многие онлайн-калькуляторы, предоставляемые производителями аккумуляторов и другим программным обеспечением, упрощают определение емкости аккумулятора для требований к нагрузке.

Учитывайте стоимость владения
Есть несколько факторов, которые следует учитывать при определении общей стоимости владения за срок службы батареи.
Цена. Аккумулятор с низкой ценой всегда привлекателен, но если низкая цена достигается за счет качества и срока службы батареи, необходимость частой замены батареи может со временем повысить стоимость. Вот почему при принятии решения важно учитывать другие вопросы, помимо цены.
Емкость: емкость батареи важна, потому что она измеряет количество энергии, запасенной в батарее.
Напряжение. Необходимо учитывать напряжение батареи аккумуляторов, чтобы убедиться, что оно соответствует системным требованиям. Напряжение аккумуляторной батареи часто определяется спецификациями преобразователя при установке системы постоянного тока в переменный или напряжением нагрузок в системе постоянного тока.
Жизненный цикл: наиболее важным фактором является жизненный цикл, который обеспечивает количество циклов разрядки / зарядки, которые батарея может обеспечить до того, как емкость упадет до определенного процента от номинальной емкости. Аккумуляторы разных производителей могут иметь одинаковую емкость и энергосодержание и быть одинаковыми по весу. Но дизайн, материалы, процесс и качество влияют на продолжительность работы батареи.

Номинальные показатели батареи
Номинальная табличка на аккумуляторе является полностью разработанной емкостью, поэтому вводить в заблуждение тестирование батареи может быть введено в заблуждение сразу же после ее приобретения, поскольку для достижения полной емкости может потребоваться до 100+ циклов. Остерегайтесь батарей, которые обещают полную емкость на момент покупки, или батареи, которые достигают полной емкости всего через несколько циклов. Аккумуляторы с прогревом более 100 циклов всегда будут превосходить те, которые имеют высокую начальную емкость.

Для получения дополнительной информации о батареях и хранении, Смотрите более свежие статьи здесь.
Также посетите наш родственный сайт, Сети накопления энергии.