Дори през 2022 г. фотоволтаичното съхранение ще продължи да бъде най-горещата тема, а резервното захранване от батерии за жилищни сгради е най-бързо развиващият се сегмент от слънчевата енергия, създавайки нови пазари и възможности за разширяване на модернизацията на слънчевата енергия за домове и бизнеси, големи и малки, по целия свят.Резервна батерия за жилищни помещенияе от решаващо значение за всеки слънчев дом, особено в случай на буря или друга извънредна ситуация. Вместо да изнасяте излишната слънчева енергия към мрежата, какво ще кажете за съхранението ѝ в батерии за спешни случаи? Но как съхранената слънчева енергия може да бъде печеливша? Ще ви информираме за цената и рентабилността на домашна система за съхранение на батерии и ще очертаем ключовите моменти, които трябва да имате предвид, когато купувате правилната система за съхранение. Какво представлява системата за съхранение на батерии за жилищни сгради? Как работи? Домашната система за съхранение на енергия от батерии или фотоволтаична система е полезно допълнение към фотоволтаичната система, за да се възползвате от предимствата на слънчевата система и ще играе все по-важна роля в ускоряването на замяната на изкопаемите горива с възобновяема енергия. Домашната слънчева батерия съхранява електричеството, генерирано от слънчева енергия, и го освобождава на оператора в необходимото време. Резервното захранване от батерии е екологична и рентабилна алтернатива на газовите генератори. Тези, които използват фотоволтаична система, за да произвеждат сами електроенергия, бързо ще достигнат нейните граници. По обяд системата осигурява изобилие от слънчева енергия, само че тогава няма никой у дома, който да я използва. Вечер, от друга страна, е необходимо много електричество – но тогава слънцето вече не грее. За да се компенсира тази липса на доставки, значително по-скъпата електроенергия се закупува от оператора на мрежата. 
В тази ситуация, резервното захранване от жилищна батерия е почти неизбежно. Това означава, че неизползваната електроенергия от деня е налична вечер и през нощта. По този начин, собствено произведената електроенергия е налична денонощно и независимо от времето. По този начин използването на собствено произведена слънчева енергия се увеличава до 80%. Степента на самодостатъчност, т.е. делът на потреблението на електроенергия, който се покрива от слънчевата система, се увеличава до 60%. Резервната батерия за жилищни сгради е много по-малка от хладилник и може да се монтира на стена в сервизното помещение. Съвременните системи за съхранение съдържат много интелигентни технологии, които могат да използват прогнози за времето и самообучащи се алгоритми, за да намалят потреблението на енергия в домакинството до максимална собствена консумация. Постигането на енергийна независимост никога не е било по-лесно – дори ако домът остава свързан към електрическата мрежа. Струва ли си домашната система за съхранение на батерии? От какви фактори зависи? Съхранението на енергия в жилищни батерии е необходимо, за да може дом, захранван със слънчева енергия, да продължи да работи по време на прекъсвания на мрежата и със сигурност ще работи и през нощта. Но също така, слънчевите батерии подобряват икономическата ефективност на системата, като запазват слънчевата електроенергия, която иначе би била върната обратно в мрежата на загуба, само за да я преразпределят, когато токът е най-скъп. Съхранението на енергия в жилищни батерии предпазва собственика на слънчевата енергия от повреди в мрежата и защитава икономическата ефективност на системата от промени в ценовите рамки на енергията. Дали си струва да инвестирате в него зависи от няколко фактора: Ниво на инвестиционните разходи. Колкото по-ниска е цената на киловатчас капацитет, толкова по-бързо системата за съхранение ще се изплати. Живот наслънчева батерия за дома Гаранцията на производителя от 10 години е обичайна в индустрията. Предполага се обаче по-дълъг експлоатационен живот. Повечето домашни слънчеви батерии с литиево-йонна технология функционират надеждно поне 20 години. Дял на собствено потребление на електроенергия Колкото повече слънчевото съхранение увеличава собственото потребление, толкова по-вероятно е то да си струва. Разходи за електроенергия при закупуване от мрежата Когато цените на електроенергията са високи, собствениците на фотоволтаични системи спестяват, като консумират самостоятелно генерираната електроенергия. През следващите няколко години се очаква цените на електроенергията да продължат да се покачват, така че мнозина смятат слънчевите батерии за разумна инвестиция. Тарифи, свързани към мрежата Колкото по-малко получават собствениците на слънчеви системи за киловатчас, толкова повече им се изгодно е да съхраняват електроенергията, вместо да я подават в мрежата. През последните 20 години тарифите за свързване към мрежата непрекъснато намаляват и ще продължат да намаляват. Какви видове системи за съхранение на енергия в домашни условия са налични? Системите за резервно захранване на дома предлагат множество предимства, включително устойчивост, икономии на разходи и децентрализирано производство на електроенергия (известни също като „домашни разпределени енергийни системи“). И така, какви са категориите домашни слънчеви батерии? Как да изберем? Функционална класификация по функция за архивиране: 1. Домашно UPS захранване Това е услуга от индустриален клас за резервно захранване, необходимо на болници, информационни зали, федерално правителство или военни пазари за непрекъснатата работа на техните основни и чувствителни устройства. С домашно UPS захранване, светлините във вашия дом може дори да не трептят, ако електропреносната мрежа се повреди. Повечето домове не се нуждаят или не възнамеряват да плащат за тази степен на надеждност - освен ако не използват важно клинично оборудване в дома си. 2. „Непрекъсваемо“ захранване (резервно захранване за цялата къща). Следващата стъпка от UPS е това, което ще наречем „прекъсваемо захранване“ или IPS. IPS ще позволи на целия ви дом да продължи да работи на слънчева енергия и батерии, ако мрежата спре, но ще изпитате кратък период (няколко секунди), в който всичко в дома ви става черно или сиво, когато резервната система влезе в оборудването. Може да се наложи да рестартирате мигащите си електронни часовници, но освен това ще можете да използвате всичките си домакински уреди както обикновено, докато батериите ви издържат. 3. Захранване при аварийни ситуации (частично резервно). Някои функции за резервно захранване работят чрез активиране на аварийна верига, когато установят, че захранването в мрежата е намаляло. Това ще позволи на домашните електрически устройства, свързани към тази верига – обикновено хладилници, лампи, както и няколко специални електрически контакта – да продължат да работят с батерии и/или фотоволтаични панели по време на прекъсването на захранването. Този вид резервно захранване е най-популярният, разумен и евтин вариант за домове по света, тъй като захранването на цяла къща с батерия бързо ще ги изтощи. 4. Частично автономна слънчева и акумулаторна система. Последният вариант, който може да привлече вниманието, е „частично офсетова система“. При частично офсетовата система концепцията е да се създаде специална „офсетова“ зона в дома, която непрекъснато работи със слънчева и батерийна система, достатъчно голяма, за да се самоиздържа, без да черпи енергия от мрежата. По този начин необходимите домакински уреди (хладилници, осветление и др.) остават включени, дори ако мрежата спре, без никакво прекъсване. Освен това, тъй като слънчевата енергия и батериите са оразмерени да работят вечно самостоятелно без мрежата, няма да има нужда от разпределяне на потреблението на енергия, освен ако допълнителни устройства не бъдат включени към офсетовата верига. Класификация от технологията на батериите: Оловно-киселинните батерии като резервна батерия за жилищни сгради 
Оловно-киселинни батерииса най-старите акумулаторни батерии и най-евтините батерии за съхранение на енергия, предлагани на пазара. Те се появяват в началото на миналия век, през 1900-те години, и до ден днешен остават предпочитаните батерии в много приложения поради своята здравина и ниска цена. Основните им недостатъци са ниската енергийна плътност (тежки и обемисти са) и краткият им живот. Тъй като не издържат на голям брой цикли на зареждане и разтоварване, оловно-киселинните батерии изискват редовна поддръжка, за да се балансира химичният състав в батерията, така че характеристиките им я правят неподходяща за средно- до високочестотно разреждане или приложения, които траят 10 или повече години. Те имат и недостатъка на ниската дълбочина на разреждане, която обикновено е ограничена до 80% в екстремни случаи или 20% при нормална работа, за по-дълъг живот. Преразреждането влошава електродите на батерията, което намалява способността ѝ да съхранява енергия и ограничава живота ѝ. Оловно-киселинните батерии изискват постоянно поддържане на нивото си на заряд и винаги трябва да се съхраняват в максимално ниво на заряд чрез техниката на флотация (поддържане на заряда с малък електрически ток, достатъчен за неутрализиране на ефекта на саморазреждане). Тези батерии могат да бъдат намерени в няколко варианта. Най-разпространени са вентилираните батерии, които използват течен електролит, вентилно регулираните гел батерии (VRLA) и батериите с електролит, вграден в фибростъкло (известно като AGM – абсорбиращо стъклено фолио), които имат междинна производителност и намалена цена в сравнение с гел батериите. Батериите с регулируем вентил са практически запечатани, което предотвратява изтичане и изсъхване на електролита. Вентилът действа за отделянето на газове в ситуации на презареждане. Някои оловно-киселинни батерии са разработени за стационарни промишлени приложения и могат да поемат по-дълбоки цикли на разреждане. Съществува и по-модерна версия, която е оловно-въглеродната батерия. Добавените към електродите материали на въглеродна основа осигуряват по-високи токове на заряд и разряд, по-висока енергийна плътност и по-дълъг живот. Едно от предимствата на оловно-киселинните батерии (във всички техни варианти) е, че те не се нуждаят от сложна система за управление на заряда (както е при литиевите батерии, което ще видим по-нататък). Оловните батерии са много по-малко склонни да се запалят и експлодират при презареждане, защото техният електролит не е запалим като този на литиевите батерии. Също така, лекото презареждане не е опасно при тези видове батерии. Дори някои контролери за зареждане имат функция за изравняване, която леко презарежда батерията или батерията, карайки всички батерии да достигнат напълно заредено състояние. По време на процеса на изравняване, батериите, които евентуално се заредят напълно преди останалите, ще имат леко повишено напрежение, без риск, докато токът протича нормално през серийното свързване на елементите. По този начин можем да кажем, че оловните батерии имат способността да се изравняват естествено и малки дисбаланси между батериите на една батерия или между батериите на една батерия не представляват риск. Производителност:Ефективността на оловно-киселинните батерии е много по-ниска от тази на литиевите батерии. Въпреки че ефективността зависи от скоростта на зареждане, обикновено се приема, че ефикатното съотношение на заряд/разряд е 85%. Капацитет за съхранение:Оловно-киселинните батерии се предлагат в различни напрежения и размери, но тежат 2-3 пъти повече на kWh от литиево-железния фосфат, в зависимост от качеството на батерията. Цена на батерията:Оловно-киселинните батерии са със 75% по-евтини от литиево-железно-фосфатните батерии, но не се заблуждавайте от ниската цена. Тези батерии не могат да се зареждат или разреждат бързо, имат много по-кратък живот, нямат защитна система за управление на батерията и може да изискват седмична поддръжка. Това води до по-високи общи разходи за цикъл, отколкото е разумно за намаляване на разходите за енергия или поддръжка на тежкотоварни уреди. Литиеви батерии като резервна батерия за жилищни помещения 
В момента най-успешните в търговската мрежа батерии са литиево-йонните батерии. След като литиево-йонната технология е приложена в преносимите електронни устройства, тя навлиза в областите на индустриалните приложения, енергийните системи, фотоволтаичното съхранение на енергия и електрическите превозни средства. Литиево-йонни батериипревъзхождат много други видове акумулаторни батерии в много аспекти, включително капацитет за съхранение на енергия, брой работни цикли, скорост на зареждане и икономическа ефективност. В момента единственият проблем е безопасността, запалимите електролити могат да се запалят при високи температури, което изисква използването на електронни системи за управление и наблюдение. Литият е най-лекият от всички метали, има най-висок електрохимичен потенциал и предлага по-висока обемна и масова енергийна плътност от други известни технологии за батерии. Литиево-йонната технология направи възможно използването на системи за съхранение на енергия, свързани главно с периодични възобновяеми енергийни източници (слънчева и вятърна), а също така стимулира приемането на електрически превозни средства. Литиево-йонните батерии, използвани в енергийните системи и електрическите превозни средства, са от течен тип. Тези батерии използват традиционната структура на електрохимична батерия, с два електрода, потопени в течен електролитен разтвор. Сепаратори (порести изолационни материали) се използват за механично разделяне на електродите, като същевременно позволяват свободното движение на йони през течния електролит. Основната характеристика на електролита е да позволява провеждането на йонен ток (образуван от йони, които са атоми с излишък или липса на електрони), като същевременно не позволява преминаването на електрони (както се случва в проводимите материали). Обменът на йони между положителните и отрицателните електроди е основата за функционирането на електрохимичните батерии. Изследванията на литиевите батерии могат да бъдат проследени до 70-те години на миналия век, а технологията е узряла и започва да се използва за търговски цели около 90-те години. Литиево-полимерните батерии (с полимерни електролити) сега се използват в телефони, компютри и различни мобилни устройства, замествайки по-старите никел-кадмиеви батерии, чийто основен проблем е „ефектът на паметта“, който постепенно намалява капацитета за съхранение. Когато батерията се зарежда, преди да се разреди напълно. В сравнение с по-старите никел-кадмиеви батерии, особено оловно-киселинните, литиево-йонните батерии имат по-висока енергийна плътност (съхраняват повече енергия на обем), имат по-нисък коефициент на саморазреждане и могат да издържат на повече цикли на зареждане и разреждане, което означава дълъг експлоатационен живот. Около началото на 2000-те години литиевите батерии започват да се използват в автомобилната индустрия. Около 2010 г. литиево-йонните батерии предизвикват интерес за съхранение на електрическа енергия в жилищни приложения и...мащабни системи за съхранение на енергия (ESS), главно поради увеличеното използване на енергийни източници в световен мащаб. Непрекъсната възобновяема енергия (слънчева и вятърна). Литиево-йонните батерии могат да имат различна производителност, живот и цена, в зависимост от това как са направени. Предложени са няколко материала, главно за електроди. Обикновено литиево-йонната батерия се състои от метален електрод на литиева основа, който образува положителния извод на батерията, и въглероден (графитен) електрод, който образува отрицателния извод. В зависимост от използваната технология, електродите на литиева основа могат да имат различни структури. Най-често използваните материали за производството на литиеви батерии и основните характеристики на тези батерии са следните: Литиеви и кобалтови оксиди (LCO):Висока специфична енергия (Wh/kg), добър капацитет за съхранение и задоволителен живот (брой цикли), подходящ за електронни устройства, недостатък е малката специфична мощност (W/kg), намаляваща скоростта на товарене и разтоварване; Литиеви и манганови оксиди (LMO):позволяват високи токове на заряд и разряд с ниска специфична енергия (Wh/kg), което намалява капацитета за съхранение; Литий, никел, манган и кобалт (NMC):Комбинира свойствата на LCO и LMO батерии. Освен това, наличието на никел в състава спомага за увеличаване на специфичната енергия, осигурявайки по-голям капацитет за съхранение. Никел, манган и кобалт могат да се използват в различни пропорции (за подпомагане на едното или другото) в зависимост от вида на приложението. Като цяло, резултатът от тази комбинация е батерия с добра производителност, добър капацитет за съхранение, дълъг живот и ниска цена. Литий, никел, манган и кобалт (NMC):Съчетава характеристиките на LCO и LMO батерии. Освен това, наличието на никел в състава спомага за повишаване на специфичната енергия, осигурявайки по-голям капацитет за съхранение. Никел, манган и кобалт могат да се използват в различни пропорции, в зависимост от вида на приложението (за да се благоприятства една или друга характеристика). Като цяло, резултатът от тази комбинация е батерия с добра производителност, добър капацитет за съхранение, добър живот и умерена цена. Този тип батерия е широко използвана в електрическите превозни средства и е подходяща и за стационарни системи за съхранение на енергия; Литиево-железен фосфат (ЛЖФ):Комбинацията LFP осигурява на батериите добри динамични характеристики (скорост на зареждане и разреждане), удължен живот и повишена безопасност поради добрата си термична стабилност. Липсата на никел и кобалт в състава им намалява цената и увеличава наличността на тези батерии за масово производство. Въпреки че капацитетът им за съхранение не е най-висок, те са възприети от производителите на електрически превозни средства и системи за съхранение на енергия поради многото си предимства, особено ниската си цена и добрата си здравина; Литий и титан (LTO):Името се отнася до батерии, които имат титан и литий в единия от електродите, замествайки въглерода, докато вторият електрод е същият, използван в един от другите видове (като NMC – литий, манган и кобалт). Въпреки ниската специфична енергия (което се изразява в намален капацитет за съхранение), тази комбинация има добри динамични характеристики, добра безопасност и значително увеличен експлоатационен живот. Батериите от този тип могат да поемат повече от 10 000 работни цикъла при 100% дълбочина на разреждане, докато други видове литиеви батерии поемат около 2000 цикъла. LiFePO4 батериите превъзхождат оловно-киселинните батерии с изключително висока циклична стабилност, максимална енергийна плътност и минимално тегло. Ако батерията се разрежда редовно от 50% DOD и след това се зарежда напълно, LiFePO4 батерията може да изпълни до 6500 цикъла на зареждане. Така допълнителната инвестиция се изплаща в дългосрочен план, а съотношението цена/производителност остава ненадминато. Те са предпочитаният избор за непрекъсната употреба като слънчеви батерии. Производителност:Зареждането и освобождаването на батерията има 98% обща ефективност на циклите, като същевременно се зарежда и освобождава бързо за по-малко от 2 часа – и дори по-бързо за по-кратък живот. Капацитет за съхранениеЛитиево-железно-фосфатните батерии могат да бъдат с капацитет над 18 kWh, което означава, че заемат по-малко място и тежат по-малко от оловно-киселинните батерии със същия капацитет. Цена на батериятаЛитиево-железният фосфат обикновено струва повече от оловно-киселинните батерии, но обикновено има по-ниска цена на цикъла на зареждане и разреждане поради по-голямата дълготрайност.
Новини
