Ακόμα και το 2022, η αποθήκευση φωτοβολταϊκών θα εξακολουθεί να αποτελεί το πιο καυτό θέμα και η εφεδρική αποθήκευση μπαταριών για οικιακή χρήση είναι ο ταχύτερα αναπτυσσόμενος τομέας της ηλιακής ενέργειας, δημιουργώντας νέες αγορές και ευκαιρίες επέκτασης της ανακαίνισης ηλιακής ενέργειας για κατοικίες και επιχειρήσεις, μεγάλες και μικρές, σε όλο τον κόσμο.Εφεδρική μπαταρία για οικιακή χρήσηείναι κρίσιμη για κάθε ηλιακό σπίτι, ειδικά σε περίπτωση καταιγίδας ή άλλης έκτακτης ανάγκης. Αντί να εξάγετε την πλεονάζουσα ηλιακή ενέργεια στο δίκτυο, τι θα λέγατε να την αποθηκεύσετε σε μπαταρίες για έκτακτες ανάγκες; Αλλά πώς μπορεί η αποθηκευμένη ηλιακή ενέργεια να είναι κερδοφόρα; Θα σας ενημερώσουμε για το κόστος και την κερδοφορία ενός οικιακού συστήματος αποθήκευσης σε μπαταρίες και θα περιγράψουμε τα βασικά σημεία που πρέπει να έχετε κατά νου όταν αγοράζετε το σωστό σύστημα αποθήκευσης. Τι είναι το οικιακό σύστημα αποθήκευσης μπαταριών; Πώς λειτουργεί; Ένα οικιακό σύστημα αποθήκευσης ενέργειας από μπαταρίες ή φωτοβολταϊκό σύστημα αποθήκευσης είναι μια χρήσιμη προσθήκη στο φωτοβολταϊκό σύστημα για την αξιοποίηση των πλεονεκτημάτων ενός ηλιακού συστήματος και θα διαδραματίσει ολοένα και πιο σημαντικό ρόλο στην επιτάχυνση της αντικατάστασης των ορυκτών καυσίμων με ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Η ηλιακή οικιακή μπαταρία αποθηκεύει την ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από την ηλιακή ενέργεια και την απελευθερώνει στον χειριστή στον απαιτούμενο χρόνο. Η εφεδρική ισχύς από μπαταρίες είναι μια φιλική προς το περιβάλλον και οικονομικά αποδοτική εναλλακτική λύση στις γεννήτριες αερίου. Όσοι χρησιμοποιούν ένα φωτοβολταϊκό σύστημα για να παράγουν οι ίδιοι ηλεκτρική ενέργεια θα φτάσουν γρήγορα στα όριά του. Το μεσημέρι, το σύστημα παρέχει άφθονη ηλιακή ενέργεια, μόνο που τότε δεν υπάρχει κανείς στο σπίτι για να τη χρησιμοποιήσει. Το βράδυ, από την άλλη πλευρά, χρειάζεται άφθονη ηλεκτρική ενέργεια - αλλά τότε ο ήλιος δεν λάμπει πλέον. Για να αντισταθμιστεί αυτό το κενό εφοδιασμού, η σημαντικά πιο ακριβή ηλεκτρική ενέργεια αγοράζεται από τον διαχειριστή του δικτύου. 
Σε αυτήν την περίπτωση, η εφεδρική χρήση μπαταρίας για οικιακή χρήση είναι σχεδόν αναπόφευκτη. Αυτό σημαίνει ότι η αχρησιμοποίητη ηλεκτρική ενέργεια της ημέρας είναι διαθέσιμη το βράδυ και τη νύχτα. Η αυτοπαραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια είναι επομένως διαθέσιμη όλο το εικοσιτετράωρο και ανεξάρτητα από τον καιρό. Με αυτόν τον τρόπο, η χρήση αυτοπαραγόμενης ηλιακής ενέργειας αυξάνεται έως και 80%. Ο βαθμός αυτάρκειας, δηλαδή το ποσοστό της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας που καλύπτεται από το ηλιακό σύστημα, αυξάνεται έως και 60%. Μια οικιακή εφεδρική μπαταρία είναι πολύ μικρότερη από ένα ψυγείο και μπορεί να τοποθετηθεί σε έναν τοίχο στο βοηθητικό δωμάτιο. Τα σύγχρονα συστήματα αποθήκευσης περιέχουν μεγάλη ποσότητα νοημοσύνης που μπορεί να χρησιμοποιήσει μετεωρολογικές προβλέψεις και αλγόριθμους αυτοδιδασκαλίας για να περιορίσει το νοικοκυριό στη μέγιστη αυτοκατανάλωση. Η επίτευξη ενεργειακής ανεξαρτησίας δεν ήταν ποτέ ευκολότερη - ακόμα κι αν το σπίτι παραμένει συνδεδεμένο στο δίκτυο. Αξίζει τον κόπο ένα οικιακό σύστημα αποθήκευσης μπαταριών; Από ποιους παράγοντες εξαρτάται; Η οικιακή αποθήκευση σε μπαταρίες είναι απαραίτητη για να λειτουργεί ένα σπίτι με ηλιακή ενέργεια κατά τη διάρκεια διακοπών ρεύματος στο δίκτυο και θα λειτουργεί επίσης το βράδυ. Αλλά επίσης, οι ηλιακές μπαταρίες βελτιώνουν την οικονομία της επιχείρησης του συστήματος διατηρώντας την ηλιακή ενέργεια, η οποία διαφορετικά θα διοχετευόταν πίσω στο δίκτυο με ζημία, απλώς για να αναδιανείμει αυτήν την ενέργεια μερικές φορές όταν η ενέργεια είναι πιο ακριβή. Η οικιακή αποθήκευση σε μπαταρίες προστατεύει τον ιδιοκτήτη ηλιακής ενέργειας από βλάβες στο δίκτυο και προστατεύει την οικονομία της επιχείρησης του συστήματος από αλλαγές στα πλαίσια των τιμών ενέργειας. Το αν αξίζει να επενδύσετε εξαρτάται από διάφορους παράγοντες: Επίπεδο επενδυτικού κόστους. Όσο χαμηλότερο είναι το κόστος ανά κιλοβατώρα χωρητικότητας, τόσο πιο γρήγορα το σύστημα αποθήκευσης θα αποσβέσει τα έξοδά του. Διάρκεια ζωής τουηλιακή μπαταρία σπιτιού Η εγγύηση κατασκευαστή 10 ετών είναι συνήθης στον κλάδο. Ωστόσο, θεωρείται δεδομένη μεγαλύτερη διάρκεια ζωής. Οι περισσότερες ηλιακές οικιακές μπαταρίες με τεχνολογία ιόντων λιθίου λειτουργούν αξιόπιστα για τουλάχιστον 20 χρόνια. Μερίδιο ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλώνεται από τους ίδιους Όσο περισσότερο η ηλιακή αποθήκευση αυξάνει την ιδιοκατανάλωση, τόσο πιο πιθανό είναι να είναι συμφέρουσα. Κόστος ηλεκτρικής ενέργειας κατά την αγορά από το δίκτυο Όταν οι τιμές του ηλεκτρικού ρεύματος είναι υψηλές, οι ιδιοκτήτες φωτοβολταϊκών συστημάτων εξοικονομούν χρήματα καταναλώνοντας την αυτοπαραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια. Τα επόμενα χρόνια, οι τιμές του ηλεκτρικού ρεύματος αναμένεται να συνεχίσουν να αυξάνονται, επομένως πολλοί θεωρούν τις ηλιακές μπαταρίες μια σοφή επένδυση. Τιμολόγια συνδεδεμένα στο δίκτυο Όσο λιγότερα λαμβάνουν οι ιδιοκτήτες ηλιακών συστημάτων ανά κιλοβατώρα, τόσο περισσότερο τους συμφέρει να αποθηκεύουν την ηλεκτρική ενέργεια αντί να την τροφοδοτούν στο δίκτυο. Τα τελευταία 20 χρόνια, τα τιμολόγια που συνδέονται με το δίκτυο έχουν μειωθεί σταθερά και θα συνεχίσουν να μειώνονται. Ποιοι τύποι συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας από μπαταρίες για το σπίτι είναι διαθέσιμοι;? Τα οικιακά συστήματα εφεδρικής χρήσης μπαταριών προσφέρουν πολλά οφέλη, όπως ανθεκτικότητα, εξοικονόμηση κόστους και αποκεντρωμένη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας (γνωστή και ως «οικιακά κατανεμημένα ενεργειακά συστήματα»). Ποιες είναι λοιπόν οι κατηγορίες των οικιακών ηλιακών μπαταριών; Πώς πρέπει να επιλέξουμε; Λειτουργική Ταξινόμηση ανά Λειτουργία Εφεδρικής Χρήσης: 1. Τροφοδοτικό οικιακού UPS Πρόκειται για μια υπηρεσία βιομηχανικού επιπέδου για εφεδρική τροφοδοσία που συνήθως απαιτούν τα νοσοκομεία, οι αίθουσες δεδομένων, η ομοσπονδιακή κυβέρνηση ή οι στρατιωτικές αγορές για τη συνεχή λειτουργία των βασικών και ευαίσθητων συσκευών τους. Με ένα οικιακό τροφοδοτικό UPS, τα φώτα στο σπίτι σας μπορεί να μην τρεμοπαίζουν καν σε περίπτωση διακοπής του ηλεκτρικού δικτύου. Τα περισσότερα σπίτια δεν χρειάζονται ούτε σκοπεύουν να πληρώσουν για αυτό το επίπεδο αξιοπιστίας - εκτός εάν χρησιμοποιούν κρίσιμο ιατρικό εξοπλισμό στο σπίτι σας. 2. «Διακοπτόμενη» παροχή ρεύματος (πλήρης εφεδρική λειτουργία του σπιτιού). Το επόμενο βήμα από ένα UPS είναι αυτό που θα ονομάσουμε «διακοπτόμενη παροχή ρεύματος» ή IPS. Ένα IPS σίγουρα θα επιτρέψει σε ολόκληρο το σπίτι σας να συνεχίσει να λειτουργεί με ηλιακή ενέργεια και μπαταρίες εάν το δίκτυο διακοπεί, αλλά σίγουρα θα αντιμετωπίσετε μια σύντομη περίοδο (μερικών δευτερολέπτων) όπου όλα στο σπίτι σας μαυρίζουν ή γκριζάρουν καθώς το εφεδρικό σύστημα εισέρχεται στον εξοπλισμό. Μπορεί να χρειαστεί να επαναφέρετε τα ηλεκτρονικά ρολόγια που αναβοσβήνουν, αλλά εκτός από αυτό θα μπορείτε να χρησιμοποιείτε όλες τις οικιακές σας συσκευές όπως θα κάνατε κανονικά για όσο διαρκούν οι μπαταρίες σας. 3. Τροφοδοσία έκτακτης ανάγκης (μερική εφεδρεία). Ορισμένες λειτουργίες εφεδρικής τροφοδοσίας λειτουργούν ενεργοποιώντας ένα κύκλωμα έκτακτης ανάγκης όταν ανιχνεύει ότι το δίκτυο έχει μειωθεί. Αυτό θα επιτρέψει στις οικιακές συσκευές τροφοδοσίας που είναι συνδεδεμένες σε αυτό το κύκλωμα - συνήθως ψυγεία, φώτα καθώς και μερικές ειδικές πρίζες - να συνεχίσουν να λειτουργούν τις μπαταρίες ή/και τα φωτοβολταϊκά πάνελ για τη διάρκεια της διακοπής ρεύματος. Αυτό το είδος εφεδρικής τροφοδοσίας είναι πιθανότατα μια από τις πιο δημοφιλείς, οικονομικές και οικονομικές επιλογές για σπίτια σε όλο τον κόσμο, καθώς η λειτουργία ολόκληρου του σπιτιού σε μια τράπεζα μπαταριών θα τις εξαντλήσει γρήγορα. 4. Μερικό αυτόνομο ηλιακό σύστημα και σύστημα αποθήκευσης ενέργειας. Μια τελευταία επιλογή που μπορεί να είναι εντυπωσιακή είναι ένα «σύστημα μερικής αποσύνδεσης από το δίκτυο». Με ένα σύστημα μερικής αποσύνδεσης από το δίκτυο, η ιδέα είναι να δημιουργηθεί μια ειδική περιοχή «εκτός δικτύου» στο σπίτι, η οποία λειτουργεί συνεχώς με ένα ηλιακό σύστημα και σύστημα μπαταριών, αρκετά μεγάλο ώστε να συντηρείται χωρίς να καταναλώνει ενέργεια από το δίκτυο. Με αυτόν τον τρόπο, τα απαραίτητα οικογενειακά οικόπεδα (ψυγεία, φώτα κ.λπ.) παραμένουν αναμμένα ακόμη και αν το δίκτυο διακοπεί, χωρίς καμία διακοπή. Επιπλέον, δεδομένου ότι το ηλιακό σύστημα και οι μπαταρίες έχουν μέγεθος ώστε να λειτουργούν για πάντα μόνα τους χωρίς το δίκτυο, δεν θα χρειαζόταν να κατανέμεται η κατανάλωση ενέργειας, εκτός εάν συνδεθούν επιπλέον συσκευές στο κύκλωμα εκτός δικτύου. Ταξινόμηση από την Τεχνολογία Χημείας Μπαταριών: Μπαταρίες μολύβδου-οξέος ως εφεδρική μπαταρία οικιακής χρήσης 
Μπαταρίες μολύβδου-οξέοςείναι οι παλαιότερες επαναφορτιζόμενες μπαταρίες και οι χαμηλότερες σε κόστος μπαταρίες που διατίθενται στην αγορά για αποθήκευση ενέργειας. Εμφανίστηκαν στις αρχές του περασμένου αιώνα, τη δεκαετία του 1900, και μέχρι σήμερα παραμένουν οι προτιμώμενες μπαταρίες σε πολλές εφαρμογές λόγω της ανθεκτικότητας και του χαμηλού κόστους τους. Τα κύρια μειονεκτήματά τους είναι η χαμηλή ενεργειακή τους πυκνότητα (είναι βαριές και ογκώδεις) και η σύντομη διάρκεια ζωής τους, καθώς δεν δέχονται μεγάλο αριθμό κύκλων φόρτωσης και εκφόρτωσης, οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος απαιτούν τακτική συντήρηση για την εξισορρόπηση της χημείας της μπαταρίας, επομένως τα χαρακτηριστικά της την καθιστούν ακατάλληλη για εκκένωση μέσης έως υψηλής συχνότητας ή εφαρμογές που διαρκούν 10 χρόνια ή περισσότερο. Έχουν επίσης το μειονέκτημα του χαμηλού βάθους εκφόρτισης, το οποίο συνήθως περιορίζεται στο 80% σε ακραίες περιπτώσεις ή στο 20% σε κανονική λειτουργία, για μεγαλύτερη διάρκεια ζωής. Η υπερβολική εκφόρτιση υποβαθμίζει τα ηλεκτρόδια της μπαταρίας, γεγονός που μειώνει την ικανότητά της να αποθηκεύει ενέργεια και περιορίζει τη διάρκεια ζωής της. Οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος απαιτούν συνεχή συντήρηση της κατάστασης φόρτισής τους και θα πρέπει πάντα να αποθηκεύονται στη μέγιστη κατάσταση φόρτισής τους μέσω της τεχνικής επίπλευσης (διατήρηση της φόρτισης με ένα μικρό ηλεκτρικό ρεύμα, επαρκές για την ακύρωση του φαινομένου αυτοεκφόρτισης). Αυτές οι μπαταρίες μπορούν να βρεθούν σε διάφορες εκδόσεις. Οι πιο συνηθισμένες είναι οι μπαταρίες με εξαερισμό, οι οποίες χρησιμοποιούν υγρό ηλεκτρολύτη, οι μπαταρίες gel με ρύθμιση βαλβίδας (VRLA) και οι μπαταρίες με ηλεκτρολύτη ενσωματωμένο σε στρώμα από υαλοβάμβακα (γνωστό ως AGM - απορροφητικό γυάλινο στρώμα), οι οποίες έχουν ενδιάμεση απόδοση και μειωμένο κόστος σε σύγκριση με τις μπαταρίες gel. Οι μπαταρίες που ρυθμίζονται με βαλβίδα είναι πρακτικά σφραγισμένες, γεγονός που αποτρέπει τη διαρροή και την ξήρανση του ηλεκτρολύτη. Η βαλβίδα λειτουργεί στην απελευθέρωση αερίων σε περιπτώσεις υπερφόρτισης. Ορισμένες μπαταρίες μολύβδου-οξέος έχουν αναπτυχθεί για σταθερές βιομηχανικές εφαρμογές και μπορούν να δεχθούν βαθύτερους κύκλους εκφόρτισης. Υπάρχει επίσης μια πιο σύγχρονη εκδοχή, η οποία είναι η μπαταρία μολύβδου-άνθρακα. Υλικά με βάση τον άνθρακα που προστίθενται στα ηλεκτρόδια παρέχουν υψηλότερα ρεύματα φόρτισης και εκφόρτισης, υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα και μεγαλύτερη διάρκεια ζωής. Ένα πλεονέκτημα των μπαταριών μολύβδου-οξέος (σε οποιαδήποτε από τις παραλλαγές τους) είναι ότι δεν χρειάζονται ένα εξελιγμένο σύστημα διαχείρισης φόρτισης (όπως συμβαίνει με τις μπαταρίες λιθίου, τις οποίες θα δούμε στη συνέχεια). Οι μπαταρίες μολύβδου είναι πολύ λιγότερο πιθανό να πιάσουν φωτιά και να εκραγούν όταν υπερφορτιστούν, επειδή ο ηλεκτρολύτης τους δεν είναι εύφλεκτος όπως αυτός των μπαταριών λιθίου. Επίσης, η ελαφρά υπερφόρτιση δεν είναι επικίνδυνη σε αυτούς τους τύπους μπαταριών. Ακόμη και ορισμένοι ελεγκτές φόρτισης διαθέτουν λειτουργία εξισορρόπησης που υπερφορτώνει ελαφρώς την μπαταρία ή την συστοιχία μπαταριών, με αποτέλεσμα όλες οι μπαταρίες να φτάσουν στην κατάσταση πλήρους φόρτισης. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εξισορρόπησης, οι μπαταρίες που τελικά φορτίζονται πλήρως πριν από τις άλλες θα έχουν ελαφρώς αυξημένη τάση, χωρίς κίνδυνο, ενώ το ρεύμα ρέει κανονικά μέσω της σειριακής σύνδεσης των στοιχείων. Με αυτόν τον τρόπο, μπορούμε να πούμε ότι οι μπαταρίες μολύβδου έχουν την ικανότητα να εξισορροπούν φυσικά και οι μικρές ανισορροπίες μεταξύ των μπαταριών μιας μπαταρίας ή μεταξύ των μπαταριών μιας συστοιχίας δεν παρουσιάζουν κανένα κίνδυνο. Εκτέλεση:Η απόδοση των μπαταριών μολύβδου-οξέος είναι πολύ χαμηλότερη από αυτή των μπαταριών λιθίου. Ενώ η απόδοση εξαρτάται από τον ρυθμό φόρτισης, συνήθως θεωρείται ότι η απόδοση μετ' επιστροφής είναι 85%. Χωρητικότητα αποθήκευσης:Οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος διατίθενται σε μια σειρά τάσεων και μεγεθών, αλλά ζυγίζουν 2-3 φορές περισσότερο ανά kWh από το φωσφορικό σίδηρο λιθίου, ανάλογα με την ποιότητα της μπαταρίας. Κόστος μπαταρίας:Οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος είναι 75% φθηνότερες από τις μπαταρίες λιθίου-σιδήρου-φωσφορικού άλατος, αλλά μην σας ξεγελάει η χαμηλή τιμή. Αυτές οι μπαταρίες δεν μπορούν να φορτιστούν ή να αποφορτιστούν γρήγορα, έχουν πολύ μικρότερη διάρκεια ζωής, δεν διαθέτουν προστατευτικό σύστημα διαχείρισης μπαταριών και ενδέχεται επίσης να απαιτούν εβδομαδιαία συντήρηση. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ένα συνολικά υψηλότερο κόστος ανά κύκλο από ό,τι είναι λογικό για τη μείωση του κόστους ενέργειας ή την υποστήριξη συσκευών βαρέως τύπου. Μπαταρίες λιθίου ως εφεδρική μπαταρία για οικιακή χρήση 
Αυτή τη στιγμή, οι πιο εμπορικά επιτυχημένες μπαταρίες είναι οι μπαταρίες ιόντων λιθίου. Μετά την εφαρμογή της τεχνολογίας ιόντων λιθίου σε φορητές ηλεκτρονικές συσκευές, έχει εισέλθει στους τομείς των βιομηχανικών εφαρμογών, των συστημάτων ισχύος, της φωτοβολταϊκής αποθήκευσης ενέργειας και των ηλεκτρικών οχημάτων. Μπαταρίες ιόντων λιθίουξεπερνούν πολλούς άλλους τύπους επαναφορτιζόμενων μπαταριών σε πολλές πτυχές, όπως η χωρητικότητα αποθήκευσης ενέργειας, ο αριθμός των κύκλων λειτουργίας, η ταχύτητα φόρτισης και η οικονομική αποδοτικότητα. Προς το παρόν, το μόνο ζήτημα είναι η ασφάλεια, καθώς οι εύφλεκτοι ηλεκτρολύτες μπορούν να αναφλεγούν σε υψηλές θερμοκρασίες, κάτι που απαιτεί τη χρήση ηλεκτρονικών συστημάτων ελέγχου και παρακολούθησης. Το λίθιο είναι το ελαφρύτερο από όλα τα μέταλλα, έχει το υψηλότερο ηλεκτροχημικό δυναμικό και προσφέρει υψηλότερες ογκομετρικές και μαζικές ενεργειακές πυκνότητες από άλλες γνωστές τεχνολογίες μπαταριών. Η τεχνολογία ιόντων λιθίου έχει καταστήσει δυνατή την προώθηση της χρήσης συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας, που σχετίζονται κυρίως με διαλείπουσες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ηλιακή και αιολική), και έχει επίσης οδηγήσει στην υιοθέτηση ηλεκτρικών οχημάτων. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου που χρησιμοποιούνται σε συστήματα ισχύος και ηλεκτρικά οχήματα είναι υγρού τύπου. Αυτές οι μπαταρίες χρησιμοποιούν την παραδοσιακή δομή μιας ηλεκτροχημικής μπαταρίας, με δύο ηλεκτρόδια βυθισμένα σε ένα υγρό διάλυμα ηλεκτρολύτη. Οι διαχωριστές (πορώδη μονωτικά υλικά) χρησιμοποιούνται για τον μηχανικό διαχωρισμό των ηλεκτροδίων, επιτρέποντας παράλληλα την ελεύθερη κίνηση ιόντων μέσω του υγρού ηλεκτρολύτη. Το κύριο χαρακτηριστικό ενός ηλεκτρολύτη είναι ότι επιτρέπει την αγωγή ιοντικού ρεύματος (που σχηματίζεται από ιόντα, τα οποία είναι άτομα με περίσσεια ή έλλειψη ηλεκτρονίων), ενώ δεν επιτρέπει τη διέλευση ηλεκτρονίων (όπως συμβαίνει στα αγώγιμα υλικά). Η ανταλλαγή ιόντων μεταξύ θετικών και αρνητικών ηλεκτροδίων αποτελεί τη βάση για τη λειτουργία των ηλεκτροχημικών μπαταριών. Η έρευνα για τις μπαταρίες λιθίου μπορεί να εντοπιστεί από τη δεκαετία του 1970 και η τεχνολογία ωρίμασε και άρχισε να χρησιμοποιείται εμπορικά γύρω στη δεκαετία του 1990. Οι μπαταρίες λιθίου-πολυμερούς (με πολυμερείς ηλεκτρολύτες) χρησιμοποιούνται πλέον σε τηλέφωνα με μπαταρίες, υπολογιστές και διάφορες κινητές συσκευές, αντικαθιστώντας τις παλαιότερες μπαταρίες νικελίου-καδμίου, το κύριο πρόβλημα των οποίων είναι το «φαινόμενο μνήμης» που μειώνει σταδιακά την χωρητικότητα αποθήκευσης. Όταν η μπαταρία φορτίζεται πριν αποφορτιστεί πλήρως. Σε σύγκριση με τις παλαιότερες μπαταρίες νικελίου-καδμίου, ειδικά τις μπαταρίες μολύβδου-οξέος, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα (αποθηκεύουν περισσότερη ενέργεια ανά όγκο), έχουν χαμηλότερο συντελεστή αυτοεκφόρτισης και μπορούν να αντέξουν περισσότερες φορτίσεις και τον αριθμό των κύκλων εκφόρτισης, πράγμα που σημαίνει μεγάλη διάρκεια ζωής. Γύρω στις αρχές της δεκαετίας του 2000, οι μπαταρίες λιθίου άρχισαν να χρησιμοποιούνται στην αυτοκινητοβιομηχανία. Γύρω στο 2010, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου απέκτησαν ενδιαφέρον για την αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας σε οικιακές εφαρμογές καισυστήματα ESS (Σύστημα Αποθήκευσης Ενέργειας) μεγάλης κλίμακας, κυρίως λόγω της αυξημένης χρήσης πηγών ενέργειας παγκοσμίως. Διαλείπουσα ανανεώσιμη ενέργεια (ηλιακή και αιολική). Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου μπορούν να έχουν διαφορετικές επιδόσεις, διάρκεια ζωής και κόστος, ανάλογα με τον τρόπο κατασκευής τους. Έχουν προταθεί διάφορα υλικά, κυρίως για ηλεκτρόδια. Συνήθως, μια μπαταρία λιθίου αποτελείται από ένα μεταλλικό ηλεκτρόδιο με βάση το λίθιο που σχηματίζει τον θετικό πόλο της μπαταρίας και ένα ηλεκτρόδιο άνθρακα (γραφίτη) που σχηματίζει τον αρνητικό πόλο. Ανάλογα με την τεχνολογία που χρησιμοποιείται, τα ηλεκτρόδια με βάση το λίθιο μπορούν να έχουν διαφορετικές δομές. Τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα υλικά για την κατασκευή μπαταριών λιθίου και τα κύρια χαρακτηριστικά αυτών των μπαταριών είναι τα εξής: Οξείδια λιθίου και κοβαλτίου (LCO):Υψηλή ειδική ενέργεια (Wh/kg), καλή χωρητικότητα αποθήκευσης και ικανοποιητική διάρκεια ζωής (αριθμός κύκλων), κατάλληλο για ηλεκτρονικές συσκευές, μειονέκτημα η ειδική ισχύς (W/kg). Μικρό, μειώνοντας την ταχύτητα φόρτωσης και εκφόρτωσης. Οξείδια λιθίου και μαγγανίου (LMO):επιτρέπουν υψηλά ρεύματα φόρτισης και εκφόρτισης με χαμηλή ειδική ενέργεια (Wh/kg), γεγονός που μειώνει την χωρητικότητα αποθήκευσης· Λίθιο, Νικέλιο, Μαγγάνιο και Κοβάλτιο (NMC):Συνδυάζει τις ιδιότητες των μπαταριών LCO και LMO. Επιπλέον, η παρουσία νικελίου στη σύνθεση βοηθά στην αύξηση της ειδικής ενέργειας, παρέχοντας μεγαλύτερη χωρητικότητα αποθήκευσης. Το νικέλιο, το μαγγάνιο και το κοβάλτιο μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ποικίλες αναλογίες (για να υποστηρίξουν τη μία ή την άλλη) ανάλογα με τον τύπο της εφαρμογής. Συνολικά, το αποτέλεσμα αυτού του συνδυασμού είναι μια μπαταρία με καλή απόδοση, καλή χωρητικότητα αποθήκευσης, μεγάλη διάρκεια ζωής και χαμηλό κόστος. Λίθιο, νικέλιο, μαγγάνιο και κοβάλτιο (NMC):Συνδυάζει τα χαρακτηριστικά των μπαταριών LCO και LMO. Επιπλέον, η παρουσία νικελίου στη σύνθεση βοηθά στην αύξηση της ειδικής ενέργειας, παρέχοντας μεγαλύτερη χωρητικότητα αποθήκευσης. Το νικέλιο, το μαγγάνιο και το κοβάλτιο μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε διαφορετικές αναλογίες, ανάλογα με τον τύπο εφαρμογής (για να ευνοηθεί το ένα ή το άλλο χαρακτηριστικό). Γενικά, το αποτέλεσμα αυτού του συνδυασμού είναι μια μπαταρία με καλή απόδοση, καλή χωρητικότητα αποθήκευσης, καλή διάρκεια ζωής και μέτριο κόστος. Αυτός ο τύπος μπαταρίας έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως σε ηλεκτρικά οχήματα και είναι επίσης κατάλληλος για σταθερά συστήματα αποθήκευσης ενέργειας. Φωσφορικό σίδηρο λιθίου (LFP):Ο συνδυασμός LFP παρέχει μπαταρίες με καλή δυναμική απόδοση (ταχύτητα φόρτισης και εκφόρτισης), παρατεταμένη διάρκεια ζωής και αυξημένη ασφάλεια λόγω της καλής θερμικής σταθερότητας. Η απουσία νικελίου και κοβαλτίου στη σύνθεσή τους μειώνει το κόστος και αυξάνει τη διαθεσιμότητα αυτών των μπαταριών για μαζική κατασκευή. Αν και η χωρητικότητα αποθήκευσης δεν είναι η υψηλότερη, έχει υιοθετηθεί από κατασκευαστές ηλεκτρικών οχημάτων και συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας λόγω των πολλών πλεονεκτικών χαρακτηριστικών του, ιδίως του χαμηλού κόστους και της καλής ανθεκτικότητας. Λίθιο και Τιτάνιο (LTO):Το όνομα αναφέρεται σε μπαταρίες που έχουν τιτάνιο και λίθιο σε ένα από τα ηλεκτρόδια, αντικαθιστώντας το άνθρακα, ενώ το δεύτερο ηλεκτρόδιο είναι το ίδιο που χρησιμοποιείται σε έναν από τους άλλους τύπους (όπως το NMC - λίθιο, μαγγάνιο και κοβάλτιο). Παρά τη χαμηλή ειδική ενέργεια (η οποία μεταφράζεται σε μειωμένη χωρητικότητα αποθήκευσης), αυτός ο συνδυασμός έχει καλή δυναμική απόδοση, καλή ασφάλεια και σημαντικά αυξημένη διάρκεια ζωής. Οι μπαταρίες αυτού του τύπου μπορούν να δεχτούν περισσότερους από 10.000 κύκλους λειτουργίας σε 100% βάθος εκφόρτισης, ενώ άλλοι τύποι μπαταριών λιθίου δέχονται περίπου 2.000 κύκλους. Οι μπαταρίες LiFePO4 ξεπερνούν σε απόδοση τις μπαταρίες μολύβδου-οξέος με εξαιρετικά υψηλή σταθερότητα κύκλου, μέγιστη ενεργειακή πυκνότητα και ελάχιστο βάρος. Εάν η μπαταρία αποφορτίζεται τακτικά από το 50% DOD και στη συνέχεια φορτίζεται πλήρως, η μπαταρία LiFePO4 μπορεί να εκτελέσει έως και 6.500 κύκλους φόρτισης. Έτσι, η επιπλέον επένδυση αποδίδει μακροπρόθεσμα και η αναλογία τιμής/απόδοσης παραμένει ασυναγώνιστη. Αποτελούν την προτιμώμενη επιλογή για συνεχή χρήση ως ηλιακές μπαταρίες. Εκτέλεση:Η φόρτιση και η αποφόρτιση της μπαταρίας έχουν συνολική απόδοση κύκλου 98%, ενώ φορτίζονται και αποφορτίζονται γρήγορα σε χρονικά πλαίσια λιγότερο από 2 ώρες – και ακόμη πιο γρήγορα για μειωμένη διάρκεια ζωής. Χωρητικότητα αποθήκευσηςΜια μπαταρία λιθίου-φωσφορικού σιδήρου μπορεί να έχει χωρητικότητα άνω των 18 kWh, η οποία απαιτεί λιγότερο χώρο και ζυγίζει λιγότερο από μια μπαταρία μολύβδου-οξέος ίδιας χωρητικότητας. Κόστος μπαταρίαςΤο φωσφορικό λίθιο σιδήρου τείνει να κοστίζει περισσότερο από τις μπαταρίες μολύβδου-οξέος, ωστόσο συνήθως έχει χαμηλότερο κόστος κύκλου ζωής λόγω της μεγαλύτερης διάρκειας ζωής.
Νέα
