Isegi 2022. aastal on päikesepaneelide salvestamine endiselt kuumim teema ning elamute akutoitel põhinev varutoitesüsteem on päikeseenergia kiiremini kasvav segment, luues uusi turge ja päikesepaneelide moderniseerimise laiendamise võimalusi nii suurtele kui ka väikestele kodudele ja ettevõtetele kogu maailmas.Elamu aku varundamineon iga päikeseenergial töötava kodu jaoks kriitilise tähtsusega, eriti tormi või muu hädaolukorra korral. Selle asemel, et üleliigset päikeseenergiat võrku eksportida, kuidas oleks selle salvestamisega akudesse hädaolukordadeks? Aga kuidas saab salvestatud päikeseenergia olla kasumlik? Me teavitame teid koduse akutoitel töötava salvestussüsteemi maksumusest ja kasumlikkusest ning toome välja peamised punktid, mida peaksite õige salvestussüsteemi ostmisel silmas pidama. Mis on elamute aku salvestussüsteem? Kuidas see töötab? Kodumajapidamiste aku- või fotogalvaaniline salvestussüsteem on kasulik täiendus fotogalvaanilisele süsteemile, et ära kasutada päikesesüsteemi eeliseid, ning see mängib üha olulisemat rolli fossiilkütuste taastuvenergiaga asendamise kiirendamisel. Päikeseenergial põhinev koduaku salvestab päikeseenergiast toodetud elektrit ja vabastab selle operaatorile vajalikul ajal. Aku varutoide on keskkonnasõbralik ja kulutõhus alternatiiv gaasigeneraatoritele. Need, kes kasutavad ise elektri tootmiseks fotogalvaanilist süsteemi, jõuavad kiiresti selle piirini. Keskpäeval annab süsteem külluslikult päikeseenergiat, kuid siis pole kodus kedagi, kes seda kasutaks. Õhtul on seevastu vaja külluslikult elektrit – aga siis päike enam ei paista. Selle tarnelünga kompenseerimiseks ostetakse võrguoperaatorilt oluliselt kallimat elektrit. 
Sellises olukorras on elamu aku varutoide peaaegu vältimatu. See tähendab, et päeva kasutamata elekter on saadaval õhtul ja öösel. Omatoodetud elekter on seega saadaval ööpäevaringselt ja ilmast olenemata. Sel viisil suurendatakse omatoodetud päikeseenergia kasutamist kuni 80%-ni. Omavarustuse aste ehk päikesesüsteemi kattav elektrienergia osakaal elektritarbimisest suureneb kuni 60%-ni. Kodumajapidamise aku varutoide on palju väiksem kui külmkapp ja selle saab paigaldada majapidamisruumi seinale. Kaasaegsed salvestussüsteemid on varustatud suure intelligentsusega, mis suudab ilmaennustuste ja iseõppivate algoritmide abil majapidamist maksimaalse omatarbimiseni viia. Energiasõltumatuse saavutamine pole kunagi varem olnud lihtsam – isegi kui kodu jääb elektrivõrku ühendatuks. Kas kodune akusalvestussüsteem on oma hinda väärt? Millistest teguritest see sõltub? Päikeseenergial töötava kodu akutoitel töötamiseks on vaja elamute akutoitelist energiat, et see töötaks ka võrgukatkestuste ajal ja öösel. Kuid samal ajal parandavad päikesepatareid süsteemi majanduslikku efektiivsust, hoides päikeseenergiat, mis muidu suunataks võrku tagasi kahjumiga, et seda energiat ümber suunata ajal, mil elekter on kõige kallim. Kodune akutoitel energiatoitel kaitseb päikeseenergia omanikku võrgurikete eest ja süsteemi majanduslikku efektiivsust energiahindade muutuste eest. See, kas investeerimine on seda väärt või mitte, sõltub mitmest tegurist: Investeerimiskulude tase. Mida madalam on kilovatt-tunni võimsuse hind, seda kiiremini tasub salvestussüsteem end ära. Eluigapäikeseenergia koduaku Tööstuses on tavaks anda 10-aastane tootjagarantii. Siiski eeldatakse pikemat kasulikku eluiga. Enamik liitiumioontehnoloogiaga päikeseenergial töötavaid koduakusid töötab usaldusväärselt vähemalt 20 aastat. Omatarbeks tarbitud elektri osakaal Mida rohkem päikeseenergia salvestamine suurendab omatarbimist, seda tõenäolisemalt see ära tasub end ära. Elektrienergia kulud elektrivõrgust ostmisel Kui elektrihinnad on kõrged, säästavad fotogalvaaniliste süsteemide omanikud isetoodetud elektrienergia tarbimisega. Järgmise paari aasta jooksul eeldatakse elektrihindade jätkuvat tõusu, seega peavad paljud päikesepatareisid targaks investeeringuks. Võrguühendusega tariifid Mida vähem päikesepaneelide omanikud kilovatt-tunni eest elektrit saavad, seda tasuvam on neil elektri salvestamine võrku suunamise asemel. Viimase 20 aasta jooksul on võrku ühendatud tariifid pidevalt langenud ja langevad ka edaspidi. Milliseid koduste akuenergia salvestamise süsteeme on saadaval?? Kodused akutoitesüsteemid pakuvad arvukalt eeliseid, sealhulgas vastupidavust, kulude kokkuhoidu ja detsentraliseeritud elektritootmist (tuntud ka kui "kodu hajutatud energiasüsteemid"). Millised on siis päikesepatareide kategooriad kodustes tingimustes? Kuidas peaksime valima? Funktsionaalne klassifikatsioon varundusfunktsiooni järgi: 1. Koduse UPS-i toiteallikas See on tööstusliku kvaliteediga varutoiteallikas, mida haiglad, andmeruumid, föderaalvalitsus või sõjaväeturud tavaliselt vajavad oma oluliste ja tundlike seadmete pidevaks tööks. Koduse UPS-toiteallikaga ei pruugi teie kodu tuled isegi vilkuda, kui elektrivõrk peaks rikki minema. Enamik kodusid ei vaja ega kavatse sellise töökindluse eest maksta – välja arvatud juhul, kui nad käitavad kodus olulisi kliinilisi seadmeid. 2. Katkestatav toiteallikas (kogu maja varutoide). Järgmine samm UPS-ist madalamal on see, mida me nimetame katkematu toiteallikaks ehk IPS-iks. IPS võimaldab kogu teie majal päikese- ja akutoitel töötada ka elektrikatkestuse korral, kuid lühikese aja (paar sekundit) jooksul muutub kõik teie majas mustaks või halliks, kui varusüsteem seadmetesse siseneb. Võimalik, et peate oma vilkuvad elektroonilised kellad lähtestama, kuid muul juhul saate kõiki oma kodumasinaid tavapäraselt kasutada, kuni akud kestavad. 3. Avariitoide (osaline varutoide). Mõned varutoite funktsioonid toimivad avariiahela aktiveerimise teel, kui need tuvastavad võrgupinge languse. See võimaldab selle ahelaga ühendatud kodumasinatel – tavaliselt külmikutel, tuledel ja mõnel eraldi pistikupesal – jätkata akude ja/või fotogalvaaniliste paneelide tööd elektrikatkestuse ajal. Selline varutoiteallikas on tõenäoliselt üks populaarsemaid, mõistlikumaid ja soodsamaid valikuid kodudele üle maailma, kuna terve maja akupangal käitamine tühjendab need kiiresti. 4. Osaliselt võrgust sõltumatu päikese- ja salvestussüsteem. Viimane pilkupüüdev variant on „osaliselt võrgust sõltumatu süsteem“. Osaliselt võrgust sõltumatu süsteemi eesmärk on luua kodus spetsiaalne võrgust sõltumatu ala, mis töötab pidevalt päikese- ja akusüsteemil, mis on piisavalt suur, et ennast ise ülal pidada ilma võrgust energiat ammutamata. Sel viisil jäävad vajalikud perekrundid (külmikud, tuled jne) sisse isegi siis, kui võrk katkeb, ilma igasuguste häireteta. Lisaks, kuna päikese- ja akuseadmed on suuruse poolest sellised, et need töötaksid igavesti iseseisvalt ilma võrguta, poleks vaja energiatarbimist eraldi eraldada, kui võrgust sõltumatusse vooluringi pole ühendatud lisaseadmeid. Klassifikatsioon akukeemia tehnoloogiast: Pliiakud kodumajapidamiste aku varutoitena 
Pliiakudon vanimad laetavad akud ja turul saadaolevad odavaimad energia salvestamiseks mõeldud akud. Need ilmusid eelmise sajandi alguses, 1900. aastatel, ja on tänaseni paljudes rakendustes eelistatud akud tänu oma vastupidavusele ja madalale hinnale. Nende peamised puudused on madal energiatihedus (nad on rasked ja mahukad) ning lühike eluiga, mis ei võimalda suurt hulka laadimis- ja mahalaadimistsükleid. Pliiakud vajavad regulaarset hooldust, et tasakaalustada aku keemilist koostist, mistõttu need ei sobi oma omaduste tõttu keskmise ja kõrge sagedusega tühjenemiseks ega rakendusteks, mis kestavad 10 aastat või kauem. Neil on ka puuduseks madal tühjenemissügavus, mis äärmuslikel juhtudel piirdub tavaliselt 80%-ga või tavakasutuses 20%-ga, mis tagab pikema eluea. Ületühjendamine kahjustab aku elektroode, mis vähendab selle energia salvestamise võimet ja lühendab eluiga. Pliiakud vajavad pidevat laetuse taseme hoidmist ja neid tuleks alati hoida maksimaalse laetuse tasemel ujuvtehnika abil (laetuse säilitamine väikese elektrivooluga, mis on piisav isetühjenemise efekti tühistamiseks). Neid akusid on saadaval mitmes versioonis. Kõige levinumad on ventileeritud akud, mis kasutavad vedelat elektrolüüti, ventiiliga reguleeritud geelakud (VRLA) ja akud, mille elektrolüüt on klaaskiust matti (tuntud ka kui AGM – imav klaasmatt) sisse põimitud, millel on geelakudega võrreldes keskmise jõudluse ja madalama hinnaga akud. Ventiiliga reguleeritavad akud on praktiliselt suletud, mis hoiab ära elektrolüüdi lekke ja kuivamise. Ventiil toimib ülelaadimise korral gaaside vabastamisel. Mõned pliiakud on välja töötatud statsionaarseks tööstuslikuks kasutamiseks ja taluvad pikemaid tühjendustsükleid. Samuti on olemas moodsam versioon, milleks on plii-süsinik aku. Elektroodidele lisatud süsinikupõhised materjalid tagavad suurema laadimis- ja tühjendusvoolu, suurema energiatiheduse ja pikema eluea. Pliiakude (kõikides nende variatsioonides) üks eelis on see, et need ei vaja keerukat laadimise haldussüsteemi (nagu liitiumakude puhul, mida me järgmisena näeme). Pliiakud süttivad ja plahvatavad ülelaadimisel palju harvemini, kuna nende elektrolüüt ei ole tuleohtlik nagu liitiumakudel. Samuti pole seda tüüpi akude puhul kerge ülelaadimine ohtlik. Isegi mõnel laadimiskontrolleril on ekvalaiserfunktsioon, mis laeb akut või akupanka veidi üle, mille tulemusel saavutavad kõik akud täielikult laetud oleku. Tasakaalustamisprotsessi käigus tõuseb nende akude pinge, mis lõpuks enne teisi täielikult laetakse, veidi ja riskivabalt, samal ajal kui vool voolab elementide jadaühenduses tavapäraselt. Sel viisil võime öelda, et pliiakudel on võime loomulikult tasakaal taastada ning väikesed tasakaalustamatused aku akude vahel või akupanga akude vahel ei ole ohtlikud. Jõudlus:Pliiakude efektiivsus on palju madalam kui liitiumakudel. Kuigi efektiivsus sõltub laadimiskiirusest, eeldatakse tavaliselt edasi-tagasi efektiivsuseks 85%. Salvestusmaht:Pliiakud on saadaval erineva pinge ja suurusega, kuid kaaluvad kWh kohta 2–3 korda rohkem kui liitiumraudfosfaatakud, olenevalt aku kvaliteedist. Aku maksumus:Pliiakud on 75% odavamad kui liitiumraudfosfaatakud, kuid ärge laske end madalast hinnast petta. Neid akusid ei saa kiiresti laadida ega tühjendada, neil on palju lühem eluiga, neil puudub kaitsev akuhaldussüsteem ja need võivad vajada ka iganädalast hooldust. Selle tulemuseks on üldine tsüklihind, mis on elektrienergia kulude vähendamiseks või suure koormusega seadmete toetamiseks mõistlik. Liitiumakud koduakude varundamiseks 
Praegu on kaubanduslikult kõige edukamad akud liitiumioonakud. Pärast liitiumioontehnoloogia rakendamist kaasaskantavates elektroonikaseadmetes on see jõudnud tööstuslike rakenduste, elektrisüsteemide, fotogalvaanilise energia salvestamise ja elektrisõidukite valdkonda. Liitiumioonakudedestavad paljusid teist tüüpi laetavaid akusid mitmes aspektis, sealhulgas energia salvestamise mahutavuse, töötsüklite arvu, laadimiskiiruse ja kulutõhususe poolest. Praegu on ainus probleem ohutus, tuleohtlikud elektrolüüdid võivad kõrgel temperatuuril süttida, mis nõuab elektrooniliste juhtimis- ja jälgimissüsteemide kasutamist. Liitium on kõigist metallidest kõige kergem, sellel on kõrgeim elektrokeemiline potentsiaal ning see pakub suuremat mahulist ja massilist energiatihedust kui teised teadaolevad akutehnoloogiad. Liitiumioonaku tehnoloogia on võimaldanud edendada energiasalvestussüsteemide kasutamist, mis on peamiselt seotud vahelduvate taastuvate energiaallikatega (päikese- ja tuuleenergia), ning on samuti soodustanud elektrisõidukite kasutuselevõttu. Elektrisüsteemides ja elektriautodes kasutatavad liitiumioonakud on vedela tüüpi. Need akud kasutavad traditsioonilist elektrokeemilise aku struktuuri, kus kaks elektroodi on kastetud vedelasse elektrolüüdilahusesse. Elektroodide mehaaniliseks eraldamiseks kasutatakse eraldusmaterjale (poorseid isoleermaterjale), mis võimaldavad ioonidel vedelas elektrolüüdis vabalt liikuda. Elektrolüüdi peamine omadus on võimaldada ioonvoolu juhtimist (moodustuvad ioonidest, mis on aatomid, millel on liiga palju või vähe elektrone), samal ajal takistades elektronide läbimist (nagu juhtub juhtivates materjalides). Ioonide vahetus positiivsete ja negatiivsete elektroodide vahel on elektrokeemiliste akude toimimise alus. Liitiumakude uuringuid saab jälgida 1970. aastatel ning tehnoloogia küpses ja hakati kommertskasutusele võtma umbes 1990. aastatel. Liitiumpolümeerakusid (polümeerelektrolüütidega) kasutatakse nüüd akutelefonides, arvutites ja erinevates mobiilseadmetes, asendades vanemaid nikkel-kaadmiumakusid, mille peamine probleem on "mäluefekt", mis vähendab järk-järgult salvestusmahtu. See juhtub siis, kui aku laaditakse enne täielikku tühjenemist. Võrreldes vanemate nikkel-kaadmiumakudega, eriti pliiakudega, on liitiumioonakudel suurem energiatihedus (salvestab rohkem energiat mahuühiku kohta), madalam isetühjenemistegur ning need taluvad rohkem laadimist ja tühjendustsükleid, mis tähendab pikka kasutusiga. Umbes 2000. aastate alguses hakati liitiumakuid kasutama autotööstuses. Umbes 2010. aastal tekkisid liitiumioonakude vastu huvi elektrienergia salvestamise vastu elamutes jasuuremahulised ESS (energiasalvestussüsteemid) süsteemid, peamiselt tänu energiaallikate suurenenud kasutamisele kogu maailmas. Katkendlik taastuvenergia (päikese- ja tuuleenergia). Liitiumioonakudel võib olla erinev jõudlus, eluiga ja maksumus, olenevalt valmistusviisist. On pakutud välja mitmeid materjale, peamiselt elektroodide jaoks. Tavaliselt koosneb liitiumaku metallist liitiumipõhisest elektroodist, mis moodustab aku positiivse klemmi, ja süsinik- (grafiit-) elektroodist, mis moodustab negatiivse klemmi. Sõltuvalt kasutatavast tehnoloogiast võivad liitiumipõhistel elektroodidel olla erinevad struktuurid. Liitiumakude valmistamiseks kõige sagedamini kasutatavad materjalid ja nende akude peamised omadused on järgmised: Liitium- ja koobaltoksiidid (LCO):Suur erienergia (Wh/kg), hea salvestusmaht ja rahuldav eluiga (tsüklite arv), sobib elektroonikaseadmetele, puuduseks on erivõimsus (W/kg). Väike, mis vähendab laadimis- ja mahalaadimiskiirust. Liitium- ja mangaanoksiidid (LMO):võimaldavad madala erienergiaga (Wh/kg) suuri laadimis- ja tühjendusvoolusid, mis vähendab salvestusmahtu; Liitium, nikkel, mangaan ja koobalt (NMC):Ühendab LCO ja LMO akude omadused. Lisaks aitab nikli olemasolu koostises suurendada erienergiat, pakkudes suuremat salvestusmahtu. Niklit, mangaani ja koobaltit saab kasutada erinevates proportsioonides (ühe või teise toetamiseks) olenevalt rakenduse tüübist. Kokkuvõttes on selle kombinatsiooni tulemuseks aku, millel on hea jõudlus, hea salvestusmaht, pikk eluiga ja madal hind. Liitium, nikkel, mangaan ja koobalt (NMC):Ühendab LCO ja LMO akude omadused. Lisaks aitab nikli olemasolu koostises suurendada erienergiat, pakkudes suuremat salvestusmahtu. Niklit, mangaani ja koobaltit saab kasutada erinevates proportsioonides, olenevalt rakenduse tüübist (ühe või teise omaduse eelistamiseks). Üldiselt on selle kombinatsiooni tulemuseks aku, millel on hea jõudlus, hea salvestusmaht, hea eluiga ja mõõdukas hind. Seda tüüpi akut on laialdaselt kasutatud elektriautodes ja see sobib ka statsionaarsete energiasalvestussüsteemide jaoks; Liitiumraudfosfaat (LFP):LFP kombinatsioon tagab akudele hea dünaamilise jõudluse (laadimis- ja tühjenemiskiirus), pikema eluea ja suurema ohutuse tänu heale termilisele stabiilsusele. Nikli ja koobalti puudumine nende koostises vähendab kulusid ja suurendab nende akude kättesaadavust masstootmiseks. Kuigi selle salvestusmaht ei ole kõige suurem, on elektriautode ja energiasalvestussüsteemide tootjad selle omaks võtnud tänu paljudele eelistele, eriti madalale hinnale ja heale vastupidavusele; Liitium ja titaan (LTO):Nimetus viitab akudele, mille ühes elektroodis on süsiniku asemel titaan ja liitium, samas kui teine elektrood on sama, mida kasutatakse ühes teist tüüpi elektroodis (näiteks NMC – liitium, mangaan ja koobalt). Vaatamata madalale erienergiale (mis tähendab väiksemat salvestusmahtu) on sellel kombinatsioonil hea dünaamiline jõudlus, hea ohutus ja oluliselt pikem kasutusiga. Seda tüüpi akud taluvad 100% tühjenemissügavusega üle 10 000 töötsükli, samas kui teist tüüpi liitiumakud taluvad umbes 2000 tsüklit. LiFePO4 akud ületavad pliiakusid äärmiselt kõrge tsükli stabiilsuse, maksimaalse energiatiheduse ja minimaalse kaalu poolest. Kui akut regulaarselt 50% DOD-st tühjendada ja seejärel täielikult laadida, suudab LiFePO4 aku läbida kuni 6500 laadimistsüklit. Seega tasub lisainvesteering pikas perspektiivis ära ning hinna ja kvaliteedi suhe jääb ületamatuks. Need on eelistatud valik pidevaks kasutamiseks päikesepatareidena. Jõudlus:Aku laadimise ja tühjendamise tsüklite efektiivsus on 98%, samal ajal kui laadimine ja tühjendamine võtab aega vähem kui 2 tundi – ja isegi kiiremini lühema eluea saavutamiseks. SalvestusmahtLiitium-raudfosfaataku võib olla üle 18 kWh, mis võtab vähem ruumi ja kaalub vähem kui sama mahutavusega pliiaku. Aku maksumusLiitiumraudfosfaat on tavaliselt kallim kui pliiakud, kuid pikema eluea tõttu on tsüklikulu tavaliselt madalam.
Uudised
