Miks valida oma koju päikeseenergia liitiumaku?

Venemaa ja Ukraina vahelise sõja ägenedes on kodused päikesepaneelide energiasalvestussüsteemid taas energiavabaduse rambivalguses ning parima aku valimine päikesepaneelide süsteemi jaoks on muutunud tarbijate üheks suurimaks peavaluks. Hiina juhtiva liitiumakude tootjana soovitamePäikeseenergia liitiumakuteie kodu jaoks. Liitiumakud (või Li-ioonakud) on ühed moodsaimad energiasalvestuslahendused päikesepaneelide süsteemidele. Tänu paremale energiatihedusele, pikemale elueale, kõrgemale tsükli maksumusele ja mitmetele muudele eelistele traditsiooniliste statsionaarsete pliiakudega võrreldes on need seadmed üha tavalisemad võrguvälistes ja hübriidsetes päikesesüsteemides. Aku salvestustüüpide ülevaade Miks valida koduse energia salvestamiseks liitium? Pole kiire, kõigepealt vaatame üle, milliseid energia salvestamise akusid on saadaval. Liitiumioonakud päikeseenergial Liitiumioonakude ehk liitiumakude kasutamine on viimastel aastatel märkimisväärselt kasvanud. Neil on teiste akutehnoloogiate ees olulisi eeliseid ja täiustusi. Liitiumioonakud pakuvad suurt energiatihedust, on vastupidavad ja vajavad vähe hooldust. Lisaks jääb nende mahtuvus püsima ka pärast pikka tööperioodi. Liitiumakude eluiga on kuni 20 aastat. Need akud salvestavad 80–90% oma kasutatavast mahutavusest. Liitiumakud on teinud tohutuid tehnoloogilisi hüppeid mitmetes tööstusharudes, sealhulgas mobiiltelefonide ja sülearvutite, elektriautode ja isegi suurte kommertslennukite tootmises, ning muutuvad üha olulisemaks fotogalvaanilise päikeseenergia turul. Pliigeeliga päikesepatareid Teisest küljest on pliiakudel vaid 50–60 protsenti nende kasutatavast mahutavusest. Pliiakud ei suuda liitiumakudega eluea osas konkureerida. Tavaliselt tuleb need välja vahetada umbes 10 aasta pärast. 20-aastase elueaga süsteemi puhul tähendab see, et sama aja jooksul tuleb salvestussüsteemi akudesse investeerida kaks korda rohkem kui liitiumakudesse. Pliiakud päikesepatareid Pliiakude eelkäijad on pliiakud. Need on suhteliselt odavad ning neil on küps ja vastupidav tehnoloogia. Kuigi need on oma väärtust auto- või avariitoiteakudena tõestanud juba üle 100 aasta, ei suuda nad liitiumakudega konkureerida. Lõppude lõpuks on nende efektiivsus 80 protsenti. Siiski on neil lühim kasutusiga, umbes 5–7 aastat. Nende energiatihedus on ka madalam kui liitiumioonakudel. Eriti vanemate pliiakude käitamisel on plahvatusohtliku oksüvesinikgaasi tekkimise võimalus, kui paigaldusruum ei ole korralikult ventileeritud. Uuemad süsteemid on aga ohutud kasutada. Redox Flow akud Need sobivad kõige paremini suures koguses taastuvalt toodetud elektrienergia salvestamiseks fotogalvaanika abil. Redoksvooluakude rakendusalad ei ole seega praegu elamud ega elektrisõidukid, vaid äri- ja tööstushooned, mis on seotud ka asjaoluga, et need on endiselt väga kallid. Redoksvooluakud on midagi laetavate kütuseelementide sarnast. Erinevalt liitiumioon- ja pliiakudest ei hoita salvestuskeskkonda aku sees, vaid väljaspool. Salvestuskeskkonnana toimivad kaks vedelat elektrolüüdilahust. Elektrolüüdilahused hoitakse väga lihtsates välispaakides. Neid pumbatakse läbi akuelementide ainult laadimiseks või tühjendamiseks. Selle eeliseks on see, et salvestusmahtu ei määra mitte aku suurus, vaid paakide suurus. Soolveehoidlavanus Selle tüüpi hoidla komponendid on mangaanoksiid, aktiivsüsi, puuvill ja soolvesi. Mangaanoksiid asub katoodil ja aktiivsüsi anoodil. Puuvillatselluloosi kasutatakse tavaliselt separaatorina ja soolvett elektrolüüdina. Soolvee hoidla ei sisalda keskkonnale kahjulikke aineid, mis teebki selle nii huvitavaks. Võrdluseks – liitiumioonakude pinge 3,7 V – 1,23 V on siiski väga madal. Vesinik energia salvestamiseks Otsustavaks eeliseks on see, et suvel tekkivat päikeseenergia ülejääki saab kasutada ainult talvel. Vesiniku salvestamise rakendusala on peamiselt elektrienergia keskmises ja pikaajalises salvestamises. See salvestustehnoloogia on aga alles lapsekingades. Kuna vesiniku salvestamiseks muundatud elekter tuleb vajadusel uuesti vesinikust elektriks muuta, läheb energiat kaotsi. Sel põhjusel on salvestussüsteemide efektiivsus vaid umbes 40%. Fotogalvaanilisse süsteemi integreerimine on samuti väga keeruline ja seetõttu kulukas. Vaja on elektrolüüserit, kompressorit, vesinikupaaki ja lühiajaliseks salvestamiseks akut ning loomulikult ka kütuseelementi. On mitmeid tarnijaid, kes pakuvad terviklikke süsteeme. LiFePO4 (või LFP) akud on parim lahendus energia salvestamiseks elamute PV-süsteemides LiFePO4 ja ohutus Kuigi pliiakud on andnud liitiumakudele võimaluse haarata juhtrolli pideva happega täitmise vajaduse ja keskkonnareostuse tõttu, on koobaltivabad liitiumraudfosfaat (LiFePO4) akud tuntud oma tugeva ohutuse poolest, mis tuleneb äärmiselt stabiilsest keemilisest koostisest. Need ei plahvata ega sütti ohtlike sündmuste, näiteks kokkupõrgete või lühiste korral, vähendades oluliselt vigastuste võimalust. Pliiakude puhul teavad kõik, et nende tühjenemissügavus on vaid 50% saadaolevast mahutavusest, erinevalt pliiakudest on liitium-raudfosfaatakud saadaval 100% nimimahutavusest. 100Ah aku puhul saab pliiakusid kasutada 30–50Ah mahutavusega, samas kui liitium-raudfosfaatakud on 100Ah mahutavusega. Kuid liitium-raudfosfaatpäikesepatareide eluea pikendamiseks soovitame tarbijatel tavaliselt igapäevaelus järgida 80% tühjenemisastet, mis võib aku eluiga pikendada üle 8000 tsükli. Lai temperatuurivahemik Nii pliiakud kui ka liitiumioonakud kaotavad külmas keskkonnas mahtuvust. LiFePO4 akude energiakadu on minimaalne. Temperatuuril -20 °C on sellel endiselt 80% mahtuvust, võrreldes AGM-akude 30%-ga. Seega paljudes kohtades, kus on äärmiselt külm või kuum ilm,LiFePO4 päikesepatareidon parim valik. Kõrge energiatihedus Võrreldes pliiakudega on liitiumraudfosfaatakud peaaegu neli korda kergemad, seega on neil suurem elektrokeemiline potentsiaal ja nad võivad pakkuda suuremat energiatihedust kaaluühiku kohta – pakkudes kuni 150 vatt-tundi (Wh) energiat kilogrammi (kg) kohta, võrreldes tavapäraste statsionaarsete pliiakude 25 Wh/kg-ga. Paljude päikeseenergia rakenduste puhul pakub see märkimisväärseid eeliseid madalamate paigalduskulude ja kiirema projekti teostamise näol. Teine oluline eelis on see, et liitiumioonakudel ei esine nn mäluefekti, mis võib tekkida teist tüüpi akudel, kui aku pinge langeb järsult ja seade hakkab järgnevatel tühjenemistel töötama vähenenud jõudlusega. Teisisõnu võime öelda, et liitiumioonakud on „mitte-sõltuvust tekitavad“ ja neil ei ole „sõltuvuse“ ohtu (jõudluse kadu kasutamise tõttu). Liitiumaku rakendused koduses päikeseenergias Kodune päikeseenergiasüsteem saab kasutada ainult ühte akut või mitut akut, mis on ühendatud järjestikku ja/või paralleelselt (akupank), olenevalt teie vajadustest. Kasutada saab kahte tüüpi süsteemeliitiumioonaku pangad päikesepaneelidega: Võrguväline (isoleeritud, ilma elektrivõrguga ühenduseta) ja hübriidne sisse- ja väljalülitatud elektrivõrk (võrguga ühendatud ja akudega). Võrguvälise elektri puhul salvestatakse päikesepaneelide toodetud elekter akudesse ja süsteem kasutab seda hetkedel, mil päikeseenergiat ei toodeta (öösel või pilvisel ajal). Seega on varustus tagatud kogu kellaajal. Hübriidsetes sisse- ja väljalülitusvõrkude süsteemides on liitiumaku oluline varutoiteallikana. Päikesepatareide ploki abil on võimalik saada elektrienergiat isegi elektrikatkestuse ajal, suurendades süsteemi autonoomiat. Lisaks saab aku toimida täiendava energiaallikana, et täiendada või leevendada võrgu energiatarbimist. Seega on võimalik optimeerida energiatarbimist tippnõudluse ajal või ajal, mil tariif on väga kõrge. Vaadake mõningaid võimalikke rakendusi seda tüüpi päikesepatareisid sisaldavate süsteemidega: Kaugseire- või telemeetriasüsteemid; Aedade elektrifitseerimine – maapiirkondade elektrifitseerimine; Päikeseenergialahendused avalikele valgustusseadmetele, näiteks tänavalaternatele ja valgusfooridele; Maapiirkondade elektrifitseerimine või valgustus eraldatud piirkondades; Kaamerasüsteemide toiteks päikeseenergia; Matkaautod, matkaautod, haagised ja kaubikud; Energia ehitusplatsidel; Telekommunikatsioonisüsteemide toiteallikad; Autonoomsete seadmete toiteallikad üldiselt; Elamute päikeseenergia (majades, korterites ja korterelamutes); Päikeseenergia selliste seadmete ja seadmete nagu kliimaseadmete ja külmikute käitamiseks; Päikeseenergial töötav UPS (annab süsteemile energiat elektrikatkestuse ajal, hoides seadmeid töös ja kaitstes neid); Varugeneraator (annab süsteemile energiat elektrikatkestuse ajal või teatud aegadel); „Tippnõudluse vähendamine – energiatarbimise vähendamine tippnõudluse ajal; Tarbimise kontroll teatud aegadel, näiteks kõrge tariifi ajal tarbimise vähendamiseks. Mitmete teiste rakenduste hulgas.