2022an ere, biltegiratze fotovoltaikoa izango da gairik beroena, eta etxebizitzetako baterien babeskopia da eguzki-energiaren segmenturik hazten ari den azkarren, merkatu berriak eta eguzki-energiaren birmoldaketa hedatzeko aukerak sortuz mundu osoko etxe eta negozio handi eta txikientzat.Etxebizitzako bateriaren babeskopiaezinbestekoa da edozein etxe eguzki-energiarentzat, batez ere ekaitz edo bestelako larrialdiren bat gertatuz gero. Soberako eguzki-energia sarera esportatu beharrean, zer moduz baterietan gordetzea larrialdietarako? Baina nola izan daiteke errentagarria biltegiratutako eguzki-energia? Etxeko bateria-biltegiratze sistema baten kostuari eta errentagarritasunari buruzko informazioa emango dizugu eta biltegiratze sistema egokia erosterakoan kontuan izan behar dituzun puntu nagusiak azalduko dizkizugu. Zer da etxebizitzako bateria biltegiratze sistema? Nola funtzionatzen du? Etxebizitza-bateria biltegiratzea edo biltegiratze-sistema fotovoltaikoa sistema fotovoltaikoaren osagarri erabilgarria da eguzki-sistema baten onurak aprobetxatzeko, eta gero eta paper garrantzitsuagoa izango du erregai fosilak energia berriztagarriekin ordezkatzeko prozesua bizkortzeko. Etxeko eguzki-bateriak eguzki-energiatik sortutako elektrizitatea gordetzen du eta behar den unean operadoreari askatzen dio. Bateriaren babeskopia-energia gas-sorgailuen alternatiba ekologikoa eta kostu-eraginkorra da. Elektrizitatea ekoizteko sistema fotovoltaiko bat erabiltzen dutenek azkar iritsiko dira haren mugara. Eguerdian, sistemak eguzki-energia ugari ematen du, baina orduan ez dago inor etxean erabiltzeko. Arratsaldean, berriz, elektrizitate asko behar da, baina orduan ez du eguzkiak distira egiten. Hornidura-hutsune hori konpentsatzeko, askoz garestiagoa den elektrizitatea sare-operadoreari erosten zaio. Egoera honetan, etxebizitzako bateriaren babeskopia ia saihestezina da. Horrek esan nahi du eguneko erabili gabeko elektrizitatea arratsaldean eta gauean eskuragarri dagoela. Beraz, autoekoiztutako elektrizitatea eskuragarri dago eguneko 24 orduetan eta eguraldia edozein dela ere. Horrela, autoekoiztutako eguzki-energiaren erabilera % 80ra arte handitzen da. Autosufizientzia maila, hau da, eguzki-sistemak estaltzen duen elektrizitate-kontsumoaren proportzioa, % 60ra arte handitzen da. Etxebizitza bateko bateria-babesa hozkailu bat baino askoz txikiagoa da eta horman muntatu daiteke garbitegiko horman. Biltegiratze-sistemek adimen handia dute, eguraldiaren iragarpenak eta autoikaskuntzako algoritmoak erabil ditzaketenak etxea autokontsumo maximora murrizteko. Energia-independentzia lortzea inoiz baino errazagoa da, etxea sare elektrikora konektatuta egon arren. Merezi al du etxeko bateria biltegiratzeko sistemak? Zein faktoreren araberakoak dira? Etxebizitza batek bateria-biltegiratzea beharrezkoa da eguzki-energiaz hornitutako etxe bat sareko etenaldietan funtzionatzen jarraitzeko, eta gauez ere funtzionatuko du. Baina, era berean, eguzki-bateriek sistemaren negozio-ekonomia hobetzen dute, bestela sarera galerarekin itzuliko litzatekeen eguzki-energia mantenduz, energia hori berriro erabiltzeko, energia garestiena denean. Etxebizitza batek bateria-biltegiratzeak eguzki-energiaren jabea sareko akatsetatik babesten du eta sistemaren negozio-ekonomia babesten du energia-prezioen esparruen aldaketen aurka. Inbertitzea merezi duen ala ez hainbat faktoreren araberakoa da: Inbertsio-kostuen maila. Zenbat eta txikiagoa izan kilowatt-orduko kostua, orduan eta lehenago amortizatuko da biltegiratze-sistema. Bizitza osoaetxeko eguzki-bateria Industrian ohikoa da fabrikatzailearen 10 urteko bermea ematea. Hala ere, bizitza erabilgarri luzeagoa dela suposatzen da. Litio-ioi teknologia duten etxeetarako eguzki-energiazko bateria gehienek gutxienez 20 urtez funtzionatzen dute modu fidagarrian. Autokontsumitutako elektrizitatearen kuota Zenbat eta eguzki-biltegiratzeak autokontsumoa gehiago handitu, orduan eta litekeena da merezi izatea. Sare elektrikotik erosten denean elektrizitatearen kostuak Elektrizitatearen prezioak altuak direnean, sistema fotovoltaikoen jabeek aurrezten dute autosortutako elektrizitatea kontsumituz. Hurrengo urteetan, elektrizitatearen prezioak igotzen jarraituko dutela aurreikusten da, beraz, askok eguzki-bateriak inbertsio adimentsutzat hartzen dituzte. Sare elektrikoari konektatutako tarifak Zenbat eta gutxiago jaso eguzki-sistemen jabeek kilowatt-orduko, orduan eta gehiago ordaindu beharko luke elektrizitatea biltegiratzea sare elektrikora bidali beharrean. Azken 20 urteotan, sare elektrikoarekin konektatutako tarifak etengabe jaitsi dira eta hala egiten jarraituko dute. Zein motatako etxeko bateria-energia biltegiratzeko sistemak daude eskuragarri? Etxeko bateriaren babeskopia sistemek abantaila ugari eskaintzen dituzte, besteak beste, erresilientzia, kostuen aurrezpena eta elektrizitatearen ekoizpen deszentralizatua ("etxeko energia banatutako sistemak" bezala ere ezagutzen dira). Beraz, zeintzuk dira etxeko eguzki-baterien kategoriak? Nola aukeratu behar dugu? Sailkapen funtzionala babeskopia funtzioaren arabera: 1. Etxeko UPS elikatze-iturria Industria-mailako zerbitzu hau da, ospitaleek, datu-gelek, gobernu federalak edo merkatu militarrek normalean beren gailu funtsezko eta sentikorren etengabeko funtzionamendurako behar duten babeskopia-energiarako. Etxeko UPS energia-iturri batekin, baliteke etxeko argiak ez keinuka aritzea sare elektrikoa huts egiten badu. Etxe gehienek ez dute fidagarritasun maila hori behar edo ordaindu nahi, etxean ekipamendu kliniko garrantzitsuak erabiltzen ez badituzte behintzat. 2. 'Eten ezin den' energia-hornidura (etxe osoko babeskopia). UPS batetik behera doan hurrengo urratsa "eten ezin den energia-iturria" edo IPS deituko duguna da. IPS batek zure etxe osoa eguzki-energiarekin eta bateriekin funtzionatzen jarraitzea ahalbidetuko du sarea erori bada, baina denbora labur batez (segundo batzuk) dena beltzez edo gris bihurtuko da etxeko babeskopia-sistema ekipamendura sartzen denean. Baliteke keinuka dabiltzan erloju elektronikoak berrezarri behar izatea, baina horretaz gain, zure etxeko tresna guztiak ohi bezala erabili ahal izango dituzu bateriak irauten duten bitartean. 3. Larrialdi Egoeretarako Energia Hornidura (erreserba partziala). Erreserba-energiaren funtzionalitate batzuek larrialdi-zirkuitu bat aktibatuz funtzionatzen dute sare elektrikoa jaitsi dela detektatzen dutenean. Horri esker, zirkuitu horretara konektatutako etxeko energia-gailuek (normalean hozkailuak, argiak eta entxufe elektriko dedikatu batzuk) bateriak eta/edo panel fotovoltaikoak martxan jarrai dezakete etenaldiaren iraupen osoan. Erreserba mota hau mundu osoko etxeetarako aukerarik ezagunena, merkeena eta merkeena izango da ziurrenik, etxe osoa bateria-banku batekin funtzionatzeak azkar agortuko baititu. 4. Sare elektrikotik kanpoko eguzki-energia eta biltegiratze-sistema partziala. Azken aukera deigarria izan daitekeen beste aukera bat "saretik kanpoko sistema partziala" da. Saretik kanpoko sistema partzial batekin, kontzeptua etxearen "saretik kanpoko" eremu dedikatu bat sortzea da, etengabe eguzki-energia eta bateria-sistema batekin funtzionatzen duena, saretik energia hartu gabe bere burua mantentzeko bezain handia dena. Horrela, familiako beharrezko elementuak (hozkailuak, argiak, etab.) piztuta jarraitzen dute sarea erori arren, inolako etenik gabe. Gainera, eguzki-energia eta bateriak sarerik gabe betiko funtzionatzeko diseinatuta daudenez, ez litzateke energia-kontsumoa esleitu beharrik izango gailu gehigarriak saretik kanpoko zirkuituan konektatzen ez badira. Baterien Kimika Teknologiaren Sailkapena: Berun-azidozko bateriak etxebizitzako bateriaren babeskopia gisa
Berun-azido bateriakMerkatuan dauden bateria kargagarri zaharrenak eta kostu baxuenak dira energia biltegiratzeko. Joan den mendearen hasieran agertu ziren, 1900. urtean, eta gaur egun arte aplikazio askotan hobetsitako bateriak dira, sendoak eta kostu baxuak direla eta. Desabantaila nagusiak energia-dentsitate txikia (astunak eta handiak dira) eta bizitza laburra dira, kargatzeko eta deskargatzeko ziklo kopuru handirik onartzen ez dutenez, berun-azido bateriek mantentze-lan erregularrak behar dituzte bateriaren kimika orekatzeko, beraz, bere ezaugarriek desegokiak bihurtzen dituzte maiztasun ertain eta altuko deskargarako edo 10 urte edo gehiago irauten duten aplikazioetarako. Desabantaila ere badute: deskarga-sakonera txikia dute, normalean % 80ra mugatzen dena muturreko kasuetan edo % 20ra ohiko funtzionamenduan, bizitza luzeagoa izan dezan. Gehiegizko deskargak bateriaren elektrodoak degradatzen ditu, eta horrek energia biltegiratzeko gaitasuna murrizten du eta bizitza mugatzen du. Berun-azido bateriek karga-egoera etengabe mantentzea behar dute eta beti gorde behar dira karga-egoera maximoan flotazio-teknikaren bidez (karga mantentzea korronte elektriko txiki batekin, autodeskarga-efektua ezeztatzeko nahikoa dena). Bateria hauek hainbat bertsiotan aurki daitezke. Ohikoenak elektrolito likidoa erabiltzen duten aireztatutako bateriak dira, balbula bidez erregulatutako gel bateriak (VRLA) eta beira-zuntzezko esterillan txertatutako elektrolitoa duten bateriak (AGM bezala ezagutzen direnak - beira-xurgatzaile esterilla), gel baterien aldean errendimendu ertaina eta kostu txikiagoa dutenak. Balbula bidez erregulatutako bateriak ia zigilatuta daude, eta horrek elektrolitoaren isurketa eta lehortzea eragozten du. Balbulak gehiegizko karga egoeretan gasak askatzen laguntzen du. Berun-azidozko bateria batzuk industria-aplikazio geldikorretarako garatzen dira eta deskarga-ziklo sakonagoak onar ditzakete. Bertsio modernoago bat ere badago, berun-karbonozko bateria dena. Elektrodoei gehitzen zaizkien karbono-oinarritutako materialek karga- eta deskarga-korronte handiagoak, energia-dentsitate handiagoa eta bizitza luzeagoa ematen dituzte. Berun-azido baterien abantaila bat (bere aldaera guztietan) da ez dutela karga kudeatzeko sistema sofistikaturik behar (litiozko baterien kasuan bezala, ondoren ikusiko ditugunak). Berunezko bateriek askoz ere aukera gutxiago dute su hartzeko eta lehertzeko gehiegi kargatzen direnean, haien elektrolitoa ez baita sukoia litiozko bateriena bezala. Gainera, gehiegi kargatzea ez da arriskutsua bateria mota hauetan. Karga-kontrolagailu batzuek ere berdintze-funtzio bat dute, bateria edo bateria-bankua apur bat gehiegi kargatzen duena, bateria guztiak guztiz kargatuta egotea eraginez. Berdintze-prozesuan, azkenean besteen aurretik guztiz kargatzen diren baterien tentsioa apur bat handituko da, arriskurik gabe, korrontea elementuen serieko elkartearen bidez normaltasunez igarotzen den bitartean. Horrela, esan dezakegu berunezko bateriek modu naturalean berdintzeko gaitasuna dutela eta bateria baten baterien edo banku baten baterien arteko desoreka txikiek ez dutela arriskurik eskaintzen. Errendimendua:Berun-azido baterien eraginkortasuna litiozko bateriena baino askoz txikiagoa da. Eraginkortasuna karga-tasaren araberakoa den arren, normalean % 85eko joan-etorriko eraginkortasuna suposatzen da. Biltegiratze-ahalmena:Berun-azidozko bateriek tentsio eta tamaina ugari dituzte, baina litio burdin fosfatoak baino 2-3 aldiz gehiago pisatzen dute kWh-ko, bateriaren kalitatearen arabera. Bateriaren kostua:Berun-azidozko bateriak litio-burdin fosfatozko bateriak baino % 75 merkeagoak dira, baina ez zaitez prezio baxuak engaina. Bateria hauek ezin dira azkar kargatu edo deskargatu, bizitza askoz laburragoa dute, ez dute bateria kudeatzeko sistema babesgarririk, eta asteroko mantentze-lanak ere behar izan ditzakete. Horren ondorioz, ziklo bakoitzeko kostu orokorra handiagoa da energia-kostuak murrizteko edo lan astuneko etxetresna elektrikoak eusteko arrazoizkoa dena baino. Litiozko bateriak etxebizitzako bateriaren babeskopia gisa
Gaur egun, komertzialki arrakastatsuenak litio-ioizko bateriak dira. Litio-ioizko teknologia gailu elektroniko eramangarrietan aplikatu ondoren, industria-aplikazioetan, potentzia-sistemetan, energia fotovoltaikoaren biltegiratzean eta ibilgailu elektrikoetan sartu da. Litio-ioizko bateriakbeste bateria kargagarri mota askoren errendimendua gainditzen dute alderdi askotan, besteak beste, energia biltegiratzeko ahalmena, lan-ziklo kopurua, kargatzeko abiadura eta kostu-eraginkortasuna. Gaur egun, arazo bakarra segurtasuna da, elektrolito sukoiek su har dezakete tenperatura altuetan, eta horrek kontrol eta monitorizazio sistema elektronikoak erabiltzea eskatzen du. Litioa metal guztien artean arinena da, potentzial elektrokimiko handiena du, eta beste bateria-teknologia ezagunek baino bolumen- eta masa-energia-dentsitate handiagoak eskaintzen ditu. Litio-ioi teknologiak energia biltegiratzeko sistemen erabilera bultzatzea ahalbidetu du, batez ere energia iturri berriztagarri tartekatuekin (eguzki-energia eta haize-energia) lotuta, eta ibilgailu elektrikoen adopzioa ere bultzatu du. Energia-sistemetan eta ibilgailu elektrikoetan erabiltzen diren litio-ioizko bateriak mota likidokoak dira. Bateria hauek bateria elektrokimiko baten egitura tradizionala erabiltzen dute, bi elektrodo elektrolito likido baten soluzio batean murgilduta. Bereizgailuak (material isolatzaile porotsuak) elektrodoak mekanikoki bereizteko erabiltzen dira, ioien mugimendu librea ahalbidetuz elektrolito likidoan zehar. Elektrolito baten ezaugarri nagusia korronte ionikoaren eroapena ahalbidetzea da (ioiek eratua, hau da, elektroi gehiegi edo ez duten atomoak), elektroiak igarotzen uztea eragotziz (material eroaleetan gertatzen den bezala). Elektrodo positiboen eta negatiboen arteko ioien trukea da bateria elektrokimikoen funtzionamenduaren oinarria. Litiozko bateriei buruzko ikerketa 1970eko hamarkadara atzera daiteke, eta teknologia heldu eta 1990eko hamarkada inguruan hasi zen merkataritza-erabilera. Litio polimerozko bateriak (polimero elektrolitoekin) telefonoetan, ordenagailuetan eta hainbat gailu mugikortan erabiltzen dira gaur egun, nikel-kadmiozko bateria zaharrak ordezkatuz, eta horien arazo nagusia "memoria efektua" da, biltegiratze-ahalmena pixkanaka murrizten duena. Bateria guztiz deskargatu aurretik kargatzen denean. Nikel-kadmiozko baterien aldean, batez ere berun-azidozko baterien aldean, litio-ioizko bateriek energia-dentsitate handiagoa dute (bolumen bakoitzeko energia gehiago gordetzen dute), autodeskarga-koefiziente txikiagoa dute eta kargatze eta deskarga-ziklo gehiago jasan ditzakete, eta horrek bizitza erabilgarri luzea esan nahi du. 2000ko hamarkadaren hasieran, litiozko bateriak automobilgintzan erabiltzen hasi ziren. 2010 inguruan, litiozko ioizko bateriek interesa piztu zuten etxebizitzetako aplikazioetan energia elektrikoa biltegiratzeko etaeskala handiko ESS (Energia Biltegiratzeko Sistema) sistemak, batez ere mundu osoan energia-iturrien erabilera handitu delako. Energia berriztagarri tartekatua (eguzki-energia eta haize-energia). Litio-ioizko bateriek errendimendu, iraupen eta kostu desberdinak izan ditzakete, nola egiten diren arabera. Hainbat material proposatu dira, batez ere elektrodoetarako. Normalean, litiozko bateria batek bateriaren terminal positiboa osatzen duen litiozko elektrodo metaliko batez eta terminal negatiboa osatzen duen karbonozko (grafitozko) elektrodo batez osatuta dago. Erabilitako teknologiaren arabera, litioan oinarritutako elektrodoek egitura desberdinak izan ditzakete. Litiozko bateriak fabrikatzeko gehien erabiltzen diren materialak eta bateria hauen ezaugarri nagusiak hauek dira: Litio eta Kobalto Oxidoak (LCO):Energia espezifiko handia (Wh/kg), biltegiratze-ahalmen ona eta bizitza-iraupen egokia (ziklo kopurua), gailu elektronikoetarako egokia, desabantaila potentzia espezifikoa (W/kg) da. Txikia, kargatzeko eta deskargatzeko abiadura murrizten du; Litio eta Manganeso Oxidoak (LMO):karga- eta deskarga-korronte handiak ahalbidetzen dituzte energia espezifiko baxuarekin (Wh/kg), eta horrek biltegiratze-ahalmena murrizten du; Litioa, Nikela, Manganesoa eta Kobaltoa (NMC):LCO eta LMO baterien propietateak konbinatzen ditu. Gainera, nikelean dagoen presentziak energia espezifikoa handitzen laguntzen du, biltegiratze-ahalmen handiagoa emanez. Nikela, manganesoa eta kobaltoa proportzio desberdinetan erabil daitezke (bata edo bestea laguntzeko) aplikazio motaren arabera. Oro har, konbinazio honen emaitza errendimendu ona, biltegiratze-ahalmen ona, iraupen luzea eta kostu baxua duen bateria bat da. Litioa, nikela, manganesoa eta kobaltoa (NMC):LCO eta LMO baterien ezaugarriak konbinatzen ditu. Gainera, nikelean dagoen presentziak energia espezifikoa igotzen laguntzen du, biltegiratze-ahalmen handiagoa emanez. Nikela, manganesoa eta kobaltoa proportzio desberdinetan erabil daitezke, aplikazio motaren arabera (ezaugarri bat edo bestea lehenesteko). Oro har, konbinazio honen emaitza errendimendu ona, biltegiratze-ahalmen ona, bizitza ona eta kostu moderatua dituen bateria bat da. Bateria mota hau asko erabili da ibilgailu elektrikoetan eta energia biltegiratzeko sistema geldikorretarako ere egokia da; Litio Burdin Fosfatoa (LFP):LFP konbinazioak bateriei errendimendu dinamiko ona (kargatzeko eta deskargatzeko abiadura), bizitza luzatuagoa eta segurtasun handiagoa eskaintzen die, egonkortasun termiko ona duelako. Nikel eta kobaltorik ez izateak kostua murrizten du eta bateria hauen eskuragarritasuna handitzen du ekoizpen masiborako. Bere biltegiratze-ahalmena ez den arren altuena, ibilgailu elektrikoen eta energia biltegiratzeko sistemen fabrikatzaileek hartu dute, dituen ezaugarri abantailagarri askorengatik, batez ere kostu baxua eta sendotasun ona duelako; Litioa eta titanioa (LTO):Izenak titanioa eta litioa dituzten bateriei egiten die erreferentzia, karbonoa ordezkatuz, eta bigarren elektrodoa beste mota batean erabiltzen den berdina da (NMC bezalakoak - litioa, manganesoa eta kobaltoa). Energia espezifiko baxua izan arren (biltegiratze-ahalmen txikiagoa dakar), konbinazio honek errendimendu dinamiko ona, segurtasun ona eta bizitza erabilgarria asko luzatzen du. Mota honetako bateriek 10.000 funtzionamendu-ziklo baino gehiago onartu ditzakete % 100eko deskarga-sakoneran, eta beste litio-bateria mota batzuek 2.000 ziklo inguru onartzen dituzte. LiFePO4 bateriek berun-azidozko baterien errendimendua gainditzen dute, ziklo-egonkortasun oso handia, energia-dentsitate maximoa eta pisu minimoa dituztelako. Bateria % 50eko DOD-tik aldizka deskargatzen bada eta gero guztiz kargatzen bada, LiFePO4 bateriak 6.500 karga-ziklo egin ditzake. Beraz, inbertsio gehigarria epe luzera itzultzen da, eta prezio/errendimendu erlazioa paregabea izaten jarraitzen du. Eguzki-bateria gisa etengabeko erabilerarako aukera hobetsia dira. Errendimendua:Bateria kargatzeak eta askatzeak % 98ko ziklo-eraginkortasun osoa du, eta azkar kargatzen eta askatzen da 2 ordu baino gutxiagoko denbora-tarteetan, eta are azkarrago bizitza laburragoa lortzeko. Biltegiratze-ahalmenaLitio burdin fosfatozko bateria-paketeek 18 kWh baino gehiago izan ditzakete, eta horrek espazio gutxiago erabiltzen du eta ahalmen bereko berun-azidozko bateria batek baino gutxiago pisatzen du. Bateriaren kostuaLitio burdin fosfatoak berun-azido bateriek baino garestiagoak izan ohi dira, baina normalean ziklo-kostu txikiagoa izaten du iraupen luzeagoaren ondorioz.