چرا باتری لیتیوم خورشیدی را برای خانه خود انتخاب کنیم؟

با تشدید جنگ بین روسیه و اوکراین، سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی فتوولتائیک خانگی بار دیگر در کانون توجه آزادی برق قرار گرفته‌اند و انتخاب اینکه کدام باتری برای سیستم فتوولتائیک شما بهتر است، به یکی از بزرگترین سردردهای مصرف‌کنندگان تبدیل شده است. ما به عنوان یک تولیدکننده پیشرو باتری لیتیومی در چین، توصیه می‌کنیمباتری لیتیوم خورشیدیبرای خانه شما. باتری‌های لیتیومی (یا باتری‌های لیتیوم-یونی) یکی از مدرن‌ترین راه‌حل‌های ذخیره‌سازی انرژی برای سیستم‌های فتوولتائیک هستند. این دستگاه‌ها با چگالی انرژی بهتر، طول عمر بیشتر، هزینه بالاتر در هر چرخه و چندین مزیت دیگر نسبت به باتری‌های سرب-اسیدی ثابت سنتی، به طور فزاینده‌ای در سیستم‌های خورشیدی مستقل از شبکه و هیبریدی رایج می‌شوند. انواع ذخیره‌سازی باتری در یک نگاه چرا لیتیوم را به عنوان راه حلی برای ذخیره انرژی خانگی انتخاب کنیم؟ نه خیلی سریع، ابتدا بیایید انواع باتری‌های ذخیره انرژی موجود را بررسی کنیم. باتری‌های خورشیدی لیتیوم-یون استفاده از باتری‌های لیتیوم-یون یا لیتیوم-یون در سال‌های اخیر به طور قابل توجهی افزایش یافته است. این باتری‌ها نسبت به سایر اشکال فناوری باتری، مزایا و پیشرفت‌های قابل توجهی ارائه می‌دهند. باتری‌های خورشیدی لیتیوم-یون چگالی انرژی بالایی دارند، بادوام هستند و به نگهداری کمی نیاز دارند. علاوه بر این، ظرفیت آنها حتی پس از مدت زمان طولانی کار ثابت می‌ماند. باتری‌های لیتیومی تا 20 سال عمر می‌کنند. این باتری‌ها بین 80 تا 90 درصد از ظرفیت قابل استفاده خود را ذخیره می‌کنند. باتری‌های لیتیومی در تعدادی از صنایع، از جمله تلفن‌های همراه و لپ‌تاپ‌ها، خودروهای برقی و حتی هواپیماهای تجاری بزرگ، جهش‌های تکنولوژیکی بزرگی داشته‌اند و برای بازار خورشیدی فتوولتائیک به طور فزاینده‌ای اهمیت پیدا می‌کنند. باتری‌های خورشیدی ژل سربی از سوی دیگر، باتری‌های سرب-ژل تنها ۵۰ تا ۶۰ درصد از ظرفیت قابل استفاده خود را دارند. باتری‌های سرب-اسید همچنین از نظر طول عمر نمی‌توانند با باتری‌های لیتیومی رقابت کنند. معمولاً باید آنها را در حدود ۱۰ سال تعویض کنید. برای سیستمی با طول عمر ۲۰ سال، این بدان معناست که شما باید در مدت زمان مشابه، دو برابر باتری‌های لیتیومی برای یک سیستم ذخیره‌سازی سرمایه‌گذاری کنید. باتری‌های خورشیدی سرب-اسید باتری‌های سرب-ژل، باتری‌های سرب-اسیدی هستند. آن‌ها نسبتاً ارزان هستند و فناوری بالغ و قدرتمندی دارند. اگرچه بیش از ۱۰۰ سال است که به عنوان باتری خودرو یا برق اضطراری ارزش خود را ثابت کرده‌اند، اما نمی‌توانند با باتری‌های لیتیومی رقابت کنند. به هر حال، راندمان آن‌ها ۸۰ درصد است. با این حال، آن‌ها کوتاه‌ترین عمر مفید را دارند که حدود ۵ تا ۷ سال است. چگالی انرژی آن‌ها نیز کمتر از باتری‌های لیتیوم-یونی است. به خصوص هنگام کار با باتری‌های سربی قدیمی‌تر، در صورت عدم تهویه مناسب اتاق نصب، احتمال تشکیل گاز اکسی هیدروژن انفجاری وجود دارد. با این حال، سیستم‌های جدیدتر برای کار ایمن هستند. باتری‌های جریان ردوکس آنها برای ذخیره مقادیر زیادی برق تولید شده به صورت تجدیدپذیر با استفاده از فتوولتائیک‌ها مناسب‌ترین هستند. بنابراین، زمینه‌های کاربرد باتری‌های جریان ردوکس در حال حاضر ساختمان‌های مسکونی یا وسایل نقلیه الکتریکی نیستند، بلکه تجاری و صنعتی هستند که این امر نیز به این واقعیت مربوط می‌شود که آنها هنوز بسیار گران هستند. باتری‌های جریان ردوکس چیزی شبیه به سلول‌های سوختی قابل شارژ هستند. برخلاف باتری‌های لیتیوم-یون و سرب-اسید، محیط ذخیره‌سازی در داخل باتری ذخیره نمی‌شود، بلکه در خارج از آن قرار دارد. دو محلول الکترولیت مایع به عنوان محیط ذخیره‌سازی عمل می‌کنند. محلول‌های الکترولیت در مخازن خارجی بسیار ساده ذخیره می‌شوند. آنها فقط برای شارژ یا دشارژ از طریق سلول‌های باتری پمپ می‌شوند. مزیت اینجا این است که اندازه باتری نیست، بلکه اندازه مخازن است که ظرفیت ذخیره‌سازی را تعیین می‌کند. فروشگاه آب نمکسن اکسید منگنز، کربن فعال، پنبه و آب نمک اجزای این نوع ذخیره‌سازی هستند. اکسید منگنز در کاتد و کربن فعال در آند قرار دارد. سلولز پنبه معمولاً به عنوان جداکننده و آب نمک به عنوان الکترولیت استفاده می‌شود. ذخیره‌سازی آب نمک حاوی هیچ ماده مضر برای محیط زیست نیست، که همین امر آن را بسیار جالب می‌کند. با این حال، در مقایسه - ولتاژ باتری‌های لیتیوم-یونی 3.7 ولت - 1.23 ولت هنوز بسیار کم است. هیدروژن به عنوان ذخیره انرژی مزیت تعیین‌کننده در اینجا این است که می‌توانید از انرژی خورشیدی مازاد تولید شده در تابستان فقط در زمستان استفاده کنید. حوزه کاربرد ذخیره‌سازی هیدروژن عمدتاً در ذخیره‌سازی میان‌مدت و بلندمدت برق است. با این حال، این فناوری ذخیره‌سازی هنوز در مراحل ابتدایی خود است. از آنجا که برق تبدیل‌شده به ذخیره‌سازی هیدروژن باید در صورت نیاز دوباره از هیدروژن به برق تبدیل شود، انرژی از بین می‌رود. به همین دلیل، راندمان سیستم‌های ذخیره‌سازی تنها حدود ۴۰٪ است. ادغام در یک سیستم فتوولتائیک نیز بسیار پیچیده و بنابراین پرهزینه است. یک الکترولیزور، کمپرسور، مخزن هیدروژن و یک باتری برای ذخیره‌سازی کوتاه‌مدت و البته یک سلول سوختی مورد نیاز است. تعدادی از تأمین‌کنندگان وجود دارند که سیستم‌های کامل را ارائه می‌دهند. باتری‌های LiFePO4 (یا LFP) بهترین راه حل برای ذخیره انرژی در سیستم‌های فتوولتائیک مسکونی هستند LiFePO4 و ایمنی در حالی که باتری‌های سرب-اسید به دلیل نیاز مداوم به پر کردن مجدد اسید و آلودگی محیط زیست، به باتری‌های لیتیومی فرصت داده‌اند تا پیشتاز باشند، باتری‌های فسفات آهن لیتیوم (LiFePO4) بدون کبالت به دلیل ایمنی بالای خود که نتیجه ترکیب شیمیایی بسیار پایدار آنهاست، شناخته شده‌اند. این باتری‌ها در صورت قرار گرفتن در معرض حوادث خطرناکی مانند برخورد یا اتصال کوتاه، منفجر نمی‌شوند یا آتش نمی‌گیرند و احتمال آسیب‌دیدگی را تا حد زیادی کاهش می‌دهند. در مورد باتری‌های سرب-اسید، همه می‌دانند که عمق دشارژ آنها تنها ۵۰٪ از ظرفیت موجود است، در حالی که باتری‌های لیتیوم-آهن فسفات با ۱۰۰٪ ظرفیت نامی خود در دسترس هستند. وقتی یک باتری ۱۰۰ آمپرساعتی را انتخاب می‌کنید، می‌توانید از باتری‌های سرب-اسید با ظرفیت ۳۰ تا ۵۰ آمپرساعت استفاده کنید، در حالی که باتری‌های لیتیوم-آهن فسفات ۱۰۰ آمپرساعت ظرفیت دارند. اما برای افزایش طول عمر سلول‌های خورشیدی لیتیوم-آهن فسفات، معمولاً توصیه می‌کنیم که مصرف‌کنندگان در زندگی روزمره ۸۰٪ دشارژ را رعایت کنند که می‌تواند عمر باتری را به بیش از ۸۰۰۰ چرخه برساند. محدوده دمایی وسیع هم باتری‌های خورشیدی سرب-اسیدی و هم باتری‌های خورشیدی لیتیوم-یونی در محیط‌های سرد ظرفیت خود را از دست می‌دهند. اتلاف انرژی با باتری‌های LiFePO4 حداقل است. در دمای -20 درجه سانتیگراد، هنوز 80٪ ظرفیت دارد، در حالی که این میزان برای سلول‌های AGM 30٪ است. بنابراین برای بسیاری از مکان‌هایی که هوای بسیار سرد یا بسیار گرم وجود دارد،باتری‌های خورشیدی LiFePO4بهترین انتخاب هستند. چگالی انرژی بالا در مقایسه با باتری‌های سرب-اسید، باتری‌های لیتیوم-آهن فسفات تقریباً چهار برابر سبک‌تر هستند، بنابراین پتانسیل الکتروشیمیایی بیشتری دارند و می‌توانند چگالی انرژی بیشتری در واحد وزن ارائه دهند - تا ۱۵۰ وات-ساعت (Wh) انرژی در هر کیلوگرم (kg) در مقایسه با ۲۵ وات-ساعت بر کیلوگرم برای باتری‌های سرب-اسید ثابت معمولی فراهم می‌کنند. برای بسیاری از کاربردهای خورشیدی، این امر مزایای قابل توجهی از نظر هزینه‌های نصب کمتر و اجرای سریع‌تر پروژه ارائه می‌دهد. یکی دیگر از مزایای مهم این است که باتری‌های لیتیوم-یونی دچار پدیده‌ای به نام اثر حافظه نمی‌شوند، پدیده‌ای که می‌تواند در انواع دیگر باتری‌ها رخ دهد، زمانی که افت ناگهانی ولتاژ باتری رخ می‌دهد و دستگاه در دشارژهای بعدی با عملکرد کاهش‌یافته شروع به کار می‌کند. به عبارت دیگر، می‌توانیم بگوییم که باتری‌های لیتیوم-یونی «اعتیادآور» نیستند و خطر «اعتیاد» (از دست دادن عملکرد به دلیل استفاده از آن) را ندارند. کاربردهای باتری لیتیومی در انرژی خورشیدی خانگی یک سیستم انرژی خورشیدی خانگی می‌تواند بسته به نیاز شما، فقط از یک باتری یا چندین باتری متصل به صورت سری و/یا موازی (بانک باتری) استفاده کند. دو نوع سیستم می‌توانند استفاده کنندبانک‌های باتری خورشیدی لیتیوم-یونی: جدا از شبکه (ایزوله، بدون اتصال به شبکه) و هیبرید روشن+خارج از شبکه (متصل به شبکه و با باتری). در سیستم مستقل از شبکه (Off Grid)، برق تولید شده توسط پنل‌های خورشیدی توسط باتری‌ها ذخیره شده و در لحظاتی که انرژی خورشیدی تولید نمی‌شود (در طول شب یا روزهای ابری) توسط سیستم مورد استفاده قرار می‌گیرد. بنابراین، تأمین برق در تمام ساعات روز تضمین می‌شود. در سیستم‌های هیبریدی روشن/خاموش شبکه، باتری خورشیدی لیتیومی به عنوان پشتیبان مهم است. با داشتن یک بانک باتری خورشیدی، حتی در صورت قطع برق نیز می‌توان انرژی الکتریکی داشت و استقلال سیستم را افزایش داد. علاوه بر این، باتری می‌تواند به عنوان یک منبع انرژی اضافی برای تکمیل یا کاهش مصرف انرژی شبکه عمل کند. بنابراین، می‌توان مصرف انرژی را در زمان‌های اوج تقاضا یا در زمان‌هایی که تعرفه بسیار بالاست، بهینه کرد. برخی از کاربردهای احتمالی این نوع سیستم‌ها که شامل باتری‌های خورشیدی هستند را ببینید: سیستم‌های پایش از راه دور یا تله‌متری؛ برق رسانی به حصار - برق رسانی روستایی؛ راهکارهای خورشیدی برای روشنایی عمومی، مانند چراغ‌های خیابانی و چراغ‌های راهنمایی؛ برق‌رسانی روستایی یا روشنایی روستایی در مناطق دورافتاده؛ تامین انرژی سیستم‌های دوربین با انرژی خورشیدی؛ وسایل نقلیه تفریحی، خانه‌های سیار، تریلرها و ون‌ها؛ انرژی برای سایت‌های ساختمانی؛ تأمین انرژی سیستم‌های مخابراتی؛ تأمین انرژی دستگاه‌های خودران به طور کلی؛ انرژی خورشیدی مسکونی (در خانه‌ها، آپارتمان‌ها و مجتمع‌های مسکونی)؛ انرژی خورشیدی برای روشن کردن وسایل و تجهیزاتی مانند کولر گازی و یخچال؛ یو پی اس خورشیدی (در صورت قطع برق، برق سیستم را تأمین می‌کند، تجهیزات را در حال کار نگه می‌دارد و از تجهیزات محافظت می‌کند)؛ ژنراتور پشتیبان (در صورت قطع برق یا در زمان‌های خاص، برق سیستم را تأمین می‌کند)؛ «کاهش مصرف انرژی در زمان اوج مصرف - کاهش مصرف انرژی در زمان‌های اوج مصرف» کنترل مصرف در زمان‌های خاص، برای مثال، کاهش مصرف در زمان‌های تعرفه بالا. در میان چندین کاربرد دیگر.