Jafnvel árið 2022 verður geymsla sólarorku enn heitasta umræðuefnið og varaaflsafritun heimila er ört vaxandi hluti sólarorku, sem skapar nýja markaði og tækifæri til að stækka endurbætur á sólarorku fyrir heimili og fyrirtæki, stór sem smá, um allan heim.Afritunarrafhlöðu fyrir heimilier mikilvægt fyrir öll sólarorkuhús, sérstaklega í stormi eða öðrum neyðartilvikum. Í stað þess að flytja umfram sólarorku út á raforkunetið, hvað með að geyma hana í rafhlöðum fyrir neyðartilvik? En hvernig getur geymd sólarorka verið arðbær? Við munum upplýsa þig um kostnað og arðsemi rafhlöðugeymslukerfis fyrir heimili og útskýra lykilatriðin sem þú ættir að hafa í huga þegar þú kaupir rétta geymslukerfið. Hvað er rafhlöðugeymslukerfi fyrir heimili? Hvernig virkar það? Geymslukerfi fyrir rafhlöður í íbúðarhúsnæði eða sólarorkuver er gagnleg viðbót við sólarorkukerfið til að nýta sér kosti sólarorkuvera og mun gegna sífellt mikilvægara hlutverki í að flýta fyrir því að jarðefnaeldsneyti verði skipt út fyrir endurnýjanlega orku. Sólarorkuver fyrir heimili geymir rafmagn sem myndast við sólarorku og losar það til rekstraraðilans á tilskildum tíma. Varaaflsrafhlaða er umhverfisvænn og hagkvæmur valkostur við gasrafstöðvar. Þeir sem nota sólarorkuver til að framleiða rafmagn sjálfir ná fljótt takmörkum sínum. Um hádegi veitir kerfið mikla sólarorku, en þá er enginn heima til að nota hana. Á kvöldin þarf hins vegar mikla raforku – en þá skín sólin ekki lengur. Til að bæta upp fyrir þetta framboðsbil er mun dýrari rafmagn keypt frá rafveitunni. 
Í þessari stöðu er varaaflsafhlöða heimilisins nánast óhjákvæmileg. Þetta þýðir að ónotað rafmagn frá deginum er tiltækt á kvöldin og nóttunni. Sjálfsframleidd rafmagn er því tiltækt allan sólarhringinn og óháð veðri. Á þennan hátt eykst notkun sjálfsframleiddrar sólarorku í allt að 80%. Sjálfbærni, þ.e. hlutfall rafmagnsnotkunarinnar sem sólarorkukerfið nær til, eykst í allt að 60%. Rafhlöðuafrit fyrir heimili er mun minni en ísskápur og hægt er að festa það á vegg í þvottahúsinu. Nútímaleg geymslukerfi innihalda mikla greindartækni sem getur notað veðurspár og sjálfnámsreiknirit til að hámarka orkunotkun heimilisins. Að ná orkusjálfstæði hefur aldrei verið auðveldara - jafnvel þótt heimilið sé áfram tengt við raforkunetið. Eru rafhlöðugeymslukerfi fyrir heimili þess virði? Hvaða þættir ráðast af því? Geymsla rafgeyma í íbúðarhúsnæði er nauðsynleg til þess að sólarorkuver geti haldið áfram að virka þegar rafmagnsleysi er á rafveitunni og mun einnig virka á kvöldin. En sólarorkuver bæta einnig rekstrarhagkvæmni kerfisins með því að halda sólarorku sem annars yrði veitt aftur inn á rafveituna með tapi, bara til að endurnýta þá orku stundum þegar rafmagnið er dýrast. Geymsla rafgeyma í íbúðarhúsnæði verndar eiganda sólarorku fyrir bilunum í rafveitunni og verndar rekstrarhagkvæmni kerfisins gegn breytingum á orkuverðkerfum. Hvort það sé þess virði að fjárfesta í því eða ekki fer eftir nokkrum þáttum: Kostnaðarstig fjárfestinga. Því lægri sem kostnaðurinn á hverja kílóvattstund af afkastagetu er, því fyrr mun geymslukerfið borga sig upp. Líftímisólar rafhlöðu fyrir heimilið Tíu ára ábyrgð framleiðanda er algeng í greininni. Hins vegar er gert ráð fyrir lengri endingartíma. Flestar sólarrafhlöður fyrir heimili með litíumjónartækni virka áreiðanlega í að minnsta kosti 20 ár. Hlutdeild eiginnotaðrar rafmagns Því meira sem sólargeymsla eykur eiginnotkun, því líklegra er að hún borgar sig. Rafmagnskostnaður þegar keypt er af raforkukerfinu Þegar rafmagnsverð er hátt spara eigendur sólarorkukerfa með því að nota sjálfframleidda rafmagnið. Á næstu árum er gert ráð fyrir að rafmagnsverð haldi áfram að hækka, þannig að margir telja sólarrafhlöður skynsamlega fjárfestingu. Gjaldskrár tengdar við raforkukerfi Því minna sem eigendur sólarorkuvera fá á kílóvattstund, því meira borgar sig fyrir þá að geyma rafmagnið í stað þess að senda það inn á raforkukerfið. Á síðustu 20 árum hefur verð á tengdum raforkukerfi lækkað jafnt og þétt og mun halda áfram að gera það. Hvaða gerðir af rafhlöðugeymslukerfum fyrir heimili eru í boði? Heimakerfi fyrir varaaflsrafhlöður bjóða upp á fjölmarga kosti, þar á meðal seiglu, kostnaðarsparnað og dreifða raforkuframleiðslu (einnig þekkt sem „dreifð orkukerfi fyrir heimili“). Hvaða flokkar eru þá sólarrafhlöður fyrir heimili? Hvernig ættum við að velja? Virkniflokkun eftir afritunarfalli: 1. Heimilis-UPS aflgjafi Þetta er iðnaðarþjónusta fyrir varaafl sem sjúkrahús, gagnaherbergi, alríkisstjórnir eða hernaðarstofnanir þurfa venjulega fyrir samfellda notkun nauðsynlegra og viðkvæmra tækja sinna. Með UPS-straumgjafa fyrir heimilið gætu ljósin á heimilinu ekki einu sinni blikkað ef rafmagnsnetið bilar. Flest heimili þurfa ekki eða ætla sér að borga fyrir þessa áreiðanleika - nema þau séu með nauðsynlegan klínískan búnað á heimilinu. 2. „Truflunarhæf“ aflgjafi (varaafl fyrir allt húsið). Næsta skref niður úr UPS er það sem við köllum „rofna aflgjafa“ eða IPS. IPS gerir öllu húsinu þínu kleift að halda áfram að ganga fyrir sólarorku og rafhlöðum ef rafmagn fer úr rafmagni, en þú munt upplifa stutt tímabil (nokkrar sekúndur) þar sem allt verður svart eða grátt í húsinu þínu þegar varaaflkerfið fer inn í búnaðinn. Þú gætir þurft að endurstilla blikkandi rafrænu klukkurnar þínar, en annars geturðu notað öll heimilistækin þín eins og venjulega svo lengi sem rafhlöðurnar endast. 3. Neyðaraflgjafi (varaafl að hluta til). Sum varaaflsvirkni virkar þannig að hún virkjar neyðarrás þegar hún greinir að rafmagn hefur minnkað. Þetta gerir heimilistækjum sem tengjast þessari rás – oftast ísskápum, ljósum og nokkrum sérstökum rafmagnsinnstungum – kleift að halda áfram að nota rafhlöður og/eða sólarsellur á meðan rafmagnsleysið stendur yfir. Þessi tegund varaafls er líklega vinsælasti, hagkvæmasti og hagkvæmasti kosturinn fyrir heimili um allan heim, þar sem að keyra allt húsið á rafhlöðubanka tæmir þá hratt. 4. Sól- og geymslukerfi að hluta til utan nets. Síðasti möguleikinn sem gæti vakið athygli er „hlutabundið kerfi utan nets“. Með hlutabundnu kerfi utan nets er hugmyndin að búa til sérstakt „utan nets“ svæði í heimilinu, sem gengur stöðugt fyrir sólar- og rafhlöðukerfi sem er nógu stórt til að viðhalda sjálfu sér án þess að draga rafmagn frá rafveitunni. Á þennan hátt haldast nauðsynlegir heimilisrými (ísskápar, ljós o.s.frv.) kveikt jafnvel þótt rafveitan fari úr sambandi, án nokkurra truflana. Þar að auki, þar sem sólar- og rafhlöðukerfið er hannað til að ganga að eilífu sjálft án rafveitunnar, þyrfti ekki að úthluta orkunotkun nema auka tæki væru tengd við rafveituna utan netsins. Flokkun frá rafhlöðuefnafræðitækni: Blýsýrurafhlöður sem varaafl fyrir heimili 
Blýsýrurafhlöðureru elstu endurhlaðanlegu rafhlöðurnar og ódýrustu rafhlöðurnar sem völ er á til orkugeymslu á markaðnum. Þær komu fram í byrjun síðustu aldar, á 20. öld, og eru enn þann dag í dag vinsælustu rafhlöðurnar í mörgum tilgangi vegna endingargóðra eiginleika og lágs kostnaðar. Helstu ókostir þeirra eru lág orkuþéttleiki (þær eru þungar og fyrirferðarmiklar) og stuttur líftími. Blýsýrurafhlöður þola ekki mikinn fjölda hleðslu- og affermingarlota og þurfa reglulegt viðhald til að halda efnasamsetningu rafhlöðunnar í jafnvægi. Þess vegna gera eiginleikar þeirra þær óhentugar fyrir meðal- til hátíðniútskriftir eða notkun sem endist í 10 ár eða lengur. Þær hafa einnig þann ókost að þær eru með litla útskriftardýpt, sem er yfirleitt takmörkuð við 80% í öfgafullum tilfellum eða 20% við venjulega notkun, sem lengir líftíma þeirra. Ofhleðsla rýrir rafskaut rafhlöðunnar, sem dregur úr getu hennar til að geyma orku og takmarkar líftíma hennar. Blýsýrurafhlöður þurfa stöðugt viðhald á hleðsluástandi sínu og ætti alltaf að geyma þær við hámarkshleðsluástand með flottækni (viðhald hleðslu með litlum rafstraumi, nægjanlega til að útiloka sjálfúthleðsluáhrif). Þessar rafhlöður eru fáanlegar í nokkrum útgáfum. Algengustu eru loftræstar rafhlöður, sem nota fljótandi rafvökva, ventlastýrðar gelrafhlöður (VRLA) og rafhlöður með rafvökva sem er felld inn í trefjaplastmottu (þekkt sem AGM – absorbent glass mat), sem eru með miðlungs afköst og lægra verð samanborið við gelrafhlöður. Ventilstýrðar rafhlöður eru nánast þéttar, sem kemur í veg fyrir leka og þornun rafvökvans. Ventillinn losar lofttegundir við ofhleðslu. Sumar blýsýrurafhlöður eru þróaðar fyrir kyrrstæða iðnaðarnotkun og geta þolað dýpri úthleðsluhringrás. Það er líka til nútímalegri útgáfa, sem er blý-kolefnisrafhlaða. Kolefnisbundin efni sem bætt er við rafskautin veita hærri hleðslu- og úthleðslustrauma, meiri orkuþéttleika og lengri líftíma. Einn kostur við blýsýrurafhlöður (í öllum útgáfum þeirra) er að þær þurfa ekki flókið hleðslustjórnunarkerfi (eins og er raunin með litíumrafhlöður, sem við munum skoða næst). Blýrafhlöður eru mun ólíklegri til að kvikna í og springa þegar þær eru ofhlaðnar þar sem rafvökvi þeirra er ekki eldfimur eins og í litíumrafhlöðum. Einnig er lítilsháttar ofhleðsla ekki hættuleg í þessum gerðum rafhlöðu. Jafnvel sumir hleðslustýringar eru með jöfnunarvirkni sem ofhleður rafhlöðuna eða rafhlöðubankann lítillega, sem veldur því að allar rafhlöður ná fullhleðsluástandi. Við jöfnunarferlið hækkar spennan lítillega í rafhlöðunum sem að lokum verða fullhlaðnar á undan hinum, án áhættu, á meðan straumurinn rennur eðlilega í gegnum raðtengingu frumefna. Þannig má segja að blýrafhlöður geti jafnað sig náttúrulega og lítið ójafnvægi milli rafhlöðu í rafhlöðu eða milli rafhlöðu í banka felur ekki í sér neina áhættu. Afköst:Nýtni blýsýrurafhlöður er mun lægri en lítíumrafhlöður. Þó að nýtingin sé háð hleðsluhraða er yfirleitt gert ráð fyrir 85% nýting fram og til baka. Geymslurými:Blýsýrurafhlöður eru fáanlegar í ýmsum spennum og stærðum, en vega 2-3 sinnum meira á kWh en litíumjárnfosfat, allt eftir gæðum rafhlöðunnar. Kostnaður við rafhlöðu:Blýsýrurafhlöður eru 75% ódýrari en litíum-járnfosfatrafhlöður, en látið lága verðið ekki blekkja ykkur. Þessar rafhlöður er ekki hægt að hlaða eða tæma hratt, þær eru mun styttri í líftíma, hafa ekki verndandi rafhlöðustjórnunarkerfi og geta einnig þurft vikulegt viðhald. Þetta leiðir til hærri heildarkostnaðar á hverja lotu en sanngjarnt er til að lækka orkukostnað eða styðja við þungavinnutæki. Lithium rafhlöður sem varaafl fyrir heimili 
Eins og er eru litíum-jón rafhlöður þær rafhlöður sem hafa náð mestum árangri í viðskiptalífinu. Eftir að litíum-jón tækni hefur verið notuð í flytjanlegum rafeindatækjum hefur hún náð tökum á sviðum iðnaðar, raforkukerfa, sólarorkugeymslu og rafknúinna ökutækja. Litíumjónarafhlöðurstanda sig betur en margar aðrar gerðir endurhlaðanlegra rafhlöðu á mörgum sviðum, þar á meðal hvað varðar orkugeymslugetu, fjölda rekstrarferla, hleðsluhraða og hagkvæmni. Eins og er er eina málið öryggið, eldfim rafvökvi getur kviknað í við hátt hitastig, sem krefst notkunar rafeindastýringar og eftirlitskerfa. Litíum er léttasta málmurinn allra málma, hefur mesta rafefnafræðilega möguleika og býður upp á hærri rúmmáls- og massaorkuþéttleika en aðrar þekktar rafhlöðutækni. Litíum-jón tækni hefur gert það mögulegt að auka notkun orkugeymslukerfa, aðallega tengdum óreglulegum endurnýjanlegum orkugjöfum (sólar- og vindorku), og hefur einnig stuðlað að notkun rafknúinna ökutækja. Litíumjónarafhlöður sem notaðar eru í raforkukerfum og rafknúnum ökutækjum eru af fljótandi gerð. Þessar rafhlöður nota hefðbundna uppbyggingu rafefnafræðilegrar rafhlöðu, þar sem tvær rafskautar eru dýftar í fljótandi raflausn. Aðskiljarar (götótt einangrunarefni) eru notaðir til að aðskilja rafskautin vélrænt og leyfa jafnframt frjálsa hreyfingu jóna í gegnum fljótandi raflausnina. Helsta einkenni raflausnar er að leyfa leiðni jónstraums (myndaður af jónum, sem eru atóm með umfram eða skort á rafeindum), en leyfa ekki rafeindum að fara í gegn (eins og gerist í leiðandi efnum). Skipti á jónum milli jákvæðra og neikvæðra rafskauta eru undirstaða virkni rafefnafræðilegra rafhlöðu. Rannsóknir á litíumrafhlöðum má rekja aftur til áttunda áratugarins og tæknin þroskaðist og hóf notkun í viðskiptalegum tilgangi um tíunda áratuginn. Litíum pólýmer rafhlöður (með pólýmer rafvökvum) eru nú notaðar í rafhlöðusímum, tölvum og ýmsum farsímum, og koma í stað eldri nikkel-kadmíum rafhlöðu, þar sem helsta vandamálið er „minnisáhrif“ sem draga smám saman úr geymslurými. Þegar rafhlaðan er hlaðin áður en hún er alveg tæmd. Í samanburði við eldri nikkel-kadmíum rafhlöður, sérstaklega blýsýrurafhlöður, hafa litíum-jón rafhlöður hærri orkuþéttleika (geyma meiri orku á rúmmál), lægri sjálfsafhleðslustuðul og þola fleiri hleðslur og afhleðslulotur, sem þýðir langan líftíma. Um snemma árs 21. aldar fóru litíumrafhlöður að vera notaðar í bílaiðnaðinum. Um árið 2010 vakti litíumjónarafhlöður áhuga á raforkugeymslu í íbúðarhúsnæði og ...stórfelld ESS (orkugeymslukerfi) kerfi, aðallega vegna aukinnar notkunar orkugjafa um allan heim. Óregluleg endurnýjanleg orka (sólar- og vindorka). Litíumjónarafhlöður geta haft mismunandi afköst, líftíma og kostnað, allt eftir því hvernig þær eru framleiddar. Nokkur efni hafa verið lögð til, aðallega fyrir rafskaut. Venjulega samanstendur litíumrafhlaða af málmkenndri litíum-byggðri rafskaut sem myndar jákvæða pól rafhlöðunnar og kolefnis (grafít) rafskaut sem myndar neikvæða pól. Eftir því hvaða tækni er notuð geta litíum-byggð rafskaut haft mismunandi uppbyggingu. Algengustu efnin sem notuð eru til framleiðslu á litíum-rafhlöðum og helstu einkenni þessara rafhlöðu eru eftirfarandi: Litíum- og kóbaltoxíð (LCO):Mikil sértæk orka (Wh/kg), góð geymslugeta og viðunandi endingartími (fjöldi hringrása), hentugur fyrir rafeindatæki, ókosturinn er lítil sértæk afköst (W/kg), sem dregur úr hleðslu- og affermingarhraða; Litíum- og manganoxíð (LMO):leyfa mikla hleðslu- og útskriftarstrauma með lágri sértækri orku (Wh/kg), sem dregur úr geymslurými; Litíum, nikkel, mangan og kóbalt (NMC):Sameinar eiginleika LCO og LMO rafhlöðu. Þar að auki hjálpar nikkel í samsetningunni til við að auka sértæka orku, sem veitir meiri geymslurými. Hægt er að nota nikkel, mangan og kóbalt í mismunandi hlutföllum (til að styðja við annað hvort) eftir því um hvaða notkun er að ræða. Í heildina er niðurstaðan af þessari samsetningu rafhlaða með góðri afköstum, góðri geymslurými, langri endingu og lágum kostnaði. Litíum, nikkel, mangan og kóbalt (NMC):Sameinar eiginleika LCO og LMO rafhlöður. Þar að auki hjálpar nikkel í samsetningunni til við að auka sértæka orku, sem veitir meiri geymslurými. Nikkel, mangan og kóbalt er hægt að nota í mismunandi hlutföllum, eftir notkun (til að auka einn eiginleika eða annan). Almennt séð er niðurstaðan af þessari samsetningu rafhlaða með góða afköst, góða geymslurými, góða endingu og hóflegan kostnað. Þessi tegund rafhlöðu hefur verið mikið notuð í rafknúnum ökutækjum og hentar einnig fyrir kyrrstæðar orkugeymslukerfi; Litíum járnfosfat (LFP):LFP samsetningin veitir rafhlöðum góða afköst (hleðslu- og afhleðsluhraða), lengri líftíma og aukið öryggi vegna góðs hitastöðugleika. Fjarvera nikkels og kóbalts í samsetningu þeirra dregur úr kostnaði og eykur framboð þessara rafhlöðu til fjöldaframleiðslu. Þó að geymslugeta þeirra sé ekki sú mesta, hefur hún verið notuð af framleiðendum rafknúinna ökutækja og orkugeymslukerfa vegna margra kosta, sérstaklega lágs kostnaðar og góðs endingarþols; Litíum og títan (LTO):Nafnið vísar til rafhlöðu sem innihalda títan og litíum í annarri rafskautinni, sem kemur í stað kolefnisins, en hin rafskautin er sú sama og notuð er í einni af hinum gerðunum (eins og NMC – litíum, mangan og kóbalt). Þrátt fyrir lága sértæka orku (sem þýðir minni geymslugetu) hefur þessi samsetning góða afköst, gott öryggi og verulega aukinn endingartíma. Rafhlöður af þessari gerð geta þegið meira en 10.000 notkunarlotur við 100% útskriftardýpi, en aðrar gerðir litíumrafhlöður þola um 2.000 lotur. LiFePO4 rafhlöður standa sig betur en blýsýrurafhlöður með afar mikilli stöðugleika í hringrás, hámarksorkuþéttleika og lágmarksþyngd. Ef rafhlaðan er reglulega tæmd úr 50% afhleðsluþoli og síðan fullhlaðin, getur LiFePO4 rafhlaðan framkvæmt allt að 6.500 hleðsluhringrásir. Þannig borgar aukafjárfestingin sig til lengri tíma litið og verð/afkastahlutfallið er óviðjafnanlegt. Þær eru kjörinn kostur fyrir samfellda notkun sem sólarrafhlöður. Afköst:Hleðsla og losun rafhlöðunnar hefur 98% heildarvirkni í hringrásinni en hún er hraðhlaðin og losuð á innan við tveimur klukkustundum – og jafnvel hraðar fyrir styttri líftíma. GeymslurýmiLitíum-járnfosfat rafhlöðupakkar geta verið yfir 18 kWh, sem tekur minna pláss og vegur minna en blýsýrurafhlaða með sömu afkastagetu. Kostnaður við rafhlöðuLitíumjárnfosfatrafhlöður eru yfirleitt dýrari en blýsýrurafhlöður, en hafa yfirleitt lægri hleðslutíma vegna lengri endingartíma.
Fréttir
