რატომ უნდა აირჩიოთ მზის ენერგიაზე მომუშავე ლითიუმის ბატარეა თქვენი სახლისთვის?

რუსეთსა და უკრაინას შორის ომის გამწვავების პარალელურად, სახლის ფოტოელექტრული ენერგიის შენახვის სისტემები კვლავ ენერგოთავისუფლების ყურადღების ცენტრშია და თქვენი ფოტოელექტრული სისტემისთვის უკეთესი ბატარეის არჩევა მომხმარებლებისთვის ერთ-ერთ ყველაზე დიდ თავის ტკივილად იქცა. როგორც ჩინეთში ლითიუმის აკუმულატორების წამყვანი მწარმოებელი, ჩვენ გირჩევთ...მზის ლითიუმის ბატარეათქვენი სახლისთვის. ლითიუმის (ანუ ლითიუმ-იონური) აკუმულატორები ფოტოელექტრული სისტემებისთვის ენერგიის შენახვის ერთ-ერთი ყველაზე თანამედროვე გადაწყვეტაა. უკეთესი ენერგიის სიმკვრივით, ხანგრძლივი სიცოცხლის ხანგრძლივობით, ციკლზე უფრო მაღალი ღირებულებით და ტრადიციულ სტაციონარულ ტყვიის მჟავა აკუმულატორებთან შედარებით რამდენიმე სხვა უპირატესობით, ეს მოწყობილობები სულ უფრო ხშირად გამოიყენება ქსელისგან დამოუკიდებელ და ჰიბრიდულ მზის სისტემებში. ბატარეის შენახვის ტიპები ერთი შეხედვით რატომ უნდა აირჩიოთ ლითიუმი სახლის ენერგიის შენახვის გადაწყვეტად? არც ისე სწრაფად, ჯერ გადავხედოთ, თუ რა ტიპის ენერგიის შესანახი აკუმულატორები არსებობს. ლითიუმ-იონური მზის ბატარეები ლითიუმ-იონური ან ლითიუმის აკუმულატორების გამოყენება ბოლო წლებში მნიშვნელოვნად გაიზარდა. ისინი ბატარეის ტექნოლოგიის სხვა ფორმებთან შედარებით მნიშვნელოვან უპირატესობებსა და გაუმჯობესებას გვთავაზობენ. ლითიუმ-იონური მზის აკუმულატორები მაღალი ენერგიის სიმკვრივეს გვთავაზობენ, გამძლეა და მცირე მოვლას საჭიროებენ. გარდა ამისა, მათი სიმძლავრე მუდმივი რჩება ხანგრძლივი მუშაობის შემდეგაც კი. ლითიუმის აკუმულატორების სიცოცხლის ხანგრძლივობა 20 წლამდეა. ეს აკუმულატორები თავიანთი გამოსაყენებელი სიმძლავრის 80%-დან 90%-მდე ინახავს. ლითიუმის აკუმულატორებმა უზარმაზარი ტექნოლოგიური ნახტომები განახორციელეს რიგ ინდუსტრიებში, მათ შორის მობილურ ტელეფონებსა და ლეპტოპებში, ელექტრომობილებსა და დიდ კომერციულ თვითმფრინავებშიც კი და სულ უფრო მნიშვნელოვანი ხდებიან ფოტოელექტრული მზის ბაზრისთვის. ტყვიის გელის მზის ბატარეები მეორე მხრივ, ტყვიის გელის აკუმულატორებს გამოსაყენებელი ტევადობის მხოლოდ 50-60 პროცენტი აქვთ. ტყვიის მჟავას აკუმულატორები ასევე ვერ კონკურენციას უწევენ ლითიუმის აკუმულატორებს სიცოცხლის ხანგრძლივობის თვალსაზრისით. როგორც წესი, მათი შეცვლა დაახლოებით 10 წელიწადში მოგიწევთ. 20-წლიანი სიცოცხლის ხანგრძლივობის მქონე სისტემისთვის ეს ნიშნავს, რომ შენახვის სისტემისთვის აკუმულატორებში ორჯერ მეტი ინვესტიცია მოგიწევთ იმავე დროის განმავლობაში, ვიდრე ლითიუმის აკუმულატორებში. ტყვიის მჟავას მზის ბატარეები ტყვია-გელის აკუმულატორების წინამორბედები ტყვია-მჟავა აკუმულატორებია. ისინი შედარებით იაფია და აქვთ განვითარებული და მტკიცე ტექნოლოგია. მიუხედავად იმისა, რომ მათ 100 წელზე მეტია დაამტკიცეს თავიანთი ღირებულება, როგორც ავტომობილის ან საგანგებო სიტუაციების კვების აკუმულატორები, ისინი ვერ კონკურენციას უწევენ ლითიუმის აკუმულატორებს. ბოლოს და ბოლოს, მათი ეფექტურობა 80 პროცენტია. თუმცა, მათ აქვთ ყველაზე მოკლე მომსახურების ვადა, დაახლოებით 5-დან 7 წლამდე. მათი ენერგიის სიმკვრივე ასევე უფრო დაბალია, ვიდრე ლითიუმ-იონური აკუმულატორების. განსაკუთრებით ძველი ტყვიის აკუმულატორების მუშაობისას, არსებობს ასაფეთქებელი ჟანგბადის გაზის წარმოქმნის შესაძლებლობა, თუ სამონტაჟო ოთახი სათანადოდ არ არის ვენტილირებადი. თუმცა, ახალი სისტემების ექსპლუატაცია უსაფრთხოა. რედოქს ნაკადის ბატარეები ისინი საუკეთესოდ გამოიყენება განახლებადი წყაროებიდან გამომუშავებული ელექტროენერგიის დიდი რაოდენობით შესანახად ფოტოელექტრული სისტემების გამოყენებით. ამიტომ, რედოქს ნაკადის აკუმულატორების გამოყენების სფერო ამჟამად არა საცხოვრებელი შენობები ან ელექტრომობილები, არამედ კომერციული და სამრეწველოა, რაც ასევე დაკავშირებულია იმ ფაქტთან, რომ ისინი ჯერ კიდევ ძალიან ძვირია. რედოქს ნაკადის აკუმულატორები რაღაცით ჰგავს დატენვადი საწვავის უჯრედებს. ლითიუმ-იონური და ტყვიმჟავა აკუმულატორებისგან განსხვავებით, შესანახი საშუალება არ ინახება აკუმულატორის შიგნით, არამედ მის გარეთ. შესანახ საშუალებად ორი თხევადი ელექტროლიტური ხსნარი გამოიყენება. ელექტროლიტური ხსნარები ინახება ძალიან მარტივ გარე ავზებში. ისინი მხოლოდ აკუმულატორის უჯრედებში იტუმბება დატენვის ან განმუხტვის მიზნით. უპირატესობა აქ ის არის, რომ შენახვის ტევადობას არა აკუმულატორის ზომა, არამედ ავზების ზომა განსაზღვრავს. მარილწყლის სტორიასაკი ამ ტიპის შენახვის კომპონენტებია მანგანუმის ოქსიდი, გააქტიურებული ნახშირბადი, ბამბა და მარილწყალი. მანგანუმის ოქსიდი კათოდზეა განთავსებული, ხოლო გააქტიურებული ნახშირბადი ანოდზე. ბამბის ცელულოზა ჩვეულებრივ გამოიყენება გამყოფად, ხოლო მარილწყალი ელექტროლიტად. მარილწყალში შენახვა არ შეიცავს გარემოსთვის მავნე ნივთიერებებს, რაც მას ასეთ საინტერესოს ხდის. თუმცა, შედარებისთვის - ლითიუმ-იონური აკუმულატორების ძაბვა 3.7 ვ – 1.23 ვ მაინც ძალიან დაბალია. წყალბადი, როგორც ენერგიის შესანახი გადამწყვეტი უპირატესობა აქ ის არის, რომ ზაფხულში გამომუშავებული მზის ჭარბი ენერგიის გამოყენება მხოლოდ ზამთარში შეგიძლიათ. წყალბადის შენახვის გამოყენების არეალი ძირითადად ელექტროენერგიის საშუალო და გრძელვადიანი შენახვაა. თუმცა, ეს შენახვის ტექნოლოგია ჯერ კიდევ საწყის ეტაპზეა. რადგან წყალბადის შენახვად გარდაქმნილი ელექტროენერგია საჭიროების შემთხვევაში წყალბადიდან ელექტროენერგიად უნდა გარდაიქმნას, ენერგია იკარგება. ამ მიზეზით, შენახვის სისტემების ეფექტურობა მხოლოდ დაახლოებით 40%-ია. ფოტოელექტრულ სისტემაში ინტეგრაცია ასევე ძალიან რთულია და შესაბამისად, ძვირია. საჭიროა ელექტროლიზატორი, კომპრესორი, წყალბადის ავზი და აკუმულატორი მოკლევადიანი შენახვისთვის და, რა თქმა უნდა, საწვავის უჯრედი. არსებობს მრავალი მომწოდებელი, რომლებიც სრულ სისტემებს გვთავაზობენ. LiFePO4 (ან LFP) აკუმულატორები საუკეთესო გადაწყვეტაა ენერგიის შესანახად საცხოვრებელ ფოტოელექტრულ სისტემებში. LiFePO4 და უსაფრთხოება მიუხედავად იმისა, რომ ტყვიმჟავა აკუმულატორებმა ლითიუმის აკუმულატორებს საშუალება მისცეს, ლიდერობა დაეკავებინათ მჟავის მუდმივი შევსებისა და გარემოს დაბინძურების გამო, კობალტისგან თავისუფალი ლითიუმის რკინის ფოსფატის (LiFePO4) აკუმულატორები ცნობილია მათი მაღალი უსაფრთხოებით, რაც უკიდურესად სტაბილური ქიმიური შემადგენლობის შედეგია. ისინი არ ფეთქდებიან და არ იწვებიან სახიფათო მოვლენების, როგორიცაა შეჯახება ან მოკლე ჩართვა, დროს, რაც მნიშვნელოვნად ამცირებს დაზიანების შანსს. ტყვიმჟავა აკუმულატორების შესახებ ყველამ იცის, რომ მათი განმუხტვის სიღრმე არსებული სიმძლავრის მხოლოდ 50%-ია, ტყვიმჟავა აკუმულატორებისგან განსხვავებით, ლითიუმ-რკინის ფოსფატის აკუმულატორები ხელმისაწვდომია მათი ნომინალური სიმძლავრის 100%-ით. 100 ამპერ-საათიანი აკუმულატორის შემთხვევაში, შეგიძლიათ გამოიყენოთ 30 ამპერ-საათიდან 50 ამპერ-საათამდე ტყვიმჟავა აკუმულატორები, ხოლო ლითიუმ-რკინის ფოსფატის აკუმულატორები - 100 ამპერ-საათამდე. თუმცა, ლითიუმ-რკინის ფოსფატის მზის უჯრედების სიცოცხლის ხანგრძლივობის გასახანგრძლივებლად, ჩვენ ჩვეულებრივ ვურჩევთ მომხმარებლებს ყოველდღიურ ცხოვრებაში 80%-იანი განმუხტვის დაცვას, რამაც შეიძლება ბატარეის სიცოცხლე 8000 ციკლზე მეტი გახადოს. ფართო ტემპერატურის დიაპაზონი როგორც ტყვიმჟავა მზის ბატარეები, ასევე ლითიუმ-იონური მზის ბატარეები კარგავენ სიმძლავრეს ცივ გარემოში. LiFePO4 ბატარეების ენერგიის დანაკარგი მინიმალურია. მას მაინც აქვს 80%-იანი სიმძლავრე -20°C-ზე, AGM უჯრედების 30%-თან შედარებით. ამგვარად, ბევრი ადგილისთვის, სადაც ექსტრემალური ცივი ან ცხელი ამინდია,LiFePO4 მზის ბატარეებისაუკეთესო არჩევანია. მაღალი ენერგიის სიმკვრივე ტყვიმჟავა აკუმულატორებთან შედარებით, ლითიუმ-რკინის ფოსფატის აკუმულატორები თითქმის ოთხჯერ მსუბუქია, ამიტომ მათ უფრო დიდი ელექტროქიმიური პოტენციალი აქვთ და შეუძლიათ უზრუნველყონ უფრო მაღალი ენერგიის სიმკვრივე წონის ერთეულზე - რაც უზრუნველყოფს 150 ვატ-საათამდე (Wt.s.) ენერგიას კილოგრამზე (კგ) ჩვეულებრივი სტაციონარული ტყვიმჟავა აკუმულატორების 25 ვტ.სთ/კგ-სთან შედარებით. მზის ენერგიის მრავალი გამოყენებისთვის ეს მნიშვნელოვან სარგებელს გვთავაზობს ინსტალაციის დაბალი ხარჯების და პროექტის უფრო სწრაფი შესრულების თვალსაზრისით. კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი უპირატესობა ის არის, რომ ლითიუმ-იონური ელემენტები არ ექვემდებარება ე.წ. მეხსიერების ეფექტს, რომელიც შეიძლება სხვა ტიპის ელემენტებთანაც განვითარდეს, როდესაც ელემენტის ძაბვა უეცრად ეცემა და მოწყობილობა შემდგომ განმუხტვებში იწყებს მუშაობას შემცირებული მუშაობით. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ლითიუმ-იონური ელემენტები „არ იწვევს დამოკიდებულებას“ და არ ემუქრებათ „დამოკიდებულების“ (მისი გამოყენების გამო მუშაობის დაკარგვის) რისკი. ლითიუმის ბატარეის გამოყენება სახლის მზის ენერგიაში სახლის მზის ენერგიის სისტემას შეუძლია გამოიყენოს მხოლოდ ერთი აკუმულატორი ან რამდენიმე აკუმულატორი, რომლებიც დაკავშირებულია სერიულად და/ან პარალელურად (აკუმულატორების ბანკი), თქვენი საჭიროებიდან გამომდინარე. ორი ტიპის სისტემის გამოყენება შეიძლებალითიუმ-იონური მზის ბატარეის ბანკები: გამორთული ქსელი (იზოლირებული, ქსელთან დაკავშირების გარეშე) და ჰიბრიდული ჩართვა/გამორთვის ქსელი (ქსელთან დაკავშირებული და ბატარეებით). გამორთულ ქსელში, მზის პანელების მიერ გამომუშავებული ელექტროენერგია ინახება აკუმულატორებში და გამოიყენება სისტემის მიერ მზის ენერგიის გამომუშავების გარეშე მომენტებში (ღამით ან ღრუბლიან დღეებში). ამრიგად, მიწოდება გარანტირებულია დღის ნებისმიერ დროს. ჰიბრიდულ ჩართვა-გამორთვის ქსელურ სისტემებში, ლითიუმის მზის ბატარეა მნიშვნელოვანია სარეზერვო ენერგიის სახით. მზის ბატარეების ბანკის საშუალებით შესაძლებელია ელექტროენერგიის ქონა ელექტროენერგიის გათიშვის დროსაც კი, რაც ზრდის სისტემის ავტონომიას. გარდა ამისა, ბატარეას შეუძლია იფუნქციონიროს, როგორც ენერგიის დამატებითი წყარო, ქსელის ენერგომოხმარების შესავსებად ან შესამსუბუქებლად. ამრიგად, შესაძლებელია ენერგომოხმარების ოპტიმიზაცია პიკური მოთხოვნის დროს ან იმ დროს, როდესაც ტარიფი ძალიან მაღალია. იხილეთ ამ ტიპის სისტემების რამდენიმე შესაძლო გამოყენება, რომლებიც მოიცავს მზის ბატარეებს: დისტანციური მონიტორინგის ან ტელემეტრიის სისტემები; ღობის ელექტროფიკაცია – სოფლის ელექტროფიკაცია; მზის ენერგიაზე მომუშავე გადაწყვეტილებები საზოგადოებრივი განათებისთვის, როგორიცაა ქუჩის ნათურები და შუქნიშნები; სოფლის ელექტროფიკაცია ან სოფლის განათება იზოლირებულ ადგილებში; კამერის სისტემების მზის ენერგიით კვება; რეკრეაციული სატრანსპორტო საშუალებები, ავტოფურგონები, მისაბმელები და ფურგონები; ენერგია სამშენებლო ობიექტებისთვის; ტელეკომუნიკაციის სისტემების ენერგომომარაგება; ავტონომიური მოწყობილობების ზოგადად კვება; საცხოვრებელი მზის ენერგია (სახლებში, ბინებსა და კონდომინიუმებში); მზის ენერგია ისეთი საყოფაცხოვრებო ტექნიკისა და აღჭურვილობის, როგორიცაა კონდიციონერები და მაცივრები, მუშაობისთვის; მზის ენერგიაზე მომუშავე UPS (სისტემას ელექტროენერგიას აწვდის ელექტროენერგიის გათიშვის შემთხვევაში, უზრუნველყოფს აღჭურვილობის მუშაობას და იცავს მას); სარეზერვო გენერატორი (სისტემას კვებავს ელექტროენერგიის გათიშვის დროს ან კონკრეტულ დროს); „პიკური შავეინგი – ენერგიის მოხმარების შემცირება პიკური მოთხოვნის დროს;“ მოხმარების კონტროლი კონკრეტულ დროს, მაგალითად, მაღალი ტარიფების დროს მოხმარების შესამცირებლად. სხვა რამდენიმე აპლიკაციას შორის.