Pat 2022. gadā saules bateriju uzglabāšana joprojām būs karstākā tēma, un dzīvojamo māju akumulatoru rezerves sistēmas ir visstraujāk augošais saules enerģijas segments, radot jaunus tirgus un saules enerģijas modernizācijas paplašināšanas iespējas mājām un uzņēmumiem visā pasaulē.Mājas akumulatora rezerves kopijair kritiski svarīga jebkurai saules enerģijas mājai, īpaši vētras vai citas ārkārtas situācijas gadījumā. Tā vietā, lai eksportētu lieko saules enerģiju uz tīklu, kā būtu to uzglabāt akumulatoros ārkārtas situācijām? Bet kā uzkrātā saules enerģija var būt ienesīga? Mēs jūs informēsim par mājas akumulatoru uzglabāšanas sistēmas izmaksām un rentabilitāti, kā arī izklāstīsim galvenos punktus, kas jāpatur prātā, iegādājoties pareizo uzglabāšanas sistēmu. Kas ir dzīvojamo māju akumulatoru uzglabāšanas sistēma? Kā tā darbojas? Mājas akumulatora uzglabāšanas vai fotoelektriskās uzglabāšanas sistēma ir noderīgs papildinājums fotoelektriskajai sistēmai, lai izmantotu saules sistēmas priekšrocības, un tai būs arvien svarīgāka loma fosilā kurināmā aizstāšanas ar atjaunojamo enerģiju paātrināšanā. Saules mājas akumulators uzglabā no saules enerģijas saražoto elektroenerģiju un nodod to operatoram nepieciešamajā laikā. Akumulatora rezerves barošana ir videi draudzīga un izmaksu ziņā efektīva alternatīva gāzes ģeneratoriem. Tie, kas paši ražo elektroenerģiju, izmantojot fotoelektrisko sistēmu, ātri vien sasniegs tās robežu. Pusdienlaikā sistēma piegādā daudz saules enerģijas, tikai tad mājās neviena nav, kas to izmantotu. Savukārt vakarā ir nepieciešams daudz elektroenerģijas, bet tad saule vairs nespīd. Lai kompensētu šo piegādes starpību, ievērojami dārgākā elektroenerģija tiek iepirkta no tīkla operatora. 
Šādā situācijā dzīvojamās mājas akumulatora rezerves barošana ir gandrīz neizbēgama. Tas nozīmē, ka dienas neizmantotā elektroenerģija ir pieejama vakarā un naktī. Tādējādi pašražotā elektroenerģija ir pieejama visu diennakti neatkarīgi no laika apstākļiem. Tādā veidā pašražotās saules enerģijas izmantošana tiek palielināta līdz pat 80%. Pašpietiekamības pakāpe, t. i., saules enerģijas sistēmas sedzamā elektroenerģijas patēriņa daļa, palielinās līdz pat 60 %. Mājas akumulatora rezerves barošanas avots ir daudz mazāks nekā ledusskapis, un to var uzstādīt pie sienas saimniecības telpā. Mūsdienu uzglabāšanas sistēmām ir daudz intelektuālu funkciju, kas var izmantot laika prognozes un pašmācības algoritmus, lai samazinātu mājsaimniecības enerģijas patēriņu līdz maksimālam līmenim. Enerģētiskās neatkarības sasniegšana nekad nav bijusi tik vienkārša – pat ja māja joprojām ir pieslēgta elektrotīklam. Vai mājas akumulatoru uzglabāšanas sistēma ir tā vērta? No kādiem faktoriem tas ir atkarīgs? Mājas akumulatoru uzglabāšana ir nepieciešama, lai ar saules enerģiju darbināma māja varētu darboties arī tīkla pārtraukumu laikā un darbotos arī naktī. Taču saules baterijas uzlabo arī sistēmas ekonomikas rādītājus, saglabājot saules enerģiju, kas citādi tiktu atdota atpakaļ tīklā ar zaudējumiem, lai šo enerģiju atkal izmantotu laikā, kad enerģija ir visdārgākā. Mājas akumulatoru uzglabāšana aizsargā saules enerģijas īpašnieku no tīkla avārijām un aizsargā sistēmas ekonomikas rādītājus no enerģijas cenu sistēmu izmaiņām. Tas, vai ir vērts ieguldīt, ir atkarīgs no vairākiem faktoriem: Investīciju izmaksu līmenis. Jo zemākas ir izmaksas par kilovatstundu jaudas, jo ātrāk uzglabāšanas sistēma atmaksāsies. Kalpošanas laikssaules mājas akumulators Ražotāja 10 gadu garantija nozarē ir ierasta prakse. Tomēr tiek pieņemts ilgāks kalpošanas laiks. Lielākā daļa saules bateriju mājām ar litija jonu tehnoloģiju darbojas droši vismaz 20 gadus. Pašpatērētās elektroenerģijas īpatsvars Jo vairāk saules enerģijas uzglabāšana palielina pašpatēriņu, jo lielāka iespēja, ka tā būs izdevīga. Elektroenerģijas izmaksas, iegādājoties no tīkla Kad elektroenerģijas cenas ir augstas, fotoelektrisko sistēmu īpašnieki ietaupa, patērējot pašu saražoto elektroenerģiju. Paredzams, ka nākamajos gados elektroenerģijas cenas turpinās pieaugt, tāpēc daudzi uzskata saules baterijas par gudru ieguldījumu. Ar tīklu saistītie tarifi Jo mazāk saules enerģijas sistēmu īpašnieki saņem maksu par kilovatstundu, jo vairāk viņiem atmaksājas uzkrāt elektroenerģiju, nevis to piegādāt tīklam. Pēdējo 20 gadu laikā tīklam pieslēgtie tarifi ir pastāvīgi samazinājušies un turpinās samazināties. Kādi mājas akumulatoru enerģijas uzkrāšanas sistēmu veidi ir pieejami? Mājas akumulatoru rezerves sistēmas piedāvā daudzas priekšrocības, tostarp noturību, izmaksu ietaupījumu un decentralizētu elektroenerģijas ražošanu (pazīstamas arī kā "mājas izkliedētās enerģijas sistēmas"). Tātad, kādas ir saules māju akumulatoru kategorijas? Kā mums vajadzētu izvēlēties? Funkcionālā klasifikācija pēc rezerves funkcijas: 1. Mājas UPS barošanas avots Šis ir rūpnieciskas klases rezerves barošanas pakalpojums, kas parasti nepieciešams slimnīcām, datu telpām, federālajai valdībai vai militārajiem tirgiem, lai nodrošinātu nepārtrauktu savu svarīgāko un arī jutīgo ierīču darbību. Izmantojot mājas UPS barošanas avotu, apgaismojums jūsu mājās, iespējams, pat nemirgo, ja rodas elektrotīkla kļūme. Lielākajai daļai māju nav nepieciešama vai viņi nevēlas maksāt par šādu uzticamības līmeni, ja vien viņi mājās nedarbina svarīgas klīniskās iekārtas. 2. “Pārtraucamā” barošanas avota (pilnas mājas rezerves barošanas avots). Nākamais solis salīdzinājumā ar UPS ir tas, ko mēs sauksim par "pārtraucamo barošanas avotu" jeb IPS. IPS noteikti ļaus visai jūsu mājai turpināt darboties ar saules enerģiju un akumulatoriem, ja elektrotīkls pārstāj darboties, taču jūs pieredzēsiet īsu periodu (pāris sekundes), kad viss jūsu mājā kļūs melns vai pelēks, kad iekārtās ienāks rezerves sistēma. Jums, iespējams, būs jāatiestata mirgojošie elektroniskie pulksteņi, taču citādi jūs varēsiet izmantot visas savas mājsaimniecības ierīces kā parasti, kamēr vien darbosies baterijas. 3. Avārijas situāciju barošanas avots (daļēja rezerves barošana). Dažas rezerves barošanas funkcijas darbojas, aktivizējot avārijas ķēdi, kad tā konstatē, ka tīkla spriegums ir samazinājies. Tas ļaus šai ķēdei pievienotajām mājas barošanas ierīcēm – parasti ledusskapjiem, apgaismojumam un dažām atsevišķām kontaktligzdām – turpināt darbināt akumulatorus un/vai fotoelektriskos paneļus strāvas padeves pārtraukuma laikā. Šāda veida rezerves barošanas avots, visticamāk, ir viens no populārākajiem, pieejamākajiem un budžetam draudzīgākajiem risinājumiem mājām visā pasaulē, jo visas mājas darbināšana ar akumulatoru banku tās ātri izlādēs. 4. Daļēja bezsaistes saules enerģijas un uzglabāšanas sistēma. Pēdējā iespēja, kas varētu piesaistīt uzmanību, ir "daļēja autonomā sistēma". Ar daļēju autonomo sistēmu koncepcija ir izveidot īpašu "autonomo" mājas zonu, kas nepārtraukti darbojas ar saules un akumulatoru sistēmu, kas ir pietiekami liela, lai uzturētu sevi, neizmantojot enerģiju no tīkla. Tādā veidā nepieciešamās ģimenes telpas (ledusskapji, apgaismojums utt.) paliek ieslēgtas pat tad, ja tīkls pārstāj darboties, neradot nekādus traucējumus. Turklāt, tā kā saules un akumulatoru sistēmas ir paredzētas tā, lai tās darbotos mūžīgi pašas par sevi bez tīkla, nebūtu nepieciešams sadalīt enerģijas patēriņu, ja vien autonomajā ķēdē netiktu pievienotas papildu ierīces. Klasifikācija no akumulatoru ķīmijas tehnoloģijas: Svina-skābes akumulatori kā dzīvojamo māju akumulatoru rezerves kopijas 
Svina-skābes akumulatoriir vecākās uzlādējamās baterijas un lētākās baterijas, kas pieejamas tirgū enerģijas uzkrāšanai. Tās parādījās pagājušā gadsimta sākumā, 20. gadsimtā, un līdz pat šai dienai tās ir iecienītākās baterijas daudzos pielietojumos, pateicoties to izturībai un zemajām izmaksām. To galvenie trūkumi ir zemais enerģijas blīvums (tie ir smagi un apjomīgi) un īsais kalpošanas laiks, kas nepieļauj lielu skaitu ielādes un izlādes ciklu. Svina-skābes akumulatoriem nepieciešama regulāra apkope, lai līdzsvarotu akumulatora ķīmisko sastāvu, tāpēc to īpašības padara tos nepiemērotus vidējas un augstas frekvences izlādei vai lietojumiem, kas kalpo 10 gadus vai ilgāk. Tiem ir arī trūkums – zems izlādes dziļums, kas parasti ir ierobežots līdz 80 % ekstremālos gadījumos vai 20 % regulārā darbībā, nodrošinot ilgāku kalpošanas laiku. Pārmērīga izlāde noārda akumulatora elektrodus, kas samazina tā spēju uzglabāt enerģiju un ierobežo tā kalpošanas laiku. Svina-skābes akumulatoriem nepieciešama pastāvīga uzlādes stāvokļa uzturēšana, un tie vienmēr jāuzglabā maksimālā uzlādes stāvoklī, izmantojot flotācijas tehniku (uzlādes uzturēšana ar nelielu elektrisko strāvu, kas ir pietiekama, lai atceltu pašizlādes efektu). Šīs baterijas ir pieejamas vairākās versijās. Visizplatītākās ir ventilējamās baterijas, kurās tiek izmantots šķidrs elektrolīts, vārstu regulētas gēla baterijas (VRLA) un baterijas ar elektrolītu, kas iestrādāts stikla šķiedras paklājā (pazīstams kā AGM – absorbējošs stikla paklājs), kurām ir vidēja veiktspēja un zemākas izmaksas salīdzinājumā ar gēla akumulatoriem. Ar vārstu regulējamas baterijas ir praktiski noslēgtas, kas novērš elektrolīta noplūdi un izžūšanu. Vārsts darbojas, atbrīvojot gāzes pārlādēšanas situācijās. Daži svina-skābes akumulatori ir izstrādāti stacionārai rūpnieciskai lietošanai un var izturēt dziļākus izlādes ciklus. Ir arī modernāka versija — svina-oglekļa akumulators. Elektrodiem pievienotie oglekļa bāzes materiāli nodrošina lielāku uzlādes un izlādes strāvu, lielāku enerģijas blīvumu un ilgāku kalpošanas laiku. Viena no svina-skābes akumulatoru (jebkurā no to variācijām) priekšrocībām ir tā, ka tiem nav nepieciešama sarežģīta uzlādes pārvaldības sistēma (kā tas ir litija akumulatoru gadījumā, ko mēs redzēsim tālāk). Svina akumulatori daudz retāk aizdegas un eksplodē, ja tie tiek pārlādēti, jo to elektrolīts nav viegli uzliesmojošs kā litija akumulatoriem. Turklāt neliela pārlādēšana šāda veida akumulatoriem nav bīstama. Pat dažiem uzlādes kontrolleriem ir izlīdzināšanas funkcija, kas nedaudz pārlādē akumulatoru vai akumulatoru bloku, kā rezultātā visi akumulatori sasniedz pilnībā uzlādētu stāvokli. Izlīdzināšanas procesa laikā akumulatoriem, kas galu galā pilnībā uzlādējas pirms citiem, spriegums nedaudz palielināsies bez riska, kamēr strāva plūst normāli caur elementu secīgo savienojumu. Tādā veidā var teikt, ka svina akumulatoriem piemīt spēja dabiski izlīdzināties, un neliela nelīdzsvarotība starp viena akumulatora akumulatoriem vai starp vienas bankas akumulatoriem nerada risku. Veiktspēja:Svina-skābes akumulatoru efektivitāte ir daudz zemāka nekā litija akumulatoriem. Lai gan efektivitāte ir atkarīga no uzlādes ātruma, parasti tiek pieņemts, ka turp un atpakaļ efektivitāte ir 85%. Uzglabāšanas ietilpība:Svina-skābes akumulatori ir pieejami dažādos spriegumos un izmēros, taču to svars uz kWh ir 2–3 reizes lielāks nekā litija dzelzs fosfāta akumulatoriem atkarībā no akumulatora kvalitātes. Akumulatora izmaksas:Svina-skābes akumulatori ir par 75 % lētāki nekā litija dzelzs fosfāta akumulatori, taču neļaujiet sevi apmānīt zemajai cenai. Šos akumulatorus nevar ātri uzlādēt vai izlādēt, tiem ir daudz īsāks kalpošanas laiks, tiem nav aizsargājošas akumulatora pārvaldības sistēmas, un tiem var būt nepieciešama arī iknedēļas apkope. Tas kopumā rada augstākas izmaksas par ciklu, nekā ir saprātīgi, lai samazinātu enerģijas izmaksas vai atbalstītu jaudīgas ierīces. Litija baterijas kā mājas akumulatora rezerves kopija 
Pašlaik komerciāli visveiksmīgākie akumulatori ir litija jonu akumulatori. Pēc litija jonu tehnoloģijas pielietošanas pārnēsājamās elektroniskās ierīcēs tā ir ienākusi rūpniecisko lietojumu, energosistēmu, fotoelektriskās enerģijas uzglabāšanas un elektrisko transportlīdzekļu jomās. Litija jonu akumulatoridaudzos aspektos pārspēj daudzu citu veidu uzlādējamās baterijas, tostarp enerģijas uzglabāšanas ietilpībā, darba ciklu skaitā, uzlādes ātrumā un izmaksu efektivitātē. Pašlaik vienīgā problēma ir drošība, jo viegli uzliesmojoši elektrolīti augstā temperatūrā var aizdegties, tāpēc ir jāizmanto elektroniskās vadības un uzraudzības sistēmas. Litijs ir vieglākais no visiem metāliem, tam ir visaugstākais elektroķīmiskais potenciāls, un tas piedāvā lielāku tilpuma un masas enerģijas blīvumu nekā citas zināmās akumulatoru tehnoloģijas. Litija jonu tehnoloģija ir ļāvusi veicināt enerģijas uzkrāšanas sistēmu izmantošanu, galvenokārt saistībā ar periodiski pieejamiem atjaunojamiem enerģijas avotiem (saules un vēja enerģiju), un ir arī veicinājusi elektrotransportlīdzekļu ieviešanu. Litija jonu akumulatori, ko izmanto energosistēmās un elektriskajos transportlīdzekļos, ir šķidrā tipa. Šie akumulatori izmanto tradicionālo elektroķīmisko akumulatoru struktūru, kur divi elektrodi ir iegremdēti šķidrā elektrolīta šķīdumā. Atdalīšanas ierīces (poraini izolācijas materiāli) tiek izmantotas, lai mehāniski atdalītu elektrodus, vienlaikus ļaujot joniem brīvi pārvietoties caur šķidro elektrolītu. Elektrolīta galvenā īpašība ir nodrošināt jonu strāvas vadīšanu (ko veido joni, kas ir atomi ar elektronu pārpalikumu vai trūkumu), vienlaikus neļaujot elektroniem iziet cauri (kā tas notiek vadošos materiālos). Jonu apmaiņa starp pozitīvajiem un negatīvajiem elektrodiem ir elektroķīmisko bateriju darbības pamats. Litija bateriju pētījumus var izsekot līdz 20. gs. septiņdesmitajiem gadiem, un tehnoloģija nobriedusi un komerciāli izmantota sāka ap 20. gs. deviņdesmitajiem gadiem. Litija polimēru akumulatori (ar polimēru elektrolītiem) tagad tiek izmantoti tālruņos ar akumulatoru, datoros un dažādās mobilajās ierīcēs, aizstājot vecākos niķeļa-kadmija akumulatorus, kuru galvenā problēma ir "atmiņas efekts", kas pakāpeniski samazina uzglabāšanas ietilpību. Ja akumulators tiek uzlādēts pirms tā pilnīgas izlādes. Salīdzinot ar vecākiem niķeļa-kadmija akumulatoriem, īpaši svina-skābes akumulatoriem, litija jonu akumulatoriem ir lielāks enerģijas blīvums (tie uzglabā vairāk enerģijas uz tilpumu), zemāks pašizlādes koeficients un tie var izturēt lielāku uzlādes un izlādes ciklu skaitu, kas nozīmē ilgu kalpošanas laiku. Aptuveni 2000. gadu sākumā litija baterijas sāka izmantot automobiļu rūpniecībā. Ap 2010. gadu litija jonu baterijas ieguva interesi par elektroenerģijas uzkrāšanu dzīvojamās ēkās unliela mēroga ESS (enerģijas uzkrāšanas sistēmas) sistēmas, galvenokārt pateicoties enerģijas avotu izmantošanas pieaugumam visā pasaulē. Neregulāra atjaunojamā enerģija (saules un vēja enerģija). Litija jonu akumulatoriem var būt atšķirīga veiktspēja, kalpošanas laiks un izmaksas atkarībā no to ražošanas veida. Ir ierosināti vairāki materiāli, galvenokārt elektrodiem. Parasti litija akumulators sastāv no metāliska litija bāzes elektroda, kas veido akumulatora pozitīvo polu, un oglekļa (grafīta) elektroda, kas veido negatīvo polu. Atkarībā no izmantotās tehnoloģijas litija bāzes elektrodiem var būt dažādas struktūras. Visbiežāk litija bateriju ražošanā izmantotie materiāli un šo bateriju galvenās īpašības ir šādas: Litija un kobalta oksīdi (LCO):Augsta īpatnējā enerģija (Wh/kg), laba uzglabāšanas jauda un apmierinošs kalpošanas laiks (ciklu skaits), piemērots elektroniskām ierīcēm, trūkums ir īpatnējā jauda (W/kg). Mazs, samazinot iekraušanas un izkraušanas ātrumu; Litija un mangāna oksīdi (LMO):ļauj sasniegt lielu uzlādes un izlādes strāvu ar zemu īpatnējo enerģiju (Wh/kg), kas samazina uzglabāšanas jaudu; Litijs, niķelis, mangāns un kobalts (NMC):Apvieno LCO un LMO akumulatoru īpašības. Turklāt niķeļa klātbūtne sastāvā palīdz palielināt īpatnējo enerģiju, nodrošinot lielāku uzglabāšanas ietilpību. Niķeli, mangānu un kobaltu var izmantot dažādās proporcijās (lai atbalstītu vienu vai otru) atkarībā no pielietojuma veida. Kopumā šīs kombinācijas rezultāts ir akumulators ar labu veiktspēju, labu uzglabāšanas ietilpību, ilgu kalpošanas laiku un zemām izmaksām. Litijs, niķelis, mangāns un kobalts (NMC):Apvieno LCO un LMO akumulatoru īpašības. Turklāt niķeļa klātbūtne sastāvā palīdz palielināt īpatnējo enerģiju, nodrošinot lielāku uzglabāšanas jaudu. Niķeli, mangānu un kobaltu var izmantot dažādās proporcijās atkarībā no pielietojuma veida (lai dotu priekšroku vienai vai otrai īpašībai). Kopumā šīs kombinācijas rezultāts ir akumulators ar labu veiktspēju, labu uzglabāšanas jaudu, labu kalpošanas laiku un mērenām izmaksām. Šāda veida akumulators ir plaši izmantots elektriskajos transportlīdzekļos un ir piemērots arī stacionārām enerģijas uzglabāšanas sistēmām; Litija dzelzs fosfāts (LFP):LFP kombinācija nodrošina akumulatoriem labu dinamisko veiktspēju (uzlādes un izlādes ātrumu), pagarinātu kalpošanas laiku un paaugstinātu drošību, pateicoties tā labai termiskajai stabilitātei. Niķeļa un kobalta neesamība to sastāvā samazina izmaksas un palielina šo akumulatoru pieejamību masveida ražošanai. Lai gan tā uzglabāšanas ietilpība nav pati augstākā, to ir pieņēmuši elektrotransportlīdzekļu un enerģijas uzkrāšanas sistēmu ražotāji, pateicoties tā daudzajām priekšrocībām, īpaši zemajām izmaksām un labai izturībai; Litijs un titāns (LTO):Nosaukums attiecas uz baterijām, kurām vienā no elektrodiem ir titāns un litijs, kas aizstāj oglekli, savukārt otrais elektrods ir tāds pats kā viena cita veida baterijās (piemēram, NMC – litijs, mangāns un kobalts). Neskatoties uz zemo īpatnējo enerģiju (kas nozīmē samazinātu uzglabāšanas ietilpību), šai kombinācijai ir laba dinamiskā veiktspēja, laba drošība un ievērojami palielināts kalpošanas laiks. Šāda veida baterijas var izturēt vairāk nekā 10 000 darbības ciklu ar 100 % izlādes dziļumu, savukārt cita veida litija baterijas spēj izturēt aptuveni 2000 ciklus. LiFePO4 akumulatori pārspēj svina-skābes akumulatorus ar ārkārtīgi augstu ciklu stabilitāti, maksimālu enerģijas blīvumu un minimālu svaru. Ja akumulators tiek regulāri izlādēts no 50% izlādes robežas (DOD) un pēc tam pilnībā uzlādēts, LiFePO4 akumulators var veikt līdz pat 6500 uzlādes cikliem. Tātad papildu ieguldījums ilgtermiņā atmaksājas, un cenas un veiktspējas attiecība joprojām ir nepārspējama. Tie ir vēlamā izvēle nepārtrauktai lietošanai kā saules baterijas. Veiktspēja:Akumulatora uzlādei un izlādei ir 98% kopējā cikla efektivitāte, un tas tiek ātri uzlādēts un izlādēts mazāk nekā 2 stundu laikā — un pat ātrāk, lai samazinātu kalpošanas laiku. Uzglabāšanas ietilpībaLitija dzelzs fosfāta akumulatoru bloki var pārsniegt 18 kWh, kas aizņem mazāk vietas un sver mazāk nekā tādas pašas ietilpības svina-skābes akumulators. Akumulatora izmaksasLitija dzelzs fosfāts parasti maksā vairāk nekā svina-skābes akumulatori, taču parasti tam ir zemākas cikla izmaksas ilgāka kalpošanas laika dēļ.
Ziņas
