Chiar și în 2022, stocarea energiei fotovoltaice va fi în continuare cel mai fierbinte subiect, iar bateriile de rezervă rezidențiale reprezintă segmentul cu cea mai rapidă creștere în domeniul energiei solare, creând noi piețe și oportunități de extindere a modernizării sistemelor solare pentru locuințe și afaceri mari și mici din întreaga lume.Baterie de rezervă rezidențialăeste esențială pentru orice casă cu energie solară, mai ales în caz de furtună sau altă urgență. În loc să exportați excesul de energie solară către rețea, ce-ar fi să o stocați în baterii pentru situații de urgență? Dar cum poate fi profitabilă energia solară stocată? Vă vom informa despre costul și profitabilitatea unui sistem de stocare a energiei solare pentru locuințe și vom sublinia punctele cheie pe care ar trebui să le aveți în vedere atunci când achiziționați sistemul de stocare potrivit. Ce este un sistem rezidențial de stocare a bateriilor? Cum funcționează? Un sistem de stocare rezidențial în baterii sau un sistem de stocare fotovoltaic este un plus util la sistemul fotovoltaic pentru a profita de beneficiile unui sistem solar și va juca un rol din ce în ce mai important în accelerarea înlocuirii combustibililor fosili cu energie regenerabilă. Bateria solară de uz casnic stochează electricitatea generată din energia solară și o eliberează operatorului la momentul necesar. Energia de rezervă a bateriei este o alternativă ecologică și rentabilă la generatoarele de gaz. Cei care folosesc un sistem fotovoltaic pentru a produce singuri electricitate vor atinge rapid limitele acestuia. La prânz, sistemul furnizează multă energie solară, doar atunci nu mai este nimeni acasă să o folosească. Seara, pe de altă parte, este nevoie de multă electricitate - dar atunci soarele nu mai strălucește. Pentru a compensa această deficiență de aprovizionare, energia electrică semnificativ mai scumpă este achiziționată de la operatorul rețelei. 
În această situație, o baterie de rezervă rezidențială este aproape inevitabilă. Aceasta înseamnă că energia electrică neutilizată din timpul zilei este disponibilă seara și noaptea. Energia electrică autogenerată este astfel disponibilă non-stop și indiferent de vreme. În acest fel, utilizarea energiei solare autoproduse crește până la 80%. Gradul de autosuficiență, adică proporția din consumul de energie electrică acoperită de sistemul solar, crește până la 60%. O baterie de rezervă rezidențială este mult mai mică decât un frigider și poate fi montată pe perete, în camera tehnică. Sistemele moderne de stocare conțin o mare cantitate de inteligență care poate utiliza prognoze meteo și algoritmi de autoînvățare pentru a reduce consumul energetic al gospodăriei la maximum. Obținerea independenței energetice nu a fost niciodată mai ușoară - chiar dacă locuința rămâne conectată la rețea. Merită un sistem de stocare a bateriilor pentru acasă? De care sunt factorii care depind? Stocarea în baterii rezidențiale este necesară pentru ca o locuință alimentată cu energie solară să rămână funcțională în timpul penelor de curent din rețea și va funcționa cu siguranță și noaptea. Însă, în mod similar, bateriile solare îmbunătățesc economia sistemului prin păstrarea energiei solare, care altfel ar fi returnată rețelei în pierdere, doar pentru a redistribui acea energie uneori, atunci când energia este cea mai scumpă. Stocarea în baterii a locuinței protejează proprietarul de panouri solare de defecțiunile rețelei și protejează economia sistemului împotriva schimbărilor în cadrul prețurilor energiei. Dacă merită sau nu să investești depinde de mai mulți factori: Nivelul costurilor de investiții. Cu cât costul per kilowatt-oră de capacitate este mai mic, cu atât mai repede se va amortiza sistemul de stocare. Durata de viață abaterie solară pentru casă O garanție a producătorului de 10 ani este obișnuită în industrie. Cu toate acestea, se presupune o durată de viață utilă mai lungă. Majoritatea bateriilor solare de uz casnic cu tehnologie litiu-ion funcționează în mod fiabil timp de cel puțin 20 de ani. Ponderea energiei electrice autoconsumate Cu cât stocarea solară crește autoconsumul, cu atât este mai probabil să fie rentabilă. Costurile energiei electrice atunci când este achiziționată de la rețea Când prețurile la electricitate sunt mari, proprietarii de sisteme fotovoltaice economisesc consumând electricitatea autogenerată. În următorii ani, se așteaptă ca prețurile la electricitate să continue să crească, așa că mulți consideră bateriile solare o investiție înțeleaptă. Tarife conectate la rețea Cu cât proprietarii de sisteme solare primesc mai puțin pe kilowatt-oră, cu atât este mai rentabil pentru ei să stocheze electricitatea în loc să o introducă în rețea. În ultimii 20 de ani, tarifele pentru conectarea la rețea au scăzut constant și vor continua să scadă. Ce tipuri de sisteme de stocare a energiei prin baterii casnice sunt disponibile? Sistemele de rezervă cu baterii pentru locuințe oferă numeroase beneficii, inclusiv rezistență, economii de costuri și producție descentralizată de energie electrică (cunoscută și sub denumirea de „sisteme de energie distribuită la domiciliu”). Așadar, care sunt categoriile de baterii solare pentru locuințe? Cum ar trebui să alegem? Clasificare funcțională după funcția de rezervă: 1. Sursă de alimentare UPS pentru acasă Acesta este un serviciu de nivel industrial pentru alimentarea de rezervă, de care spitalele, camerele de date, guvernul federal sau piețele militare au nevoie de obicei pentru funcționarea continuă a dispozitivelor lor esențiale și sensibile. Cu o sursă de alimentare UPS pentru locuințe, luminile din casa dvs. s-ar putea să nici nu pâlpâie dacă rețeaua electrică se defectează. Majoritatea locuințelor nu au nevoie și nu intenționează să plătească pentru acest nivel de fiabilitate - cu excepția cazului în care utilizează echipamente medicale esențiale în casa dvs. 2. Sursă de alimentare „întreruptibilă” (rezervă completă pentru casă). Următorul pas de la un UPS este ceea ce vom numi „sursă de alimentare întreruptibilă” sau IPS. Un IPS va permite întregii case să funcționeze cu energie solară și baterii dacă rețeaua se întrerupe, dar veți experimenta o perioadă scurtă (câteva secunde) în care totul devine negru sau gri în casă, pe măsură ce sistemul de rezervă intră în aparate. Este posibil să fie nevoie să resetați ceasurile electronice care clipesc, dar în rest veți putea utiliza toate electrocasnicele ca de obicei, atât timp cât bateriile vă țin. 3. Alimentare cu energie electrică pentru situații de urgență (rezervă parțială). Unele funcționalități de alimentare de rezervă funcționează prin activarea unui circuit de urgență atunci când detectează că rețeaua a scăzut efectiv. Acest lucru va permite dispozitivelor de alimentare ale locuinței conectate la acest circuit - de obicei frigidere, lumini, precum și câteva prize dedicate - să continue alimentarea bateriilor și/sau a panourilor fotovoltaice pe durata penei de curent. Acest tip de alimentare de rezervă este probabil una dintre cele mai populare, rezonabile și economice opțiuni pentru locuințele din întreaga lume, deoarece alimentarea unei case întregi cu un set de baterii le va descărca rapid. 4. Sistem solar și de stocare parțial conectat la rețea. O ultimă opțiune care ar putea atrage atenția este un „sistem parțial independent de rețea”. Cu un sistem parțial independent de rețea, conceptul este de a crea o zonă dedicată „independentei de rețea” a casei, care funcționează continuu cu un sistem solar și de baterii suficient de mare pentru a se întreține fără a consuma energie din rețea. În acest fel, unitățile familiale necesare (frigidere, lumini etc.) rămân pornite chiar dacă rețeaua se întrerupe, fără niciun fel de întrerupere. În plus, deoarece sistemul solar și bateriile sunt dimensionate să funcționeze singure la nesfârșit, fără rețea, nu ar fi nevoie să se aloce energie electrică decât dacă dispozitive suplimentare ar fi conectate la circuitul independent de rețea. Clasificare din tehnologia chimică a bateriilor: Baterii cu plumb ca rezervă pentru baterii rezidențiale 
Baterii cu plumb-acidsunt cele mai vechi baterii reîncărcabile și cele mai ieftine baterii disponibile pentru stocarea energiei pe piață. Au apărut la începutul secolului trecut, în anii 1900, și până în prezent rămân bateriile preferate în multe aplicații datorită robusteții și costului redus. Principalele lor dezavantaje sunt densitatea energetică redusă (sunt grele și voluminoase) și durata lor de viață scurtă, neacceptând un număr mare de cicluri de încărcare și descărcare, bateriile cu plumb necesită o întreținere regulată pentru a echilibra compoziția chimică a bateriei, astfel încât caracteristicile lor le fac nepotrivite pentru descărcări de medie spre înaltă frecvență sau aplicații care durează 10 ani sau mai mult. De asemenea, acestea au dezavantajul unei adâncimi reduse de descărcare, care este de obicei limitată la 80% în cazuri extreme sau 20% în funcționare normală, pentru o durată de viață mai lungă. Descărcarea excesivă degradează electrozii bateriei, ceea ce reduce capacitatea acesteia de a stoca energie și îi limitează durata de viață. Bateriile cu plumb necesită menținerea constantă a stării lor de încărcare și ar trebui depozitate întotdeauna la starea lor maximă de încărcare prin tehnica flotației (menținerea încărcării cu un curent electric mic, suficient pentru a anula efectul de autodescărcare). Aceste baterii pot fi găsite în mai multe versiuni. Cele mai comune sunt bateriile ventilate, care utilizează electrolit lichid, bateriile cu gel reglate prin valvă (VRLA) și bateriile cu electrolit încorporat în fibră de sticlă (cunoscute sub numele de AGM – absorbant glass mat), care au performanțe intermediare și costuri reduse în comparație cu bateriile cu gel. Bateriile reglate prin supapă sunt practic etanșe, ceea ce previne scurgerile și uscarea electrolitului. Supapa acționează în eliberarea gazelor în situații de supraîncărcare. Unele baterii cu plumb-acid sunt dezvoltate pentru aplicații industriale staționare și pot accepta cicluri de descărcare mai profunde. Există, de asemenea, o versiune mai modernă, care este bateria plumb-carbon. Materialele pe bază de carbon adăugate electrozilor oferă curenți de încărcare și descărcare mai mari, o densitate energetică mai mare și o durată de viață mai lungă. Un avantaj al bateriilor cu plumb (în oricare dintre variantele lor) este că nu necesită un sistem sofisticat de gestionare a încărcării (cum este cazul bateriilor cu litiu, pe care le vom vedea în continuare). Bateriile cu plumb sunt mult mai puțin susceptibile de a se aprinde și de a exploda atunci când sunt supraîncărcate, deoarece electrolitul lor nu este inflamabil precum cel al bateriilor cu litiu. De asemenea, o ușoară supraîncărcare nu este periculoasă în cazul acestor tipuri de baterii. Chiar și unele regulatoare de încărcare au o funcție de egalizare care supraîncarcă ușor bateria sau bancul de baterii, determinând toate bateriile să ajungă la starea de încărcare completă. În timpul procesului de egalizare, bateriile care în cele din urmă se încarcă complet înaintea celorlalte vor avea tensiunea ușor crescută, fără riscuri, în timp ce curentul circulă normal prin asocierea serială a elementelor. În acest fel, putem spune că bateriile cu plumb au capacitatea de a se egaliza în mod natural, iar micile dezechilibre dintre bateriile unei baterii sau dintre bateriile unui banc nu prezintă niciun risc. Performanţă:Randamentul bateriilor cu plumb este mult mai mic decât cel al bateriilor cu litiu. Deși randamentul depinde de rata de încărcare, de obicei se presupune un randament dus-întors de 85%. Capacitate de stocare:Bateriile cu plumb-acid sunt disponibile într-o gamă de tensiuni și dimensiuni, dar cântăresc de 2-3 ori mai mult pe kWh decât fosfatul de litiu-fier, în funcție de calitatea bateriei. Costul bateriei:Bateriile cu plumb sunt cu 75% mai puțin costisitoare decât bateriile cu litiu-fosfat de fier, dar nu vă lăsați păcăliți de prețul scăzut. Aceste baterii nu pot fi încărcate sau descărcate rapid, au o durată de viață mult mai scurtă, nu au un sistem de gestionare a bateriei și pot necesita, de asemenea, întreținere săptămânală. Acest lucru duce la un cost total pe ciclu mai mare decât este rezonabil pentru a reduce costurile cu energia electrică sau pentru a susține aparatele electrocasnice de mare putere. Baterii cu litiu ca baterie de rezervă rezidențială 
În prezent, cele mai de succes comerciale baterii sunt bateriile litiu-ion. După ce tehnologia litiu-ion a fost aplicată dispozitivelor electronice portabile, aceasta a intrat în domeniile aplicațiilor industriale, sistemelor de alimentare, stocării energiei fotovoltaice și vehiculelor electrice. Baterii litiu-iondepășesc multe alte tipuri de baterii reîncărcabile în multe aspecte, inclusiv capacitatea de stocare a energiei, numărul de cicluri de funcționare, viteza de încărcare și rentabilitatea. În prezent, singura problemă este siguranța, electroliții inflamabili putând lua foc la temperaturi ridicate, ceea ce necesită utilizarea unor sisteme electronice de control și monitorizare. Litiul este cel mai ușor dintre toate metalele, are cel mai mare potențial electrochimic și oferă densități de energie volumetrică și masică mai mari decât alte tehnologii de baterii cunoscute. Tehnologia litiu-ion a făcut posibilă utilizarea sistemelor de stocare a energiei, asociate în principal cu surse intermitente de energie regenerabilă (solară și eoliană), și a impulsionat, de asemenea, adoptarea vehiculelor electrice. Bateriile litiu-ion utilizate în sistemele de alimentare și vehiculele electrice sunt de tip lichid. Aceste baterii utilizează structura tradițională a unei baterii electrochimice, cu doi electrozi imersați într-o soluție de electrolit lichid. Separatoarele (materiale izolatoare poroase) sunt utilizate pentru a separa mecanic electrozii, permițând în același timp libera mișcare a ionilor prin electrolitul lichid. Principala caracteristică a unui electrolit este de a permite conducerea curentului ionic (format de ioni, care sunt atomi cu exces sau lipsă de electroni), fără a permite în același timp trecerea electronilor (așa cum se întâmplă în materialele conductive). Schimbul de ioni între electrozii pozitivi și cei negativi este baza funcționării bateriilor electrochimice. Cercetările privind bateriile cu litiu datează din anii 1970, iar tehnologia a ajuns la maturitate și a început să fie utilizată comercial în jurul anilor 1990. Bateriile litiu-polimer (cu electroliți polimerici) sunt utilizate acum în telefoane cu baterie, computere și diverse dispozitive mobile, înlocuind bateriile mai vechi de nichel-cadmiu, a căror principală problemă este „efectul de memorie” care reduce treptat capacitatea de stocare atunci când bateria este încărcată înainte de a fi complet descărcată. Comparativ cu bateriile nichel-cadmiu mai vechi, în special cu cele cu plumb, bateriile litiu-ion au o densitate energetică mai mare (stochează mai multă energie pe volum), au un coeficient de autodescărcare mai mic și pot rezista la mai multe încărcări și la un număr mai mare de cicluri de descărcare, ceea ce înseamnă o durată de viață lungă. În jurul începutului anilor 2000, bateriile cu litiu au început să fie utilizate în industria auto. În jurul anului 2010, bateriile litiu-ion au atras interesul pentru stocarea energiei electrice în aplicații rezidențiale șisisteme ESS (sistem de stocare a energiei) la scară largă, în principal datorită utilizării sporite a surselor de energie la nivel mondial. Energie regenerabilă intermitentă (solară și eoliană). Bateriile litiu-ion pot avea performanțe, durate de viață și costuri diferite, în funcție de modul în care sunt fabricate. Au fost propuse mai multe materiale, în principal pentru electrozi. De obicei, o baterie cu litiu constă dintr-un electrod metalic pe bază de litiu care formează terminalul pozitiv al bateriei și un electrod de carbon (grafit) care formează terminalul negativ. În funcție de tehnologia utilizată, electrozii pe bază de litiu pot avea structuri diferite. Cele mai frecvent utilizate materiale pentru fabricarea bateriilor cu litiu și principalele caracteristici ale acestor baterii sunt următoarele: Oxizi de litiu și cobalt (LCO):Energie specifică ridicată (Wh/kg), capacitate bună de stocare și durată de viață satisfăcătoare (număr de cicluri), potrivită pentru dispozitive electronice, dezavantajul fiind puterea specifică mică (W/kg), reducând viteza de încărcare și descărcare; Oxizi de litiu și mangan (LMO):permit curenți de încărcare și descărcare mari cu energie specifică scăzută (Wh/kg), ceea ce reduce capacitatea de stocare; Litiu, Nichel, Mangan și Cobalt (NMC):Combină proprietățile bateriilor LCO și LMO. În plus, prezența nichelului în compoziție contribuie la creșterea energiei specifice, oferind o capacitate de stocare mai mare. Nichelul, manganul și cobaltul pot fi utilizate în proporții variabile (pentru a susține una sau alta) în funcție de tipul de aplicație. Per total, rezultatul acestei combinații este o baterie cu performanțe bune, capacitate bună de stocare, durată lungă de viață și cost redus. Litiu, nichel, mangan și cobalt (NMC):Combină caracteristicile bateriilor LCO și LMO. În plus, prezența nichelului în compoziție ajută la creșterea energiei specifice, oferind o capacitate de stocare mai mare. Nichelul, manganul și cobaltul pot fi utilizate în proporții diferite, în funcție de tipul de aplicație (pentru a favoriza o caracteristică sau alta). În general, rezultatul acestei combinații este o baterie cu performanțe bune, capacitate bună de stocare, durată lungă de viață și cost moderat. Acest tip de baterie a fost utilizat pe scară largă în vehiculele electrice și este potrivit și pentru sistemele staționare de stocare a energiei; Fosfat de litiu-fier (LFP):Combinația LFP oferă baterii cu performanțe dinamice bune (viteză de încărcare și descărcare), durată de viață extinsă și siguranță sporită datorită bunei sale stabilități termice. Absența nichelului și cobaltului din compoziția lor reduce costul și crește disponibilitatea acestor baterii pentru producția de masă. Deși capacitatea sa de stocare nu este cea mai mare, a fost adoptată de producătorii de vehicule electrice și sisteme de stocare a energiei datorită numeroaselor sale caracteristici avantajoase, în special costul redus și robustețea bună; Litiu și titan (LTO):Numele se referă la bateriile care au titan și litiu într-unul dintre electrozi, înlocuind carbonul, în timp ce al doilea electrod este același folosit la unul dintre celelalte tipuri (cum ar fi NMC - litiu, mangan și cobalt). În ciuda energiei specifice scăzute (care se traduce printr-o capacitate de stocare redusă), această combinație are performanțe dinamice bune, siguranță bună și o durată de viață mult crescută. Bateriile de acest tip pot accepta peste 10.000 de cicluri de funcționare la o adâncime de descărcare de 100%, în timp ce alte tipuri de baterii cu litiu acceptă în jur de 2.000 de cicluri. Bateriile LiFePO4 depășesc performanțele bateriilor cu plumb-acid, având o stabilitate extrem de ridicată a ciclurilor, o densitate maximă de energie și o greutate minimă. Dacă bateria este descărcată în mod regulat de la 50% din DOD și apoi încărcată complet, bateria LiFePO4 poate efectua până la 6.500 de cicluri de încărcare. Așadar, investiția suplimentară se amortizează pe termen lung, iar raportul preț/performanță rămâne imbatabil. Sunt alegerea preferată pentru utilizarea continuă ca baterii solare. Performanţă:Încărcarea și eliberarea bateriei are o eficiență totală a ciclului de 98%, fiind încărcată și eliberată rapid în intervale de timp mai mici de 2 ore - și chiar mai rapid pentru o durată de viață mai scurtă. Capacitate de stocareO baterie litiu-fier fosfat poate avea o capacitate de peste 18 kWh, ceea ce ocupă mai puțin spațiu și cântărește mai puțin decât o baterie plumb-acid de aceeași capacitate. Costul baterieiFosfatul de litiu-fier tinde să coste mai mult decât bateriile cu plumb-acid, dar are de obicei un cost de ciclu mai mic ca urmare a longevității mai mari
Ştiri
