Даже в 2022 году фотоэлектрические накопители по-прежнему будут оставаться самой актуальной темой, а резервные аккумуляторные батареи для жилых помещений — самый быстрорастущий сегмент солнечной энергетики, создающий новые рынки и возможности расширения возможностей модернизации солнечных систем для домов и предприятий, как крупных, так и малых, по всему миру.Резервная батарея для жилых помещенийимеет решающее значение для любого солнечного дома, особенно в случае шторма или другой чрезвычайной ситуации. Вместо того, чтобы экспортировать излишки солнечной энергии в сеть, как насчет хранения ее в батареях для чрезвычайных ситуаций? Но как накопленная солнечная энергия может быть прибыльной? Мы расскажем вам о стоимости и рентабельности системы хранения домашних батарей и опишем ключевые моменты, которые следует учитывать при покупке правильной системы хранения. Что такое система хранения аккумуляторных батарей для жилых помещений? Как она работает? Бытовая аккумуляторная система хранения или фотоэлектрическая система хранения является полезным дополнением к фотоэлектрической системе, чтобы воспользоваться преимуществами солнечной системы и будет играть все более важную роль в ускорении замены ископаемого топлива возобновляемой энергией. Солнечная домашняя батарея хранит электроэнергию, вырабатываемую из солнечной энергии, и выдает ее оператору в необходимое время. Резервное питание от аккумуляторной батареи является экологически чистой и экономически эффективной альтернативой газовым генераторам. Те, кто использует фотоэлектрическую систему для производства электроэнергии самостоятельно, быстро достигнут ее пределов. В полдень система вырабатывает много солнечной энергии, только тогда дома нет никого, кто мог бы ею воспользоваться. Вечером, с другой стороны, требуется много электроэнергии, но тогда солнце уже не светит. Чтобы компенсировать этот разрыв в поставках, значительно более дорогая электроэнергия покупается у оператора сети. 
В этой ситуации резервная батарея для жилых помещений практически неизбежна. Это означает, что неиспользованная за день электроэнергия доступна вечером и ночью. Таким образом, самогенерируемая электроэнергия доступна круглосуточно и независимо от погоды. Таким образом, использование самогенерируемой солнечной энергии увеличивается до 80%. Степень самообеспеченности, т. е. доля потребления электроэнергии, покрываемая солнечной системой, увеличивается до 60%. Резервная батарея для жилых помещений намного меньше холодильника и может быть установлена на стене в подсобном помещении. Современные системы хранения содержат в себе много интеллекта, который может использовать прогнозы погоды и самообучающиеся алгоритмы, чтобы урезать домашнее хозяйство до максимального собственного потребления. Достичь энергетической независимости никогда не было так просто — даже если дом остается подключенным к сети. Стоит ли покупать домашнюю систему хранения аккумуляторов? От каких факторов это зависит? Бытовое аккумуляторное хранилище необходимо для того, чтобы дом на солнечной энергии продолжал работать во время отключений сети и, безусловно, будет работать и вечером. Но также солнечные батареи улучшают экономику системного бизнеса, сохраняя солнечную электроэнергию, которая в противном случае была бы возвращена в сеть с убытком, просто чтобы перераспределить эту электроэнергию иногда, когда электроэнергия наиболее дорога. Домашнее аккумуляторное хранилище защищает владельца солнечной энергии от сбоев в сети и защищает экономику системного бизнеса от изменений в структурах цен на энергию. Стоит ли инвестировать в этот проект, зависит от нескольких факторов: Уровень инвестиционных затрат. Чем ниже стоимость киловатт-часа мощности, тем быстрее окупится система хранения. Продолжительность жизнисолнечная домашняя батарея Гарантия производителя на 10 лет является общепринятой в отрасли. Однако предполагается более длительный срок службы. Большинство солнечных батарей для дома с литий-ионной технологией надежно работают не менее 20 лет. Доля электроэнергии, потребляемой собственными силами Чем больше накопление солнечной энергии увеличивает собственное потребление, тем больше вероятность, что это окупится. Расходы на электроэнергию при покупке из сети Когда цены на электроэнергию высоки, владельцы фотоэлектрических систем экономят, потребляя электроэнергию, вырабатываемую самостоятельно. В ближайшие несколько лет ожидается, что цены на электроэнергию продолжат расти, поэтому многие считают солнечные батареи разумной инвестицией. Сетевые тарифы Чем меньше владельцы солнечных систем получают за киловатт-час, тем больше им выгодно хранить электроэнергию, а не подавать ее в сеть. За последние 20 лет тарифы на электроэнергию, подключенную к сети, неуклонно снижались и будут продолжать снижаться. Какие типы систем хранения энергии для домашних аккумуляторов доступны?? Системы резервного питания домашних аккумуляторов предлагают многочисленные преимущества, включая устойчивость, экономию средств и децентрализованное производство электроэнергии (также известное как «домашние распределенные энергетические системы»). Так какие же категории существуют для солнечных домашних аккумуляторов? Как нам следует выбирать? Функциональная классификация по резервной функции: 1. Домашний источник бесперебойного питания Это промышленная услуга резервного питания, которая обычно требуется больницам, дата-центрам, федеральному правительству или военным рынкам для непрерывной работы их основных и также чувствительных устройств. С домашним источником бесперебойного питания свет в вашем доме может даже не мерцать, если отключается электросеть. Большинству домов не нужна и не планируется платить за такую степень надежности, если только они не используют важнейшее клиническое оборудование в вашем доме. 2. «Бесперебойный» источник питания (полное резервное питание дома). Следующий шаг вниз от ИБП — это то, что мы будем называть «источником бесперебойного питания» или ИПБ. ИПБ, безусловно, позволит всему вашему дому продолжать работать на солнечных батареях и аккумуляторах, если сеть выйдет из строя, но вы, безусловно, испытаете короткий период (пару секунд), когда все в вашем доме станет черным или серым, поскольку резервная система войдет в оборудование. Возможно, вам придется сбросить мигающие электронные часы, но в остальном вы сможете использовать все ваши домашние приборы, как обычно, пока работают ваши батареи. 3. Аварийное электроснабжение (частичное резервирование). Некоторые функции резервного питания работают, активируя аварийную цепь, когда она обнаруживает, что сеть фактически упала. Это позволит домашним устройствам питания, подключенным к этой цепи — обычно холодильникам, светильникам, а также нескольким выделенным электрическим розеткам — продолжить работу от батарей и/или фотоэлектрических панелей на время отключения электроэнергии. Этот тип резервного питания, скорее всего, будет одним из самых популярных, разумных и бюджетных вариантов для домов по всему миру, поскольку работа всего дома от аккумуляторной батареи быстро их разрядит. 4. Частичная автономная солнечная и аккумулирующая система. Последний вариант, который может привлечь внимание, — это «частичная автономная система». С частичной автономным устройством концепция заключается в создании выделенной «автономной» зоны дома, которая постоянно работает на солнечной и аккумуляторной системе, достаточно большой, чтобы поддерживать себя без потребления энергии из сети. Таким образом, необходимые для семьи вещи (холодильники, освещение и т. д.) остаются включенными даже в случае отключения сети, без каких-либо перебоев. Кроме того, поскольку солнечные батареи и аккумуляторы рассчитаны на то, чтобы работать вечно без сети, не будет необходимости распределять потребление энергии, если только дополнительные устройства не будут подключены к автономной цепи. Классификация по технологии химии аккумуляторов: Свинцово-кислотные аккумуляторы как резервные батареи для жилых помещений 
Свинцово-кислотные аккумуляторыявляются старейшими перезаряжаемыми батареями и самыми дешевыми батареями для хранения энергии на рынке. Они появились в начале прошлого века, в 1900-х годах, и по сей день остаются предпочтительными батареями во многих приложениях благодаря своей надежности и низкой стоимости. Их основными недостатками являются низкая плотность энергии (они тяжелые и громоздкие) и короткий срок службы, поскольку не выдерживают большого количества циклов зарядки и разрядки. Свинцово-кислотные аккумуляторы требуют регулярного обслуживания для балансировки химического состава в аккумуляторе, поэтому их характеристики делают их непригодными для средне- и высокочастотных разрядов или приложений, срок службы которых составляет 10 лет и более. Они также имеют недостаток в виде низкой глубины разряда, которая обычно ограничена 80% в экстремальных случаях или 20% при обычной эксплуатации, для более длительного срока службы. Чрезмерный разряд ухудшает электроды батареи, что снижает ее способность хранить энергию и ограничивает срок ее службы. Свинцово-кислотные аккумуляторы требуют постоянного поддержания уровня заряда и всегда должны храниться в максимально заряженном состоянии с помощью метода плавающего заряда (поддержание заряда небольшим электрическим током, достаточным для устранения эффекта саморазряда). Эти батареи можно найти в нескольких вариантах. Наиболее распространенными являются вентилируемые батареи, которые используют жидкий электролит, гелевые батареи с клапанным регулированием (VRLA) и батареи с электролитом, залитым в стекловолоконный мат (известные как AGM – абсорбирующий стекломат), которые имеют промежуточную производительность и меньшую стоимость по сравнению с гелевыми батареями. Клапанно-регулируемые батареи практически герметичны, что предотвращает утечку и высыхание электролита. Клапан действует при выпуске газов в ситуациях перезаряда. Некоторые свинцово-кислотные аккумуляторы разработаны для стационарного промышленного применения и могут выдерживать более глубокие циклы разряда. Существует также более современная версия — свинцово-углеродный аккумулятор. Материалы на основе углерода, добавленные к электродам, обеспечивают более высокие токи заряда и разряда, более высокую плотность энергии и более длительный срок службы. Одним из преимуществ свинцово-кислотных аккумуляторов (в любой из его разновидностей) является то, что им не нужна сложная система управления зарядом (как в случае с литиевыми аккумуляторами, что мы увидим далее). Свинцовые аккумуляторы гораздо менее склонны к возгоранию и взрыву при перезарядке, поскольку их электролит не воспламеняется, как электролит литиевых аккумуляторов. Также, небольшой перезаряд не опасен для этих типов батарей. Даже некоторые контроллеры заряда имеют функцию выравнивания, которая слегка перезарядит батарею или блок батарей, в результате чего все батареи достигнут полностью заряженного состояния. В процессе выравнивания напряжение аккумуляторов, которые в конечном итоге полностью зарядятся раньше остальных, будет слегка повышено без риска, в то время как ток будет нормально протекать через последовательное соединение элементов. Таким образом, можно сказать, что свинцовые аккумуляторы обладают способностью к естественному выравниванию, и небольшие дисбалансы между аккумуляторами аккумулятора или между аккумуляторами банка не представляют никакого риска. Производительность:Эффективность свинцово-кислотных аккумуляторов намного ниже, чем у литиевых. Хотя эффективность зависит от скорости заряда, обычно предполагается эффективность в 85% за полный цикл. Емкость хранилища:Свинцово-кислотные аккумуляторы выпускаются с различным напряжением и размерами, но весят в 2–3 раза больше за кВт·ч, чем литий-железо-фосфатные, в зависимости от качества аккумулятора. Стоимость батареи:Свинцово-кислотные аккумуляторы на 75% дешевле литий-железо-фосфатных аккумуляторов, но не обманывайтесь низкой ценой. Эти аккумуляторы нельзя быстро заряжать или разряжать, они имеют гораздо более короткий срок службы, не имеют защитной системы управления аккумулятором и также могут требовать еженедельного обслуживания. Это приводит к общей более высокой стоимости за цикл, чем это разумно для снижения затрат на электроэнергию или поддержки мощных приборов. Литиевые батареи как резервное питание для жилых помещений 
В настоящее время наиболее коммерчески успешными являются литий-ионные аккумуляторы. После того, как литий-ионная технология была применена в портативных электронных устройствах, она вошла в области промышленного применения, энергосистем, фотоэлектрических накопителей энергии и электромобилей. Литий-ионные аккумуляторыпревосходят многие другие типы аккумуляторных батарей по многим параметрам, включая емкость хранения энергии, количество рабочих циклов, скорость зарядки и экономическую эффективность. В настоящее время единственная проблема — безопасность, легковоспламеняющиеся электролиты могут загореться при высоких температурах, что требует использования электронных систем управления и мониторинга. Литий — самый легкий из всех металлов, имеет самый высокий электрохимический потенциал и обеспечивает более высокую объемную и массовую плотность энергии, чем другие известные технологии аккумуляторов. Литий-ионная технология позволила стимулировать использование систем накопления энергии, в основном связанных с непостоянными возобновляемыми источниками энергии (солнечной и ветровой), а также способствовала внедрению электромобилей. Литий-ионные аккумуляторы, используемые в энергосистемах и электромобилях, относятся к жидкостному типу. Эти аккумуляторы используют традиционную структуру электрохимической батареи с двумя электродами, погруженными в жидкий раствор электролита. Сепараторы (пористые изоляционные материалы) используются для механического разделения электродов, обеспечивая при этом свободное перемещение ионов через жидкий электролит. Основная функция электролита — пропускать ионный ток (образуемый ионами, то есть атомами с избытком или недостатком электронов), не пропуская при этом электроны (как это происходит в проводящих материалах). Обмен ионами между положительными и отрицательными электродами является основой функционирования электрохимических батарей. Исследования литиевых батарей начались еще в 1970-х годах, а технология достигла зрелости и начала использоваться в коммерческих целях примерно в 1990-х годах. Литий-полимерные аккумуляторы (с полимерными электролитами) теперь используются в аккумуляторных телефонах, компьютерах и различных мобильных устройствах, заменяя старые никель-кадмиевые аккумуляторы, основной проблемой которых является «эффект памяти», постепенно снижающий емкость аккумулятора. Когда аккумулятор заряжается до того, как он полностью разрядится. По сравнению со старыми никель-кадмиевыми аккумуляторами, особенно свинцово-кислотными, литий-ионные аккумуляторы обладают более высокой плотностью энергии (запасают больше энергии на единицу объема), имеют меньший коэффициент саморазряда и выдерживают большее количество циклов заряда и разряда, что означает более длительный срок службы. Примерно в начале 2000-х годов литиевые батареи начали использоваться в автомобильной промышленности. Примерно в 2010 году литий-ионные батареи стали пользоваться спросом в области хранения электроэнергии в жилых помещениях иКрупномасштабные системы ESS (системы накопления энергии), в основном из-за возросшего использования источников энергии во всем мире. Прерывистая возобновляемая энергия (солнечная и ветровая). Литий-ионные аккумуляторы могут иметь разные характеристики, срок службы и стоимость в зависимости от того, как они сделаны. Было предложено несколько материалов, в основном для электродов. Обычно литиевая батарея состоит из металлического электрода на основе лития, который образует положительную клемму батареи, и угольного (графитового) электрода, который образует отрицательную клемму. В зависимости от используемой технологии электроды на основе лития могут иметь различную структуру. Наиболее часто используемые материалы для изготовления литиевых аккумуляторов и основные характеристики этих аккумуляторов следующие: Оксиды лития и кобальта (LCO):Высокая удельная энергия (Вт·ч/кг), хорошая емкость хранения и удовлетворительный срок службы (количество циклов), подходит для электронных устройств, недостатком является удельная мощность (Вт/кг). Малый размер, что снижает скорость загрузки и выгрузки; Оксиды лития и марганца (LMO):допускают высокие токи заряда и разряда при низкой удельной энергии (Вт·ч/кг), что снижает емкость аккумулятора; Литий, никель, марганец и кобальт (NMC):Сочетает в себе свойства аккумуляторов LCO и LMO. Кроме того, наличие никеля в составе способствует повышению удельной энергии, обеспечивая большую емкость хранения. Никель, марганец и кобальт могут использоваться в различных пропорциях (для поддержки одного или другого) в зависимости от типа применения. В целом, результатом этого сочетания является аккумулятор с хорошей производительностью, хорошей емкостью хранения, длительным сроком службы и низкой стоимостью. Литий, никель, марганец и кобальт (NMC):Сочетает в себе особенности аккумуляторов LCO и LMO. Кроме того, наличие никеля в составе помогает повысить удельную энергию, обеспечивая большую емкость хранения. Никель, марганец и кобальт могут использоваться в разных пропорциях в зависимости от типа применения (для улучшения той или иной характеристики). В целом, результатом такого сочетания является аккумулятор с хорошей производительностью, хорошей емкостью хранения, хорошим сроком службы и умеренной стоимостью. Этот тип аккумулятора широко используется в электромобилях, а также подходит для стационарных систем хранения энергии; Литий-железо-фосфат (LFP):Комбинация LFP обеспечивает аккумуляторам хорошие динамические характеристики (скорость заряда и разряда), увеличенный срок службы и повышенную безопасность благодаря хорошей термической стабильности. Отсутствие никеля и кобальта в их составе снижает стоимость и повышает доступность этих аккумуляторов для массового производства. Хотя ее емкость хранения не самая высокая, она была принята производителями электромобилей и систем хранения энергии из-за ее многочисленных преимущественных характеристик, особенно ее низкой стоимости и хорошей надежности; Литий и титан (LTO):Название относится к батареям, в которых в одном из электродов используется титан и литий, заменяющие углерод, в то время как второй электрод такой же, как и в одном из других типов (например, NMC – литий, марганец и кобальт). Несмотря на низкую удельную энергию (что приводит к уменьшению емкости хранения), эта комбинация имеет хорошие динамические характеристики, хорошую безопасность и значительно увеличенный срок службы. Батареи этого типа могут выдерживать более 10 000 рабочих циклов при 100% глубине разряда, в то время как другие типы литиевых батарей выдерживают около 2 000 циклов. Аккумуляторы LiFePO4 превосходят свинцово-кислотные аккумуляторы, обладая чрезвычайно высокой стабильностью цикла, максимальной плотностью энергии и минимальным весом. Если аккумулятор регулярно разряжается с 50% DOD, а затем полностью заряжается, аккумулятор LiFePO4 может выдержать до 6500 циклов зарядки. Таким образом, дополнительные инвестиции окупаются в долгосрочной перспективе, а соотношение цена/производительность остается непревзойденным. Они являются предпочтительным выбором для постоянного использования в качестве солнечных батарей. Производительность:Эффективность цикла зарядки и разрядки аккумулятора составляет 98%, при этом зарядка и разрядка происходят быстро, менее чем за 2 часа, а для сокращения срока службы — даже быстрее. Емкость хранилища: литий-железо-фосфатные аккумуляторные батареи могут иметь емкость более 18 кВт·ч, что позволяет экономить место и весить меньше, чем свинцово-кислотные батареи той же емкости. Стоимость батареи: Литий-железо-фосфатные аккумуляторы, как правило, стоят дороже свинцово-кислотных, но при этом имеют более низкую стоимость цикла в результате большей долговечности.
Новости
