Aj v roku 2022 bude fotovoltaické skladovanie energie stále najhorúcejšou témou a záložné batérie pre domácnosti sú najrýchlejšie rastúcim segmentom solárnej energie, čím sa vytvárajú nové trhy a príležitosti na rozšírenie modernizácie solárnych panelov pre domácnosti a firmy veľké aj malé na celom svete.Záložná batéria pre domácnostije kritická pre každý solárny dom, najmä v prípade búrky alebo inej núdzovej situácie. Namiesto exportu prebytočnej slnečnej energie do siete, čo tak uskladniť ju v batériách pre prípad núdze? Ale ako môže byť uskladnená solárna energia zisková? Informujeme vás o nákladoch a ziskovosti domáceho systému skladovania energie v batériách a načrtneme kľúčové body, ktoré by ste mali mať na pamäti pri kúpe správneho systému skladovania. Čo je to systém úložiska batérií pre domácnosti? Ako funguje? Domáci batériový úložný systém alebo fotovoltaický systém je užitočným doplnkom fotovoltaického systému, ktorý umožňuje využiť výhody solárneho systému a bude zohrávať čoraz dôležitejšiu úlohu pri urýchľovaní nahrádzania fosílnych palív obnoviteľnou energiou. Domáca solárna batéria ukladá elektrinu vyrobenú zo slnečnej energie a v požadovanom čase ju uvoľňuje prevádzkovateľovi. Záložné napájanie z batérií je ekologická a nákladovo efektívna alternatíva k plynovým generátorom. Tí, ktorí používajú fotovoltaický systém na výrobu elektriny sami, rýchlo dosiahnu jeho limity. Napoludnie systém dodáva dostatok slnečnej energie, lenže vtedy nie je doma nikto, kto by ju mohol využiť. Večer je naopak potrebné veľa elektriny – ale vtedy už slnko nesvieti. Aby sa tento nedostatok v dodávkach vyrovnal, výrazne drahšia elektrina sa nakupuje od prevádzkovateľa siete. 
V tejto situácii je záložná batéria pre domácnosť takmer nevyhnutná. To znamená, že nevyužitá elektrina z dňa je k dispozícii večer a v noci. Vlastná výroba elektriny je tak k dispozícii nepretržite a bez ohľadu na počasie. Týmto spôsobom sa využitie vlastnej výroby solárnej energie zvyšuje až na 80 %. Stupeň sebestačnosti, t. j. podiel spotreby elektriny, ktorý je pokrytý solárnym systémom, sa zvyšuje až na 60 %. Záložná batéria pre domácnosti je oveľa menšia ako chladnička a možno ju namontovať na stenu v technickej miestnosti. Moderné úložné systémy obsahujú množstvo inteligencie, ktorá dokáže využiť predpovede počasia a samoučiace sa algoritmy na maximalizáciu vlastnej spotreby v domácnosti. Dosiahnutie energetickej nezávislosti nebolo nikdy jednoduchšie – aj keď dom zostáva pripojený k sieti. Oplatí sa používať domáce batériové úložné systémy? Aké faktory to ovplyvní? Úložisko energie v domácich batériách je nevyhnutné pre to, aby dom napájaný solárnou energiou zostal v prevádzke počas výpadkov siete a bude fungovať aj večer. Solárne batérie však zároveň zlepšujú ekonomiku systému tým, že uchovávajú solárnu energiu, ktorá by sa inak so stratou vrátila späť do siete, len aby ju mohli prerozdeliť v čase, keď je energia najdrahšia. Úložisko energie v domácich batériách chráni majiteľa solárnej energie pred výpadkami siete a chráni ekonomiku systému pred zmenami v cenách energií. Či sa oplatí investovať, závisí od viacerých faktorov: Úroveň investičných nákladov. Čím nižšie sú náklady na kilowatthodinu kapacity, tým skôr sa systém úložiska zaplatí. Životnosťsolárna domáca batéria V tomto odvetví je bežná 10-ročná záruka výrobcu. Predpokladá sa však dlhšia životnosť. Väčšina domácich solárnych batérií s lítium-iónovou technológiou funguje spoľahlivo najmenej 20 rokov. Podiel vlastnej spotreby elektriny Čím viac solárne akumulácie energie zvýšia vlastnú spotrebu, tým je pravdepodobnejšie, že sa to oplatí. Náklady na elektrinu pri nákupe zo siete Keď sú ceny elektriny vysoké, majitelia fotovoltaických systémov šetria spotrebou vlastnej vyrobenej elektriny. V najbližších rokoch sa očakáva, že ceny elektriny budú naďalej rásť, takže mnohí považujú solárne batérie za rozumnú investíciu. Tarify za pripojenie k sieti Čím menej majitelia solárnych systémov dostanú za kilowatthodinu, tým viac sa im oplatí elektrinu skladovať namiesto jej dodávania do siete. Za posledných 20 rokov sa tarify za pripojenie k sieti neustále znižovali a budú v tomto trende pokračovať. Aké typy systémov na uskladnenie energie v domácich batériách sú k dispozícii? Domáce záložné batériové systémy ponúkajú množstvo výhod vrátane odolnosti, úspory nákladov a decentralizovanej výroby elektriny (známe aj ako „domáce distribuované energetické systémy“). Aké sú teda kategórie domácich solárnych batérií? Ako by sme si mali vybrať? Funkčná klasifikácia podľa záložnej funkcie: 1. Domáci zdroj UPS Ide o priemyselnú službu záložného napájania, ktorú nemocnice, dátové miestnosti, vládne inštitúcie alebo armáda zvyčajne potrebujú na nepretržitú prevádzku svojich dôležitých a citlivých zariadení. S domácim UPS zdrojom nemusia svetlá vo vašej domácnosti ani blikať, ak dôjde k výpadku elektrickej siete. Väčšina domácností za túto úroveň spoľahlivosti nepotrebuje ani nemá v úmysle platiť – pokiaľ v domácnosti nenasadzujete dôležité klinické zariadenia. 2. „Prerušiteľný“ zdroj napájania (záložné napájanie pre celý dom). Ďalším krokom oproti UPS je to, čo nazývame „prerušiteľný zdroj napájania“ alebo IPS. IPS určite umožní celému vášmu domu pokračovať v prevádzke na solárnu energiu a batérie v prípade výpadku siete, ale zažijete krátke obdobie (niekoľko sekúnd), kedy všetko vo vašom dome sčernie alebo sivé, keď sa záložný systém zapojí do zariadení. Možno budete musieť resetovať blikajúce elektronické hodiny, ale inak budete môcť používať všetky svoje domáce spotrebiče ako obvykle, pokiaľ vám vydržia batérie. 3. Núdzový zdroj napájania (čiastočné zálohovanie). Niektoré funkcie záložného napájania fungujú tak, že aktivujú núdzový obvod, keď zistí, že došlo k výpadku napájania zo siete. To umožní domácim napájacím zariadeniam pripojeným k tomuto obvodu – zvyčajne chladničkám, svetlám a niekoľkým vyhradeným elektrickým zásuvkám – pokračovať v prevádzke z batérií a/alebo fotovoltaických panelov počas výpadku napájania. Tento typ záložného napájania je pravdepodobne najobľúbenejšou, najrozumnejšou a najlacnejšou možnosťou pre domácnosti na celom svete, pretože prevádzka celého domu na batériovú batériu ich rýchlo vybije. 4. Čiastočne nezávislý solárny a skladovací systém. Poslednou možnosťou, ktorá by mohla upútať pozornosť, je „čiastočne nezávislý systém“. Cieľom čiastočne nezávislého systému je vytvoriť vyhradenú „nezávislú“ časť domu, ktorá nepretržite pracuje na solárnom a batériovom systéme dostatočne veľkom na to, aby sa udržiavala sama bez odberu energie zo siete. Týmto spôsobom zostanú potrebné rodinné veci (chladničky, svetlá atď.) zapnuté aj v prípade výpadku siete bez akéhokoľvek prerušenia. Okrem toho, keďže solárny systém a batérie sú dimenzované tak, aby fungovali večne samostatne bez siete, nebolo by potrebné prideľovať spotrebu energie, pokiaľ by do nezávislého okruhu neboli zapojené ďalšie zariadenia. Klasifikácia z technológie chémie batérií: Olovené batérie ako záložná batéria pre domácnosti 
Olovené batériesú najstaršie nabíjateľné batérie a najlacnejšie batérie dostupné na skladovanie energie na trhu. Objavili sa na začiatku minulého storočia, v 20. storočí, a dodnes zostávajú preferovanými batériami v mnohých aplikáciách vďaka svojej robustnosti a nízkym nákladom. Ich hlavnými nevýhodami sú nízka hustota energie (sú ťažké a objemné) a krátka životnosť. Olovené batérie nezvládajú veľký počet cyklov nabíjania a vybíjania. Vyžadujú si pravidelnú údržbu na vyváženie chemického zloženia v batérii, takže ich vlastnosti ich robia nevhodnými na vybíjanie so strednou až vysokou frekvenciou alebo na aplikácie, ktoré trvajú 10 rokov alebo viac. Majú tiež nevýhodu v podobe nízkej hĺbky vybitia, ktorá je v extrémnych prípadoch zvyčajne obmedzená na 80 % alebo v bežnej prevádzke na 20 %, aby sa zabezpečila dlhšia životnosť. Nadmerné vybitie degraduje elektródy batérie, čo znižuje jej schopnosť ukladať energiu a obmedzuje jej životnosť. Olovené batérie vyžadujú neustále udržiavanie stavu nabitia a mali by sa vždy skladovať v maximálnom stave nabitia pomocou techniky flotácie (udržiavanie nabitia malým elektrickým prúdom, dostatočným na zrušenie efektu samovybíjania). Tieto batérie sa dodávajú v niekoľkých verziách. Najbežnejšie sú ventilované batérie, ktoré používajú tekutý elektrolyt, ventilom regulované gélové batérie (VRLA) a batérie s elektrolytom zaliatym v sklolaminátovej rohoži (známej ako AGM – absorpčná sklenená rohož), ktoré majú stredný výkon a nižšie náklady v porovnaní s gélovými batériami. Ventilovo regulované batérie sú prakticky utesnené, čo zabraňuje úniku a vysychaniu elektrolytu. Ventil slúži na uvoľňovanie plynov v situáciách prebitia. Niektoré olovené akumulátory sú vyvinuté pre stacionárne priemyselné aplikácie a dokážu zvládnuť hlbšie vybíjacie cykly. Existuje aj modernejšia verzia, ktorou sú oloveno-uhlíkové akumulátory. Materiály na báze uhlíka pridané do elektród poskytujú vyššie nabíjacie a vybíjacie prúdy, vyššiu hustotu energie a dlhšiu životnosť. Jednou z výhod olovených batérií (v ktorejkoľvek z ich variácií) je, že nepotrebujú sofistikovaný systém riadenia nabíjania (ako je to v prípade lítiových batérií, ktoré uvidíme ďalej). Olovené batérie sa pri prebíjaní oveľa menej vznietia a explodujú, pretože ich elektrolyt nie je horľavý ako elektrolyt lítiových batérií. Mierne prebíjanie nie je pri týchto typoch batérií nebezpečné. Dokonca aj niektoré regulátory nabíjania majú funkciu vyrovnávania, ktorá batériu alebo batériovú skupinu mierne prebíja, čím sa všetky batérie dostanú do stavu plného nabitia. Počas procesu vyrovnávania sa napätie batérií, ktoré sa nakoniec úplne nabijú skôr ako ostatné, mierne zvýši bez rizika, zatiaľ čo prúd bežne preteká sériovým zapojením prvkov. Môžeme teda povedať, že olovené batérie majú schopnosť prirodzeného vyrovnávania a malé nerovnováhy medzi batériami jednej batérie alebo medzi batériami jednej banky nepredstavujú žiadne riziko. Výkon:Účinnosť olovených batérií je oveľa nižšia ako účinnosť lítiových batérií. Hoci účinnosť závisí od rýchlosti nabíjania, zvyčajne sa predpokladá účinnosť 85 % pri každom nabíjaní. Úložná kapacita:Olovené batérie sa dodávajú v rôznych napätiach a veľkostiach, ale vážia 2 až 3-krát viac na kWh ako lítium-železité fosforečnany, v závislosti od kvality batérie. Cena batérie:Olovené batérie sú o 75 % lacnejšie ako lítium-železofosfátové batérie, ale nenechajte sa oklamať nízkou cenou. Tieto batérie sa nedajú rýchlo nabíjať ani vybíjať, majú oveľa kratšiu životnosť, nemajú ochranný systém správy batérie a môžu tiež vyžadovať týždennú údržbu. To má za následok celkovo vyššie náklady na cyklus, než je primerané na zníženie nákladov na energiu alebo na podporu výkonných spotrebičov. Lítiové batérie ako záložná batéria pre domácnosti 
V súčasnosti sú komerčne najúspešnejšie batérie lítium-iónové batérie. Po aplikácii lítium-iónovej technológie v prenosných elektronických zariadeniach vstúpila do oblastí priemyselných aplikácií, energetických systémov, fotovoltaického ukladania energie a elektrických vozidiel. Lítium-iónové batérieprekonávajú mnoho iných typov nabíjateľných batérií v mnohých aspektoch vrátane kapacity skladovania energie, počtu pracovných cyklov, rýchlosti nabíjania a nákladovej efektívnosti. V súčasnosti je jediným problémom bezpečnosť, horľavé elektrolyty sa môžu pri vysokých teplotách vznietiť, čo si vyžaduje použitie elektronických riadiacich a monitorovacích systémov. Lítium je najľahší zo všetkých kovov, má najvyšší elektrochemický potenciál a ponúka vyššiu objemovú a hmotnostnú hustotu energie ako iné známe technológie batérií. Lítium-iónová technológia umožnila podporiť využívanie systémov skladovania energie, najmä v súvislosti s prerušovanými obnoviteľnými zdrojmi energie (slnečná a veterná energia), a tiež podporila prijatie elektrických vozidiel. Lítium-iónové batérie používané v energetických systémoch a elektrických vozidlách sú kvapalinového typu. Tieto batérie využívajú tradičnú štruktúru elektrochemickej batérie s dvoma elektródami ponorenými v roztoku tekutého elektrolytu. Separátory (porézne izolačné materiály) sa používajú na mechanické oddelenie elektród a zároveň umožňujú voľný pohyb iónov cez kvapalný elektrolyt. Hlavnou vlastnosťou elektrolytu je umožniť vedenie iónového prúdu (tvoreného iónmi, čo sú atómy s nadbytkom alebo nedostatkom elektrónov), pričom neumožňuje prechod elektrónov (ako sa to deje vo vodivých materiáloch). Výmena iónov medzi kladnými a zápornými elektródami je základom fungovania elektrochemických batérií. Výskum lítiových batérií možno vysledovať až do 70. rokov 20. storočia a technológia dozrela a začala sa komerčne využívať okolo 90. rokov 20. storočia. Lítium-polymérové batérie (s polymérnymi elektrolytmi) sa dnes používajú v batériových telefónoch, počítačoch a rôznych mobilných zariadeniach a nahrádzajú staršie nikel-kadmiové batérie, ktorých hlavným problémom je „pamäťový efekt“, ktorý postupne znižuje kapacitu batérie. Batéria sa nabíja skôr, ako sa úplne vybije. V porovnaní so staršími nikel-kadmiovými batériami, najmä olovenými, majú lítium-iónové batérie vyššiu energetickú hustotu (ukladajú viac energie na objem), majú nižší koeficient samovybíjania a znesú viac cyklov nabíjania a vybíjania, čo znamená dlhšiu životnosť. Približne začiatkom roku 2000 sa lítiové batérie začali používať v automobilovom priemysle. Okolo roku 2010 sa o lítium-iónové batérie začal zaujímať ako o spôsoby ukladania elektrickej energie v domácnostiach a...rozsiahle systémy ESS (systémy skladovania energie), najmä kvôli zvýšenému využívaniu zdrojov energie na celom svete. Prerušovaná obnoviteľná energia (solárna a veterná). Lítium-iónové batérie môžu mať rôzny výkon, životnosť a cenu v závislosti od spôsobu ich výroby. Bolo navrhnutých niekoľko materiálov, najmä pre elektródy. Lítiová batéria sa typicky skladá z kovovej elektródy na báze lítia, ktorá tvorí kladný pól batérie, a uhlíkovej (grafitovej) elektródy, ktorá tvorí záporný pól. V závislosti od použitej technológie môžu mať elektródy na báze lítia rôzne štruktúry. Najbežnejšie používané materiály na výrobu lítiových batérií a hlavné charakteristiky týchto batérií sú nasledovné: Oxidy lítia a kobaltu (LCO):Vysoká špecifická energia (Wh/kg), dobrá skladovacia kapacita a uspokojivá životnosť (počet cyklov), vhodné pre elektronické zariadenia, nevýhodou je malý špecifický výkon (W/kg), čo znižuje rýchlosť nakladania a vykladania; Oxidy lítia a mangánu (LMO):umožňujú vysoké nabíjacie a vybíjacie prúdy s nízkou špecifickou energiou (Wh/kg), čo znižuje skladovaciu kapacitu; Lítium, nikel, mangán a kobalt (NMC):Kombinuje vlastnosti batérií LCO a LMO. Okrem toho prítomnosť niklu v zložení pomáha zvýšiť špecifickú energiu a poskytuje väčšiu skladovaciu kapacitu. Nikel, mangán a kobalt sa môžu používať v rôznych pomeroch (na podporu jedného alebo druhého) v závislosti od typu aplikácie. Celkovo je výsledkom tejto kombinácie batéria s dobrým výkonom, dobrou skladovacou kapacitou, dlhou životnosťou a nízkymi nákladmi. Lítium, nikel, mangán a kobalt (NMC):Kombinuje vlastnosti batérií LCO a LMO. Okrem toho prítomnosť niklu v zložení pomáha zvýšiť špecifickú energiu a poskytuje väčšiu skladovaciu kapacitu. Nikel, mangán a kobalt sa môžu používať v rôznych pomeroch podľa typu aplikácie (na uprednostnenie jednej alebo druhej vlastnosti). Vo všeobecnosti je výsledkom tejto kombinácie batéria s dobrým výkonom, dobrou skladovacou kapacitou, dobrou životnosťou a primeranými nákladmi. Tento typ batérie sa široko používa v elektrických vozidlách a je vhodný aj pre stacionárne systémy skladovania energie; Lítium-železitý fosforečnan (LFP):Kombinácia LFP poskytuje batériám dobrý dynamický výkon (rýchlosť nabíjania a vybíjania), predĺženú životnosť a zvýšenú bezpečnosť vďaka svojej dobrej tepelnej stabilite. Absencia niklu a kobaltu v ich zložení znižuje náklady a zvyšuje dostupnosť týchto batérií pre hromadnú výrobu. Hoci ich skladovacia kapacita nie je najvyššia, výrobcovia elektrických vozidiel a systémov na skladovanie energie ju prijali vďaka svojim mnohým výhodným vlastnostiam, najmä nízkym nákladom a dobrej robustnosti. Lítium a titán (LTO):Názov sa vzťahuje na batérie, ktoré majú v jednej z elektród titán a lítium, ktoré nahrádzajú uhlík, zatiaľ čo druhá elektróda je rovnaká ako v jednom z ďalších typov (napríklad NMC – lítium, mangán a kobalt). Napriek nízkej špecifickej energii (čo sa premieta do zníženej skladovacej kapacity) má táto kombinácia dobrý dynamický výkon, dobrú bezpečnosť a výrazne predĺženú životnosť. Batérie tohto typu zvládnu viac ako 10 000 prevádzkových cyklov pri 100 % hĺbke vybitia, zatiaľ čo iné typy lítiových batérií zvládnu približne 2 000 cyklov. LiFePO4 batérie prekonávajú olovené batérie s extrémne vysokou cyklickou stabilitou, maximálnou energetickou hustotou a minimálnou hmotnosťou. Ak sa batéria pravidelne vybíja z 50 % stavu nabitia a potom sa úplne nabíja, LiFePO4 batéria dokáže vykonať až 6 500 nabíjacích cyklov. Dodatočná investícia sa teda z dlhodobého hľadiska vyplatí a pomer cena/výkon zostáva neprekonateľný. Sú preferovanou voľbou pre nepretržité používanie ako solárne batérie. Výkon:Nabíjanie a uvoľňovanie batérie má celkovú cyklickú účinnosť 98 %, pričom sa rýchlo nabíja a uvoľňuje za menej ako 2 hodiny – a ešte rýchlejšie pre kratšiu životnosť. Úložná kapacitaLítiovo-železito-fosfátové batérie môžu mať kapacitu viac ako 18 kWh, čo zaberá menej miesta a váži menej ako olovené batérie s rovnakou kapacitou. Cena batérieLítium-železitý fosfát má tendenciu byť drahší ako olovené batérie, ale zvyčajne má nižšie náklady na cyklus vďaka dlhšej životnosti.
Správy
