Tudi leta 2022 bo shranjevanje energije s sončno energijo še vedno najbolj vroča tema, stanovanjske baterije pa so najhitreje rastoči segment sončne energije, kar ustvarja nove trge in priložnosti za širitev prenove sončne energije za domove in podjetja, velika in mala, po vsem svetu.Stanovanjska rezervna baterijaje ključnega pomena za vsak sončni dom, še posebej v primeru nevihte ali drugih izrednih razmer. Namesto da bi odvečno sončno energijo oddali v omrežje, kaj pa, če bi jo za nujne primere shranili v baterijah? Kako pa je lahko shranjena sončna energija dobičkonosna? Seznanili vas bomo s stroški in donosnostjo domačega sistema za shranjevanje energije v baterijah ter predstavili ključne točke, ki jih morate upoštevati pri nakupu pravega sistema za shranjevanje. Kaj je stanovanjski sistem za shranjevanje baterij? Kako deluje? Stanovanjski baterijski sistem za shranjevanje ali fotovoltaični sistem za shranjevanje je uporaben dodatek k fotovoltaičnemu sistemu za izkoriščanje prednosti sončnega sistema in bo imel vse pomembnejšo vlogo pri pospeševanju zamenjave fosilnih goriv z obnovljivimi viri energije. Domača sončna baterija shranjuje električno energijo, proizvedeno iz sončne energije, in jo ob potrebnem času oddaja upravljavcu. Rezervno napajanje iz baterij je okolju prijazna in stroškovno učinkovita alternativa plinskim generatorjem. Tisti, ki uporabljajo fotovoltaični sistem za lastno proizvodnjo električne energije, bodo hitro dosegli njegove meje. Opoldne sistem zagotavlja veliko sončne energije, le da takrat ni nikogar doma, ki bi jo lahko uporabil. Zvečer pa je potrebnih veliko elektrike – a takrat sonce ne sije več. Da bi nadomestili to vrzel v oskrbi, se bistveno dražja elektrika kupuje od upravljavca omrežja. 
V takšni situaciji je rezervna baterija za stanovanjske objekte skoraj neizogibna. To pomeni, da je neporabljena elektrika čez dan na voljo zvečer in ponoči. Lastno proizvedena elektrika je tako na voljo 24 ur na dan in ne glede na vreme. Na ta način se uporaba lastne sončne energije poveča do 80 %. Stopnja samozadostnosti, tj. delež porabe električne energije, ki ga krije sončni sistem, se poveča do 60 %. Stanovanjski rezervni akumulator je veliko manjši od hladilnika in ga je mogoče namestiti na steno v pomožnem prostoru. Sodobni sistemi za shranjevanje energije vsebujejo veliko inteligence, ki lahko s pomočjo vremenskih napovedi in samoučečih se algoritmov omeji porabo energije v gospodinjstvu na največjo možno lastno porabo. Doseganje energetske neodvisnosti še nikoli ni bilo lažje – tudi če je dom še vedno priključen na omrežje. Ali se splača kupiti sistem za shranjevanje energije v domačih baterijah? Od katerih dejavnikov je odvisno? Shranjevanje energije v stanovanjskih baterijah je nujno za delovanje hiše na sončno energijo med izpadi električne energije v omrežju in bo delovala tudi ponoči. Hkrati pa sončne baterije izboljšajo ekonomijo sistema, saj ohranjajo sončno energijo, ki bi se sicer z izgubo vrnila v omrežje, le da bi jo prerazporedili, ko je elektrika najdražja. Shranjevanje energije v stanovanjskih baterijah ščiti lastnika sončne energije pred izpadi omrežja in ščiti ekonomijo sistema pred spremembami v cenovnem okviru energije. Ali se splača vlagati vanj ali ne, je odvisno od več dejavnikov: Raven investicijskih stroškov. Nižji kot so stroški na kilovatno uro zmogljivosti, prej se bo sistem za shranjevanje povrnil. Življenjska dobasončna baterija za dom V industriji je običajna 10-letna garancija proizvajalca. Vendar pa se predvideva daljša življenjska doba. Večina domačih sončnih baterij z litij-ionsko tehnologijo zanesljivo deluje vsaj 20 let. Delež lastne porabe električne energije Bolj ko sončna energija poveča lastno porabo, bolj verjetno je, da se splača vlagati v to. Stroški elektrike pri nakupu iz omrežja Ko so cene električne energije visoke, lastniki fotovoltaičnih sistemov prihranijo s porabo lastne električne energije. V naslednjih nekaj letih naj bi se cene električne energije še naprej zviševale, zato mnogi menijo, da so sončne baterije pametna naložba. Tarife, priključene na omrežje Manj ko lastniki sončnih sistemov prejmejo na kilovatno uro, bolj se jim splača shranjevati električno energijo namesto oddajati v omrežje. V zadnjih 20 letih so se tarife za priključitev na omrežje stalno zniževale in se bodo še naprej zniževale. Katere vrste sistemov za shranjevanje energije v domačih baterijah so na voljo? Domači rezervni sistemi baterij ponujajo številne prednosti, vključno z odpornostjo, prihranki stroškov in decentralizirano proizvodnjo električne energije (znani tudi kot "domači distribuirani energetski sistemi"). Katere so torej kategorije domačih sončnih baterij? Kako naj izberemo? Funkcionalna razvrstitev glede na funkcijo varnostnega kopiranja: 1. Domači UPS napajalnik To je industrijska storitev za rezervno napajanje, ki jo bolnišnice, podatkovne sobe, zvezna vlada ali vojska običajno potrebujejo za neprekinjeno delovanje svojih bistvenih in občutljivih naprav. Z domačim UPS napajalnikom luči v vašem domu morda sploh ne bodo utripale, če pride do izpada električnega omrežja. Večina domov ne potrebuje ali ne namerava plačati za to stopnjo zanesljivosti – razen če imajo doma nameščeno ključno klinično opremo. 2. »Prekinitveno« napajanje (rezervno napajanje za celotno hišo). Naslednja stopnja v primerjavi z UPS-om je tisto, čemur pravimo »prekinitveni vir napajanja« ali IPS. IPS bo v primeru izpada omrežja omogočil delovanje celotne hiše na sončno energijo in baterije, vendar boste za kratek čas (nekaj sekund) v hiši vse postalo črno ali sivo, ko se bo vklopil rezervni sistem. Morda boste morali ponastaviti utripajoče elektronske ure, sicer pa boste lahko vse svoje gospodinjske aparate uporabljali kot običajno, dokler bodo baterije zdržale. 3. Napajanje v izrednih razmerah (delno rezervno napajanje). Nekatere funkcije rezervnega napajanja delujejo tako, da aktivirajo zasilni tokokrog, ko zaznajo, da je napajanje v omrežju dejansko izpadlo. To bo omogočilo, da gospodinjske naprave, povezane s tem tokokrogom – običajno hladilniki, luči in nekaj namenskih električnih vtičnic – še naprej delujejo na baterije in/ali fotovoltaične panele med izpadom električne energije. Ta vrsta rezervnega napajanja je najverjetneje ena najbolj priljubljenih, razumnih in cenovno ugodnih možnosti za domove po vsem svetu, saj jih bo napajanje celotne hiše z baterijskim sklopom hitro izpraznilo. 4. Delno avtonomni sončni in shranjevalni sistem. Zadnja možnost, ki bi lahko pritegnila pozornost, je »delno avtonomni sistem«. Pri delno avtonomnem sistemu je koncept ustvariti namensko območje doma, ki je »avtonomno« in neprekinjeno deluje na sončni in baterijski sistem, ki je dovolj velik, da se vzdržuje brez odvzema energije iz omrežja. Na ta način ostanejo potrebne družinske stvari (hladilniki, luči itd.) prižgane, tudi če omrežje izpade, brez kakršnih koli motenj. Poleg tega, ker so sončni sistem in baterije dimenzionirane tako, da delujejo večno same brez omrežja, ne bi bilo treba dodeljevati porabe energije, razen če bi bile v avtonomni tokokrog priključene dodatne naprave. Klasifikacija iz tehnologije kemije baterij: Svinčeno-kislinske baterije kot rezervna baterija za stanovanjske objekte 
Svinčevo-kislinske baterijeSo najstarejše polnilne baterije in najcenejše baterije za shranjevanje energije, ki so na voljo na trgu. Pojavile so se v začetku prejšnjega stoletja, v 20. stoletju, in do danes ostajajo priljubljene baterije v številnih aplikacijah zaradi svoje robustnosti in nizkih stroškov. Njihovi glavni pomanjkljivosti sta nizka energijska gostota (so težki in zajetni) in kratka življenjska doba. Ker ne prenesejo velikega števila ciklov polnjenja in praznjenja, svinčeno-kislinske baterije zahtevajo redno vzdrževanje za uravnoteženje kemije v bateriji, zato so zaradi svojih značilnosti neprimerne za srednje do visokofrekvenčno praznjenje ali uporabo, ki traja 10 let ali več. Slabost teh baterij je tudi nizka globina praznjenja, ki je v skrajnih primerih običajno omejena na 80 % ali pri rednem delovanju na 20 %, kar podaljša življenjsko dobo. Prekomerno praznjenje poslabša elektrode baterije, kar zmanjša njeno sposobnost shranjevanja energije in omejuje njeno življenjsko dobo. Svinčeno-kislinske baterije zahtevajo stalno vzdrževanje stanja napolnjenosti in jih je treba vedno shranjevati v najvišjem stanju napolnjenosti s tehniko flotacije (vzdrževanje napolnjenosti z majhnim električnim tokom, ki zadostuje za odpravo učinka samopraznjenja). Te baterije so na voljo v več različicah. Najpogostejše so prezračevane baterije, ki uporabljajo tekoči elektrolit, ventilsko regulirane gel baterije (VRLA) in baterije z elektrolitom, vgrajenim v steklena vlakna (znane kot AGM – vpojna steklena vlakna), ki imajo v primerjavi z gel baterijami srednjo zmogljivost in nižje stroške. Akumulatorji z ventilsko regulacijo so praktično zaprti, kar preprečuje puščanje in izsušitev elektrolita. Ventil deluje pri sproščanju plinov v primerih prenapolnjenosti. Nekatere svinčevo-kislinske baterije so razvite za stacionarne industrijske aplikacije in lahko prenesejo globlje cikle praznjenja. Obstaja tudi sodobnejša različica, ki je svinčevo-ogljikova baterija. Materiali na osnovi ogljika, dodani elektrodam, zagotavljajo višje polnilne in praznilne tokove, večjo gostoto energije in daljšo življenjsko dobo. Ena od prednosti svinčevih baterij (v kateri koli od njihovih različic) je, da ne potrebujejo sofisticiranega sistema za upravljanje polnjenja (kot je to pri litijevih baterijah, kar bomo videli v nadaljevanju). Svinčene baterije se pri prenapolnjenosti veliko manj verjetno vnamejo in eksplodirajo, ker njihov elektrolit ni vnetljiv kot pri litijevih baterijah. Prav tako rahlo prenapolnjenje pri teh vrstah baterij ni nevarno. Celo nekateri regulatorji polnjenja imajo funkcijo izenačevanja, ki baterijo ali sklop baterij nekoliko prenapolni, zaradi česar so vse baterije popolnoma napolnjene. Med postopkom izenačevanja se napetost baterij, ki se sčasoma popolnoma napolnijo pred drugimi, nekoliko poveča, brez tveganja, medtem ko tok normalno teče skozi serijsko povezavo elementov. Na ta način lahko rečemo, da imajo svinčeve baterije sposobnost naravnega izenačevanja in majhna neravnovesja med baterijami baterije ali med baterijami banke ne predstavljajo tveganja. Zmogljivost:Učinkovitost svinčevih baterij je precej nižja od učinkovitosti litijevih baterij. Čeprav je učinkovitost odvisna od hitrosti polnjenja, se običajno predpostavlja, da je povratna učinkovitost 85 %. Zmogljivost shranjevanja:Svinčevo-kislinske baterije so na voljo v različnih napetostih in velikostih, vendar tehtajo 2-3-krat več na kWh kot litijev železov fosfat, odvisno od kakovosti baterije. Stroški baterije:Svinčevo-kislinske baterije so 75 % cenejše od litijevih železovo-fosfatnih baterij, vendar naj vas nizka cena ne zavede. Teh baterij ni mogoče hitro napolniti ali izprazniti, imajo veliko krajšo življenjsko dobo, nimajo zaščitnega sistema za upravljanje baterij in lahko zahtevajo tudi tedensko vzdrževanje. To ima za posledico skupne višje stroške na cikel, kot je razumno za zmanjšanje stroškov energije ali podporo težkih naprav. Litijeve baterije kot rezervna baterija za stanovanjske prostore 
Trenutno so komercialno najuspešnejše baterije litij-ionske baterije. Potem ko se je litij-ionska tehnologija uporabila v prenosnih elektronskih napravah, je vstopila na področja industrijskih aplikacij, energetskih sistemov, fotovoltaičnih shranjevalnikov energije in električnih vozil. Litij-ionske baterijePrekašajo številne druge vrste polnilnih baterij v mnogih pogledih, vključno z zmogljivostjo shranjevanja energije, številom delovnih ciklov, hitrostjo polnjenja in stroškovno učinkovitostjo. Trenutno je edino vprašanje varnost, saj se lahko vnetljivi elektroliti pri visokih temperaturah vnamejo, kar zahteva uporabo elektronskih krmilnih in nadzornih sistemov. Litij je najlažja kovina, ima najvišji elektrokemijski potencial in ponuja večjo volumetrično in masno gostoto energije kot druge znane tehnologije baterij. Litij-ionska tehnologija je omogočila uporabo sistemov za shranjevanje energije, predvsem povezanih z občasnimi obnovljivimi viri energije (sončna in vetrna energija), in spodbudila tudi uporabo električnih vozil. Litij-ionske baterije, ki se uporabljajo v elektroenergetskih sistemih in električnih vozilih, so tekočega tipa. Te baterije uporabljajo tradicionalno strukturo elektrokemične baterije z dvema elektrodama, potopljenima v tekočo raztopino elektrolita. Separatorji (porozni izolacijski materiali) se uporabljajo za mehansko ločevanje elektrod, hkrati pa omogočajo prosto gibanje ionov skozi tekoči elektrolit. Glavna značilnost elektrolita je, da omogoča prevajanje ionskega toka (ki ga tvorijo ioni, ki so atomi s presežkom ali pomanjkanjem elektronov), hkrati pa ne omogoča prehoda elektronov (kot se dogaja v prevodnih materialih). Izmenjava ionov med pozitivnimi in negativnimi elektrodami je osnova za delovanje elektrokemijskih baterij. Raziskave litijevih baterij segajo v sedemdeseta leta prejšnjega stoletja, tehnologija pa je dozorela in se začela komercialno uporabljati okoli devetdesetih let prejšnjega stoletja. Litij-polimerne baterije (s polimernimi elektroliti) se danes uporabljajo v baterijskih telefonih, računalnikih in različnih mobilnih napravah ter nadomeščajo starejše nikelj-kadmijeve baterije, katerih glavna težava je "spominski učinek", ki postopoma zmanjšuje kapaciteto shranjevanja. Ko se baterija napolni, preden se popolnoma izprazni. V primerjavi s starejšimi nikelj-kadmijevimi baterijami, zlasti svinčevimi, imajo litij-ionske baterije večjo energijsko gostoto (shranijo več energije na prostornino), nižji koeficient samopraznjenja in prenesejo več ciklov polnjenja in praznjenja, kar pomeni dolgo življenjsko dobo. Približno v začetku 2000-ih so se litijeve baterije začele uporabljati v avtomobilski industriji. Okoli leta 2010 so litij-ionske baterije postale bolj zanimive za shranjevanje električne energije v stanovanjskih objektih in ...obsežni sistemi ESS (sistemi za shranjevanje energije), predvsem zaradi povečane uporabe virov energije po vsem svetu. Občasna obnovljiva energija (sončna in vetrna). Litij-ionske baterije imajo lahko različne zmogljivosti, življenjske dobe in stroške, odvisno od načina izdelave. Predlaganih je bilo več materialov, predvsem za elektrode. Litijeva baterija je običajno sestavljena iz kovinske elektrode na osnovi litija, ki tvori pozitivni pol baterije, in ogljikove (grafitne) elektrode, ki tvori negativni pol. Glede na uporabljeno tehnologijo imajo lahko elektrode na osnovi litija različne strukture. Najpogosteje uporabljeni materiali za izdelavo litijevih baterij in glavne značilnosti teh baterij so naslednji: Litijevi in kobaltovi oksidi (LCO):Visoka specifična energija (Wh/kg), dobra zmogljivost shranjevanja in zadovoljiva življenjska doba (število ciklov), primerno za elektronske naprave, pomanjkljivost je specifična moč (W/kg) Majhna, kar zmanjšuje hitrost nakladanja in razkladanja; Litijevi in manganovi oksidi (LMO):omogočajo visoke polnilne in praznilne tokove z nizko specifično energijo (Wh/kg), kar zmanjšuje kapaciteto shranjevanja; Litij, nikelj, mangan in kobalt (NMC):Združuje lastnosti baterij LCO in LMO. Poleg tega prisotnost niklja v sestavi pomaga povečati specifično energijo, kar zagotavlja večjo kapaciteto shranjevanja. Nikelj, mangan in kobalt se lahko uporabljajo v različnih razmerjih (za podporo enemu ali drugemu), odvisno od vrste uporabe. Na splošno je rezultat te kombinacije baterija z dobro zmogljivostjo, dobro kapaciteto shranjevanja, dolgo življenjsko dobo in nizkimi stroški. Litij, nikelj, mangan in kobalt (NMC):Združuje lastnosti baterij LCO in LMO. Poleg tega prisotnost niklja v sestavi pomaga povečati specifično energijo, kar zagotavlja večjo kapaciteto shranjevanja. Nikelj, mangan in kobalt se lahko uporabljajo v različnih razmerjih, odvisno od vrste uporabe (za dajanje prednosti eni ali drugi lastnosti). Na splošno je rezultat te kombinacije baterija z dobro zmogljivostjo, dobro kapaciteto shranjevanja, dobro življenjsko dobo in zmernimi stroški. Ta vrsta baterije se pogosto uporablja v električnih vozilih in je primerna tudi za stacionarne sisteme za shranjevanje energije; Litijev železov fosfat (LFP):Kombinacija LFP zagotavlja baterijam dobre dinamične lastnosti (hitrost polnjenja in praznjenja), daljšo življenjsko dobo in večjo varnost zaradi dobre toplotne stabilnosti. Odsotnost niklja in kobalta v njihovi sestavi zmanjšuje stroške in povečuje razpoložljivost teh baterij za množično proizvodnjo. Čeprav njena zmogljivost shranjevanja ni najvišja, so jo zaradi številnih prednosti, zlasti nizkih stroškov in dobre robustnosti, sprejeli proizvajalci električnih vozil in sistemov za shranjevanje energije; Litij in titan (LTO):Ime se nanaša na baterije, ki imajo v eni od elektrod titan in litij, ki nadomeščata ogljik, medtem ko je druga elektroda enaka tisti, ki se uporablja v eni od drugih vrst baterij (kot je NMC – litij, mangan in kobalt). Kljub nizki specifični energiji (kar pomeni manjšo kapaciteto shranjevanja) ima ta kombinacija dobre dinamične lastnosti, dobro varnost in močno podaljšano življenjsko dobo. Baterije te vrste lahko prenesejo več kot 10.000 obratovalnih ciklov pri 100-odstotni globini praznjenja, medtem ko druge vrste litijevih baterij prenesejo približno 2000 ciklov. LiFePO4 baterije prekašajo svinčeno-kislinske baterije z izjemno visoko ciklično stabilnostjo, maksimalno energijsko gostoto in minimalno težo. Če se baterija redno prazni od 50 % DOD in nato popolnoma napolni, lahko LiFePO4 baterija zdrži do 6500 ciklov polnjenja. Dodatna naložba se tako dolgoročno izplača, razmerje med ceno in zmogljivostjo pa ostaja nepremagljivo. So najboljša izbira za neprekinjeno uporabo kot sončne baterije. Zmogljivost:Polnjenje in praznjenje baterije ima 98-odstotno učinkovitost celotnega cikla, hkrati pa se hitro napolni in prazni v manj kot 2 urah – in še hitreje za krajšo življenjsko dobo. Zmogljivost shranjevanja: litijevi železovo-fosfatni akumulatorji imajo lahko več kot 18 kWh, kar pomeni, da zavzamejo manj prostora in tehtajo manj kot svinčeno-kislinski akumulatorji enake kapacitete. Stroški baterijeLitijev železov fosfat je običajno dražji od svinčevih baterij, vendar ima zaradi daljše življenjske dobe običajno nižje stroške cikla.
Novice
