Шта је ПВ систем батерија? Ваш комплетан водич за складиштење соларне енергије

Напајање ваше будућности: Зашто је складиштење соларне енергије важно

Соларни панели (фотонапонски или ПВ системи) су револуционисали начин на који производимо електричну енергију, нудећи чист, обновљив извор енергије директно са наших кровова. Међутим, соларна енергија има један инхерентни изазов: панели производе електричну енергију само када сунце сија. Шта се дешава ноћу или током јако облачних дана? А шта је са нестанцима струје из мреже? Ова повременост често значи ослањање на традиционалну мрежу, ограничавајући пуни потенцијал ваше соларне инвестиције.

Ту долази до изражаја систем фотонапонских батерија. Замислите да хватате вишак, неискоришћене соларне енергије коју ваши панели генеришу током вршних дневних сати и чувате је за касније. Управо то вам омогућава систем за складиштење соларне енергије. То је прекретница за енергетску независност и ефикасност. Овај водич ће вас провести кроз све што треба да знате о системима фотонапонских батерија: шта су они, како раде, које су њихове компоненте, предности и кључна разматрања.

Дефинисање система фотонапонских батерија: Више од само соларних панела

Шта је тачно то?

Једноставно речено, систем фотонапонских батерија комбинује стандардне соларне панеле са батеријском јединицом за складиштење. Док ваши соларни панели претварају сунчеву светлост у електричну енергију (једносмерну струју), батерија складишти вишак електричне енергије коју ваш дом не користи одмах. Ова ускладиштена енергија се затим може користити касније, као што је вечер, ноћу или као резервно напајање када дође до квара на електричној мрежи.

Ово се фундаментално разликује од стандардног соларног ПВ система повезаног на мрежу без складиштења. У тим системима, сваки вишак произведене соларне енергије се обично враћа у електронску мрежу (често за кредит, познато као нето мерење). Систем ПВ батерија даје приоритет складиштењу тог вишка енергије за вашу сопствену употребу, максимизирајући вашу самосталност.

Разумевање кључних појмова

PV (фотонапонска енергија):Технологија која се користи у соларним панелима за директно претварање сунчеве светлости у електричну енергију.
Складиштење батерије:Компонента која складишти једносмерну електричну енергију коју генеришу соларни панели за каснију употребу.
Типови система и батерије:

• Везано за мрежу:Повезано на комуналну мрежу. Систем фотонапонских батерија овде складишти енергију за каснију употребу, смањујући зависност од мреже и потенцијално обезбеђујући резервну копију.
• Ван мреже:Потпуно независно од комуналне електричне мреже. Батерије су неопходне за складиштење енергије за континуирану употребу.
• Хибрид:Везан за мрежу, али са могућношћу резервног напајања из батерије, нудећи најбоље из оба света.

Како функционише систем фотонапонских батерија? (Дан, ноћ и прекиди струје)

Основни принцип: Циклуси пуњења и пражњења

Систем интелигентно управља протоком енергије на основу производње соларне енергије, енергетских потреба дома и стања напуњености батерије. Ради у различитим циклусима пуњења и пражњења.

Сценарио 1: Сунчан дан – Висока производња

Соларни панели генеришу једносмерну струју.
Ова електрична енергија прво директно напаја кућне апарате и оптерећења (након конверзије у наизменичну струју помоћу инвертера).
Сваки вишак соларне електричне енергије се затим користи за пуњење батерије.
Ако је батерија потпуно напуњена и потребе вашег дома су задовољене, додатни вишак енергије може се извести у мрежу (у зависности од подешавања система и уговора о комуналним услугама).

Сценарио 2: Ноћ или слабо сунчево светло

Соларни панели производе мало или нимало енергије.
Енергија ускладиштена у батерији се празни (претвара у наизменичну струју) да би напајала потрошаче вашег дома.
Ако се батерија испразни или ваша потражња за енергијом премаши излазни капацитет батерије, систем аутоматски црпи потребну енергију из електричне мреже.

Сценарио 3: Нестанак струје из мреже

Систем детектује квар мреже.
Ако је дизајниран за резервно напајање, аутоматски се искључује из мреже (острвачко напајање) ради безбедности.
Затим користи ускладиштену енергију батерије за напајање унапред одабраних основних кола/оптерећења у вашем дому (као што су светла, фрижидер, Wi-Fi). Трајање зависи од капацитета батерије и величине оптерећења.

Анатомија система фотонапонских батерија: објашњење кључних компоненти

Систем фотонапонских батерија састоји се од неколико основних компоненти које раде заједно:

Соларни панели (PV модули):Снимајте сунчеву светлост и претварајте је у једносмерну струју.
Соларна батерија:Складишта једносмерну енергију. Ово је срце система за складиштење. Доступне су различите хемије и капацитети.
Инвертор(и):Претвара једносмерну струју (са панела/батерије) у наизменичну струју (коју користе кућни апарати). Хибридни инвертори су уобичајени у батеријским системима јер могу истовремено да управљају протоком енергије из панела, батерије и мреже. Неки системи могу користити одвојене инверторе за панеле и батерију (AC спрега). (Предлог интерног линка: Линк до странице која објашњава соларне инверторе)
Систем за управљање батеријама (BMS):Електронски систем интегрисан у батерију који прати њено стање (температуру, напон, напуњеност), штити је од прекомерног пуњења/пражњења и оптимизује перформансе и век трајања.
Контролер пуњења (често интегрисан, кључан за неке системе):Регулише једносмерну струју из панела како би безбедно пунио батерију, спречавајући прекомерно пуњење, што је посебно важно код система са једносмерном струјом или ван мреже. Често је интегрисан у хибридне инверторе.
Систем за праћење:Софтвер (обично апликација или веб портал) који омогућава власницима кућа да прате производњу енергије, потрошњу, статус батерије и перформансе система у реалном времену.

Које врсте батерија су најчешће у фотонапонским системима?

Батерија је кључни избор. Два главна типа која се данас користе су:

Литијум-јонска (Li-ion): Популарни избор

Подтипови:Обично литијум-гвожђе-фосфат (LFP или LiFePO4) познат по безбедности и дуготрајности, и никл-манган-кобалт (NMC) познат по густини енергије.
Предности:Висока густина енергије (више складиштења у мање простора), дужи век трајања (више циклуса пуњења), већа дубина пражњења (DoD – користи више складиштене енергије), висока ефикасност, генерално без одржавања.
Мане:Виши почетни трошкови у поређењу са оловно-киселинским батеријама.

Оловно-киселински акумулатор: Традиционална опција

Врсте:Поплављене (захтевају одржавање – додавање дестиловане воде) и запечаћене (AGM/Gel – без одржавања).
Предности:Нижи почетни трошкови, доказана технологија.
Мане:Краћи век трајања, нижи DoD (не може се користити толико складиштеног капацитета без оштећења), тежи/гломазнији, нижа ефикасност, може захтевати вентилацију (поплављен).

BSLBATT соларне батерије су углавном базиране на LiFePO4 решењима за складиштење од 5 водећих светских произвођача LiFePO4 батерија, као што су EVE, REPT.

Кључни фактори за поређење:

Капацитет (kWh):Колико енергије батерија може да складишти.
Снага (kW):Колико снаге батерија може да испоручи одједном (одређује колико/којих уређаја може да ради истовремено).
Дубина пражњења (DoD):Проценат укупног капацитета који се може безбедно користити (нпр. 90% DoD значи да можете користити 9 kWh из батерије од 10 kWh). Већи је бољи.
Ефикасност повратног пута (%):Излазна енергија у односу на улазну енергију. Већи ниво значи мањи губитак енергије током пуњења/пражњења.
Животни век (циклуси / године):Колико пута се батерија може пунити/празнити пре него што се капацитет значајно смањи. Често се гарантује на одређени број година или циклуса.
Гаранција:Кључно за заштиту ваше инвестиције. Погледајте године покривености, загарантоване циклусе и капацитет на крају гаранције.
Безбедност:Потражите сертификате (нпр.UL / ИЕЦстандарди). LFP се генерално сматра веома безбедним.
Цена:Размотрите почетне трошкове у односу на вредност током животног века ($/kWh ускладиштено током животног века).

Који је напон ПВ батерије?

Када се говори о фотонапонским батеријама, „напон“ није један фиксни број.Зависи од хемије батерије, начина на који су појединачне батеријске ћелије конфигурисане унутар пакета и укупних циљева дизајна система за складиштење соларне енергије. Ево шта треба да знате:

Номинални напон: Ово је референтни напон који се често користи за категоризацију батерија или система.

Системи нижег напона (историјски уобичајени):Традиционални системи ван мреже или мањи системи често су користили номиналне напоне попут 12V, 24V или 48V једносмерне струје. Оловне батерије су обично доступне у овим конфигурацијама напона. Неки модуларни литијум-јонски системи такође раде у51,2Vопсег, познат по својој релативној безбедности и компатибилности са многим инверторима ван мреже.

Системи вишег напона (модерни тренд):Већина модерних стамбених литијум-јонских батеријских система повезаних на мрежу ради на знатно вишим једносмерним напонима, често у распону од 200V до 800V, при чему је око 400V прилично уобичајено.

Напон ћелије у односу на напон система:

Појединачне батеријске ћелије имају много нижи напон (нпр. LiFePO4 ћелија је номинално 3,2 V).
Да би се постигао жељени напон система (као што је 48V или 400V), многе ћелије су повезане серијски (напони се сабирају) унутар батеријског модула или пакета. Паралелно повезивање модула повећава укупан капацитет (Ah/kWh), а напон остаје исти.

Зашто је напон важан?

Ефикасност:Системи вишег напона генерално имају мање губитке отпорне енергије у ожичењу за исту количину преноса снаге (Снага = Напон x Струја). То може значити нешто бољу укупну ефикасност система.
Трошкови ожичења:Виши напон омогућава мању струју, што значи да се између батерије и хибридног инвертора могу користити тање (и често јефтиније) бакарне жице.
Компатибилност са инвертором:Напон батерије мора бити компатибилан са опсегом улазног једносмерног напона повезаног хибридног инвертора. Високонапонске батерије се упарују са високонапонским инверторима иБатерије од 51,2 Vупарите се са инверторима од 51,2 В.
Безбедност и инсталација:Системи вишег напона (обично >60V једносмерне струје) захтевају строже безбедносне протоколе и процедуре руковања током инсталације и одржавања, често прописане електричним прописима. Њима треба да рукују само квалификовани стручњаци.

Који је напон исправан?

За модерне домове повезане на мрежу који траже ефикасно складиштење енергије и резервне копије,високонапонски (нпр. ~400V) литијум-јонски системисве су више стандард, добро се упарујући са ефикасним хибридним инверторима.
За мање примене ван мреже, камп-приколице или специфичне надоградње старих система, системи од 48V (и литијумске и оловно-киселе батерије) остају релевантни и широко подржани.
На крају крајева, специфични напон вашег PV батеријског система биће одређен дизајном произвођача и његовом компатибилношћу са изабраним инвертором и целокупном архитектуром система. Приликом поређења система, разумевање да ли је у питању „нисконапонски“ (обично 48 V) или „високонапонски“ систем помаже у процени његових карактеристика и компатибилности.

Погледајте чланак о високонапонским батеријама у односу на нисконапонске батерије.

Планирање ваше инвестиције: Кључна разматрања пре куповине

Улагање у систем фотонапонских батерија захтева пажљиво планирање:

Димензионисање вашег система:Немојте претерати или премало димензионисати. Величина батерије (kWh) зависи од ваше просечне дневне потрошње енергије, величине соларног система (kW), онога што желите да користите за резервно копирање током прекида напајања и ваших циљева (максимална уштеда у односу на основну резервну копију). Професионални инсталатер може вам помоћи да ово израчунате.
Разумевање трошкова:Узмите у обзир цену саме батерије, инвертора (ако се ради о надоградњи/хибриду), радне снаге потребне за инсталацију, потенцијалне надоградње електричних табли и дозволе. Питајте о укупним трошковима инсталације и потенцијалним дугорочним уштедама (повраћај инвестиције – ROI).
Проналажење квалификованих инсталатера:Ово је кључно за безбедност и перформансе. Потражите искусне, сертификоване инсталатере (нпр. NABCEP сертификат у САД) са добрим рецензијама и специфичним искуством у системима за складиштење батерија.
Гаранције су важне:Прочитајте ситна слова. Разумите трајање гаранције (у годинама), гаранцију животног века и проценат гарантованог капацитета на крају гаранције. Посебне гаранције често постоје за батерију, инвертор и израду инсталације.
Место инсталације и одржавање:Батерије захтевају одређене радне температуре и простор. Размотрите постављање (гаража, остава, напољу). Већина модерних литијум-јонских батерија захтева мало или нимало одржавања, за разлику од оловно-киселинских батерија са поплављеним мотором.
Сналажење у прописима и подстицајима:Проверите локалне грађевинске прописе, захтеве за међусобно повезивање комуналних услуга (дозвола за повезивање) и доступне финансијске подстицаје. Они могу значајно утицати на трошкове (нпр.Амерички федерални порески кредит за инвестиције у соларну енергију (ITC)често се односи на батерије напуњене соларном енергијом, плус државни/локални попусти).

Систем фотонапонских батерија у односу на стандардну соларну енергију повезану на мрежу: Која је разлика?

Често постављана питања (FAQ) о системима фотонапонских батерија

П1: Могу ли додати батерију свом постојећем соларном систему?

A: Да, често можете путем „AC спрезања“ где се батерија и њен сопствени инвертор додају поред ваше постојеће соларне инсталације. Компатибилност треба да провери стручњак. DC спрезање (дељење инвертора) може захтевати замену постојећег инвертора хибридним моделом.

П2: Колико дуго обично трају соларне батерије?

A: Животни век зависи од типа, употребе и услова. Модерне литијум-јонске (посебно LFP) батерије често имају гаранцију од 10-15 година или одређени број циклуса (нпр. 6.000-10.000 циклуса) и потенцијално могу трајати дуже. Оловне батерије обично трају 3-7 година.

П3: Колика је просечна цена кућног соларног система батерија?

A: Трошкови се значајно разликују у зависности од величине (kWh), марке, типа и сложености инсталације. Укључујући инсталацију, очекујте трошкове у распону од отприлике 800 до 1.500+ долара по kWh капацитета складиштења (од почетка 2024. године, проверите тренутне цене). Подстицаји могу значајно смањити ово.

П4: Да ли се соларна батерија исплати ако имам нето мерење?

A: Зависи. Ако су кредити за нето мерење великодушни (вредност 1:1), чиста корист од уштеде на рачуну може бити смањена. Међутим, батерије и даље обезбеђују резервно напајање, помажу у избегавању високих трошкова за време коришћења и повећавају сопствену потрошњу, што има вредност која превазилази кредите за нето мерење. Вредност понуде се повећава ако политике нето мерења постану мање повољне.

П5: Колико одржавања захтевају соларне батерије?

A: Модерне литијум-јонске батерије практично не захтевају одржавање. Оловне батерије (посебно оне са поплављеном водом) захтевају периодичне провере, чишћење и допуњавање дестилованом водом. Инсталатери могу дати савете о свим специфичним препорукама произвођача.

П6: Да ли су системи фотонапонских батерија безбедни?

A: Када их правилно инсталирају квалификовани стручњаци користећи сертификовану опрему (као што су батерије и инвертори са UL листе), PV батеријски системи су веома безбедни. Хемија литијум-гвожђе фосфата (LFP) је посебно позната по својој термичкој стабилности и безбедносном профилу. Правилна инсталација и придржавање прописа су кључни.

Закључак: Да ли је систем фотонапонских батерија прави избор за вас?

Систем фотонапонских батерија представља значајан корак ка контроли енергије, уштеди трошкова и отпорности. Чувањем бесплатне енергије коју генеришу ваши соларни панели, можете напајати свој дом дуго након заласка сунца, драстично смањити зависност од мреже и одржавати светла упаљеним током нестанка струје.

Иако је почетна инвестиција већа од стандардног соларног система, предности – посебно енергетска независност, значајне дугорочне уштеде (посебно са растућим трошковима комуналних услуга или стопама ТОУ) и непроцењива резервна енергија – чине га убедљивим избором за многе власнике кућа.

Процените своје обрасце потрошње енергије (Погледајте наш калкулатор за соларне батерије), вашу жељу за резервним напајањем, локалне цене и политике комуналних услуга и доступне подстицаје. Ако су вам приоритети максимизирање инвестиције у соларну енергију и обезбеђивање напајања вашег дома, систем фотонапонских батерија је вероватно одличан избор за вашу енергетску будућност.