Навіть у 2022 році фотоелектричні накопичувачі залишатимуться найгарячішою темою, а резервне копіювання енергії в житлових приміщеннях – це сегмент сонячної енергетики, який найшвидше розвивається, створюючи нові ринки та можливості для розширення модернізації сонячних батарей для будинків та підприємств великого та малого бізнесу по всьому світу.Резервне живлення від батареї для домує критично важливим для будь-якого сонячного будинку, особливо у разі шторму чи іншої надзвичайної ситуації. Замість того, щоб експортувати надлишкову сонячну енергію в мережу, як щодо того, щоб зберігати її в батареях для надзвичайних ситуацій? Але як накопичена сонячна енергія може бути прибутковою? Ми розповімо вам про вартість та прибутковість домашньої системи акумуляторного зберігання енергії та окреслимо ключові моменти, які слід враховувати під час придбання правильної системи зберігання. Що таке система зберігання енергії в житлових батареях? Як вона працює? Система акумуляторного зберігання енергії або фотоелектрична система зберігання енергії для дому є корисним доповненням до фотоелектричної системи, що дозволяє скористатися перевагами сонячної системи, і відіграватиме дедалі важливішу роль у прискоренні заміни викопного палива відновлюваною енергією. Домашня сонячна батарея накопичує електроенергію, вироблену сонячною енергією, і передає її оператору в потрібний час. Резервне живлення від батареї є екологічно чистою та економічно ефективною альтернативою газовим генераторам. Ті, хто використовує фотоелектричну систему для самостійного виробництва електроенергії, швидко досягають її меж. Опівдні система постачає багато сонячної енергії, тільки тоді вдома нікому не користуватися нею. Увечері ж електроенергії потрібно багато, але тоді сонце вже не світить. Щоб компенсувати цей дефіцит, значно дорожчу електроенергію купують у оператора мережі. 
У цій ситуації резервне живлення від батарей для житлових приміщень майже неминуче. Це означає, що невикористана електроенергія за день доступна ввечері та вночі. Таким чином, власне вироблена електроенергія доступна цілодобово та незалежно від погоди. Таким чином, використання власної сонячної енергії збільшується до 80%. Ступінь самозабезпечення, тобто частка споживання електроенергії, яка покривається сонячною системою, збільшується до 60%. Резервний акумулятор для житлового будинку набагато менший за холодильник і може бути встановлений на стіні в підсобному приміщенні. Сучасні системи зберігання енергії містять багато інтелекту, які можуть використовувати прогнози погоди та алгоритми самонавчання, щоб максимально знизити споживання електроенергії домогосподарством. Досягти енергонезалежності ще ніколи не було так просто, навіть якщо будинок залишається підключеним до мережі. Чи варто купувати домашню систему акумуляторного зберігання? Від яких факторів залежить? Для того, щоб будинок на сонячній енергії працював під час відключень електроенергії, а також вночі, необхідні акумуляторні батареї для житла. Крім того, сонячні батареї покращують економіку системи, зберігаючи сонячну електроенергію, яка в іншому випадку поверталася б назад у мережу зі збитками, лише для перерозподілу цієї електроенергії в ті часи, коли вона найдорожча. Акумуляторні батареї для житла захищають власника сонячної енергії від збоїв у мережі та захищають економіку системи від змін у цінах на енергоносії. Чи варто в це інвестувати, залежить від кількох факторів: Рівень інвестиційних витрат. Чим нижча вартість кіловат-години потужності, тим швидше система зберігання окупиться. Тривалість життясонячна батарея для дому У галузі зазвичай надається 10-річна гарантія виробника. Однак передбачається довший термін служби. Більшість домашніх сонячних батарей з літій-іонною технологією надійно працюють щонайменше 20 років. Частка власного споживання електроенергії Чим більше сонячне накопичення енергії збільшує власне споживання, тим більша ймовірність того, що воно буде вигідним. Вартість електроенергії при покупці з мережі Коли ціни на електроенергію високі, власники фотоелектричних систем заощаджують, споживаючи електроенергію, вироблену власними силами. Очікується, що в найближчі кілька років ціни на електроенергію продовжуватимуть зростати, тому багато хто вважає сонячні батареї розумною інвестицією. Тарифи на підключення до мережі Чим менше власники сонячних систем отримують за кіловат-годину, тим більше їм вигідно зберігати електроенергію, а не подавати її в мережу. Протягом останніх 20 років тарифи на підключення до мережі неухильно знижувалися і продовжуватимуть знижуватися. Які типи домашніх систем накопичення енергії в акумуляторах доступні? Системи резервного живлення від домашніх акумуляторів пропонують численні переваги, включаючи стійкість, економію коштів та децентралізоване виробництво електроенергії (також відомі як «розподілені домашні енергетичні системи»). Тож які ж категорії домашніх сонячних батарей існують? Як нам слід вибирати? Функціональна класифікація за функцією резервного копіювання: 1. Домашній блок живлення ДБЖ Це промислова послуга резервного живлення, яка зазвичай потрібна лікарням, кімнатам обробки даних, урядовим установам або військовим компаніям для безперервної роботи їхніх важливих та чутливих пристроїв. Завдяки домашньому джерелу живлення ДБЖ світло у вашому будинку може навіть не мерехтіти, якщо електромережа вийде з ладу. Більшість домогосподарств не потребують або не планують платити за такий рівень надійності, якщо тільки у вашому домі не використовується важливе клінічне обладнання. 2. Джерело «безперебійного» живлення (резервне живлення всього будинку). Наступний крок у порівнянні з ДБЖ – це те, що ми називаємо «джерелом безперебійного живлення» або ІПС. ІПС дозволить всьому вашому будинку продовжувати працювати від сонячної енергії та батарей у разі відключення електроенергії, але ви відчуєте короткий період (кілька секунд), коли все у вашому будинку стане чорним або сірим, коли резервна система включить обладнання. Можливо, вам доведеться скинути миготливі електронні годинники, але крім цього ви зможете користуватися всіма своїми побутовими приладами, як зазвичай, доки ваші батареї розряджаються. 3. Аварійне електропостачання (часткове резервне). Деякі функції резервного живлення працюють шляхом активації аварійного кола, коли виявляють, що напруга в мережі знизилася. Це дозволить побутовим приладам, підключеним до цього кола, – зазвичай холодильникам, освітленню, а також кільком спеціалізованим розеткам – продовжувати працювати від батарей та/або фотоелектричних панелей протягом періоду відключення електроенергії. Такий тип резервного живлення, ймовірно, є одним з найпопулярніших, найрозумніших та найбюджетніших варіантів для будинків у всьому світі, оскільки живлення всього будинку від акумуляторної батареї швидко їх розрядить. 4. Частково автономна сонячна система та система зберігання енергії. Останній варіант, який може привернути увагу, – це «частково автономна система». Концепція частково автономної системи полягає у створенні окремої «автономної» зони будинку, яка постійно працює на сонячній та акумуляторній системі, достатньо великій, щоб підтримувати свою роботу без споживання енергії з мережі. Таким чином, необхідні сімейні речі (холодильники, освітлення тощо) залишаються увімкненими, навіть якщо мережа вийде з ладу, без будь-яких перебоїв. Крім того, оскільки сонячні панелі та батареї розраховані на вічну автономну роботу без мережі, не буде потреби розподіляти енергоспоживання, якщо до автономного кола не будуть підключені додаткові пристрої. Класифікація з технології хімії акумуляторів: Свинцево-кислотні акумулятори як резервний акумулятор для житлових приміщень 
Свинцево-кислотні акумуляториє найстарішими акумуляторними батареями та найдешевшими батареями для зберігання енергії, доступними на ринку. Вони з'явилися на початку минулого століття, у 1900-х роках, і донині залишаються найкращими батареями в багатьох застосуваннях завдяки своїй надійності та низькій вартості. Їхніми основними недоліками є низька щільність енергії (вони важкі та громіздкі) та короткий термін служби, оскільки вони не витримують великої кількості циклів заряджання та розряджання, свинцево-кислотні акумулятори потребують регулярного обслуговування для балансування хімічного складу в акумуляторі, тому їх характеристики роблять їх непридатними для розряду середньої та високої частоти або застосувань, що тривають 10 років і більше. Вони також мають недолік – низьку глибину розряду, яка зазвичай обмежується 80% в екстремальних випадках або 20% у звичайному режимі роботи, що забезпечує триваліший термін служби. Надмірний розряд погіршує стан електродів акумулятора, що знижує його здатність накопичувати енергію та обмежує термін його служби. Свинцево-кислотні акумулятори потребують постійної підтримки рівня заряду та завжди повинні зберігатися на максимальному рівні заряду за допомогою методу флотації (підтримка заряду невеликим електричним струмом, достатнім для скасування ефекту саморозряду). Ці акумулятори доступні в кількох версіях. Найпоширенішими є вентильовані акумулятори, які використовують рідкий електроліт, гелеві акумулятори з клапанним регулюванням (VRLA) та акумулятори з електролітом, вбудованим у скловолокнистий мат (відомий як AGM – абсорбуючий скловолокнистий мат), які мають проміжну продуктивність та знижену вартість порівняно з гелевими акумуляторами. Акумулятори з клапанним регулюванням практично герметичні, що запобігає витоку та висиханню електроліту. Клапан виконує функцію вивільнення газів у ситуаціях перезаряду. Деякі свинцево-кислотні акумулятори розроблені для стаціонарного промислового застосування та можуть витримувати глибші цикли розряду. Існує також сучасніший варіант – свинцево-вуглецеві акумулятори. Вуглецеві матеріали, додані до електродів, забезпечують вищі струми заряду та розряду, вищу щільність енергії та довший термін служби. Одна з переваг свинцево-кислотних акумуляторів (у будь-якій з їх варіацій) полягає в тому, що вони не потребують складної системи керування зарядом (як у випадку з літієвими акумуляторами, що ми розглянемо далі). Свинцеві акумулятори набагато рідше спалахують та вибухають при перезарядженні, оскільки їхній електроліт не є легкозаймистим, як у літієвих акумуляторів. Також невелике перезаряджання не є небезпечним для цих типів акумуляторів. Навіть деякі контролери заряду мають функцію вирівнювання, яка трохи перезаряджає акумулятор або блок акумуляторів, змушуючи всі акумулятори досягати повністю зарядженого стану. Під час процесу вирівнювання напруга акумуляторів, які зрештою повністю зарядяться раніше за інших, буде дещо підвищена без ризику, тоді як струм протікає нормально через послідовне з'єднання елементів. Таким чином, можна сказати, що свинцеві акумулятори мають здатність до природного вирівнювання, і невеликий дисбаланс між акумуляторами одного акумулятора або між акумуляторами одного блоку не становить ризику. Продуктивність:ККД свинцево-кислотних акумуляторів значно нижчий, ніж у літієвих акумуляторів. Хоча ККД залежить від швидкості заряджання, зазвичай вважається, що ККД повного заряду становить 85%. Місткість сховища:Свинцево-кислотні акумулятори бувають різних напруг і розмірів, але важать у 2-3 рази більше на кВт⋅год, ніж літій-залізофосфатні, залежно від якості акумулятора. Вартість акумулятора:Свинцево-кислотні акумулятори на 75% дешевші за літій-залізофосфатні акумулятори, але нехай вас не обманює низька ціна. Ці акумулятори не можна швидко заряджати або розряджати, вони мають набагато коротший термін служби, не мають захисної системи керування акумулятором, а також можуть вимагати щотижневого обслуговування. Це призводить до загальної вищої вартості циклу, ніж це розумно для зменшення витрат на електроенергію або підтримки потужних приладів. Літієві батареї як резервне живлення для житлових приміщень 
Наразі найуспішнішими комерційно вигідними акумуляторами є літій-іонні акумулятори. Після застосування літій-іонної технології в портативних електронних пристроях вона потрапила в галузі промислового застосування, енергетичних систем, фотоелектричних накопичувачів енергії та електромобілів. Літій-іонні акумуляториперевершують багато інших типів акумуляторних батарей за багатьма аспектами, включаючи ємність накопичення енергії, кількість робочих циклів, швидкість заряджання та економічну ефективність. Наразі єдиною проблемою є безпека, легкозаймисті електроліти можуть спалахнути за високих температур, що вимагає використання електронних систем керування та моніторингу. Літій є найлегшим з усіх металів, має найвищий електрохімічний потенціал і пропонує вищу об'ємну та масову щільність енергії, ніж інші відомі технології акумуляторів. Літій-іонна технологія дозволила стимулювати використання систем накопичення енергії, головним чином пов'язаних з періодичними відновлюваними джерелами енергії (сонячною та вітровою), а також сприяла впровадженню електромобілів. Літій-іонні акумулятори, що використовуються в енергосистемах та електромобілях, є рідинного типу. Ці акумулятори використовують традиційну структуру електрохімічного акумулятора з двома електродами, зануреними в розчин рідкого електроліту. Сепаратори (пористі ізоляційні матеріали) використовуються для механічного розділення електродів, забезпечуючи при цьому вільний рух іонів через рідкий електроліт. Головною особливістю електроліту є забезпечення провідності іонного струму (утвореного іонами, які є атомами з надлишком або нестачею електронів), водночас не пропускаючи електронів (як це відбувається в провідних матеріалах). Обмін іонами між позитивним і негативним електродами є основою функціонування електрохімічних батарей. Дослідження літієвих батарей можна простежити з 1970-х років, а технологія дозріла та почала комерційне використання приблизно в 1990-х роках. Літій-полімерні акумулятори (з полімерними електролітами) зараз використовуються в телефонах, комп'ютерах та різних мобільних пристроях, замінюючи старі нікель-кадмієві акумулятори, основною проблемою яких є «ефект пам'яті», що поступово зменшує ємність акумулятора. Це відбувається, коли акумулятор заряджається до того, як він повністю розрядиться. Порівняно зі старими нікель-кадмієвими акумуляторами, особливо свинцево-кислотними, літій-іонні акумулятори мають вищу щільність енергії (зберігають більше енергії на об'єм), нижчий коефіцієнт саморозряду та можуть витримувати більшу кількість циклів заряджання та розряджання, що означає тривалий термін служби. Приблизно на початку 2000-х років літієві акумулятори почали використовуватися в автомобільній промисловості. Близько 2010 року літій-іонні акумулятори викликали інтерес до накопичення електроенергії в побутових цілях.великомасштабні системи накопичення енергії (ESS), головним чином через зростання використання джерел енергії в усьому світі. Періодична відновлювана енергія (сонячна та вітрова). Літій-іонні акумулятори можуть мати різні характеристики, термін служби та вартість залежно від способу їх виготовлення. Було запропоновано кілька матеріалів, головним чином для електродів. Зазвичай літієва батарея складається з металевого електрода на основі літію, який утворює позитивний вивід батареї, та вугільного (графітового) електрода, який утворює негативний вивід. Залежно від використовуваної технології, електроди на основі літію можуть мати різну структуру. Найпоширеніші матеріали для виготовлення літієвих акумуляторів та основні характеристики цих акумуляторів такі: Оксиди літію та кобальту (LCO):Висока питома енергія (Вт·год/кг), хороша ємність зберігання та задовільний термін служби (кількість циклів), підходить для електронних пристроїв, недоліком є мала питома потужність (Вт/кг), що знижує швидкість завантаження та розвантаження; Оксиди літію та марганцю (LMO):дозволяють високі струми заряду та розряду з низькою питомою енергією (Вт·год/кг), що зменшує ємність накопичувача; Літій, нікель, марганець та кобальт (NMC):Поєднує властивості акумуляторів LCO та LMO. Крім того, наявність нікелю у складі допомагає збільшити питому енергію, забезпечуючи більшу ємність зберігання. Нікель, марганець та кобальт можна використовувати в різних пропорціях (для підтримки одного чи іншого) залежно від типу застосування. Загалом, результатом такої комбінації є акумулятор з хорошою продуктивністю, хорошою ємністю зберігання, тривалим терміном служби та низькою вартістю. Літій, нікель, марганець та кобальт (NMC):Поєднує в собі характеристики акумуляторів LCO та LMO. Крім того, наявність нікелю у складі допомагає підвищити питому енергію, забезпечуючи більшу ємність накопичення енергії. Нікель, марганець та кобальт можна використовувати в різних пропорціях, залежно від типу застосування (для покращення тієї чи іншої характеристики). Загалом, результатом такої комбінації є акумулятор з хорошою продуктивністю, хорошою ємністю накопичення, добрим терміном служби та помірною вартістю. Цей тип акумулятора широко використовується в електромобілях, а також підходить для стаціонарних систем накопичення енергії; Літій-залізофосфат (ЛЗФ):Комбінація LFP забезпечує акумуляторам хороші динамічні характеристики (швидкість заряду та розряду), подовжений термін служби та підвищену безпеку завдяки добрій термостабільності. Відсутність нікелю та кобальту в їхньому складі знижує вартість та підвищує доступність цих акумуляторів для масового виробництва. Хоча їхня ємність не є найвищою, вони були прийняті виробниками електромобілів та систем накопичення енергії завдяки численним переважним характеристикам, особливо низькій вартості та високій надійності; Літій та титан (LTO):Назва стосується акумуляторів, в одному з електродів яких замінено вуглець, міститься титан і літій, тоді як другий електрод такий самий, як і в інших типах акумуляторів (наприклад, NMC – літій, марганець і кобальт). Незважаючи на низьку питому енергію (що призводить до зменшення ємності акумулятора), така комбінація має хороші динамічні характеристики, добру безпеку та значно збільшений термін служби. Акумулятори цього типу можуть витримувати понад 10 000 робочих циклів при 100% глибині розряду, тоді як інші типи літієвих акумуляторів витримують близько 2000 циклів. LiFePO4-акумулятори перевершують свинцево-кислотні акумулятори завдяки надзвичайно високій циклічній стабільності, максимальній щільності енергії та мінімальній вазі. Якщо акумулятор регулярно розряджати з 50% глибини розряду, а потім повністю заряджати, LiFePO4-акумулятор може виконати до 6500 циклів зарядки. Тож додаткові інвестиції окупляться в довгостроковій перспективі, а співвідношення ціна/продуктивність залишається неперевершеним. Вони є кращим вибором для безперервного використання як сонячні батареї. Продуктивність:Заряджання та розряджання акумулятора має загальну ефективність циклу 98%, а також швидко заряджається та розряджається за час менше 2 годин – і навіть швидше для скороченого терміну служби. Місткість сховищаЛітій-залізо-фосфатні акумуляторні блоки можуть мати ємність понад 18 кВт⋅год, що дозволяє їм займати менше місця та важити менше, ніж свинцево-кислотні акумулятори такої ж ємності. Вартість акумулятораЛітій-залізофосфатні акумулятори, як правило, коштують дорожче, ніж свинцево-кислотні, але зазвичай мають нижчу вартість циклу розрядки/розрядки завдяки більшому терміну служби.
Новини
