Baterie fotowoltaiczne to urządzenia magazynujące energię, które przechowują nadmiar energii produkowanej przez systemy fotowoltaiczne. Mogą one szybko się rozładowywać i dostarczać więcej prądu niż źródło ładowania, a także mogą pracować nieregularnie. Z tego powodu są niezbędnym elementem systemów PV. Czytaj dalej, aby dowiedzieć się więcej o akumulatorach fotowoltaicznych i o tym, jak mogą one przynieść korzyści Twojemu systemowi energii słonecznej.

Artykuł poniżej jest wynikiem inspirującej współpracy z m4b.org.pl

Korzyści z akumulatorów fotowoltaicznych

Posiadanie akumulatorów fotowoltaicznych w domu może zapewnić spokój i pomóc w zmniejszeniu zależności od sieci energetycznej. Można mieć prąd na żądanie w godzinach pozaszczytowych i wykorzystać zmagazynowaną energię do uzupełnienia potrzeb energetycznych domu. Ponadto, będziesz w stanie wykorzystać energię słoneczną do zasilania urządzeń takich jak lodówka i zamrażarka, uruchomić komputer i naładować małe ekrany swojej rodziny. Jednak zapotrzebowanie na energię elektryczną i dostępność światła słonecznego nie zawsze się pokrywają i może się okazać, że będziesz musiał korzystać z energii w nocy lub podczas deszczowego dnia.

Oprócz tego, zainstalowanie systemu baterii pomoże Ci uzyskać federalny kredyt podatkowy. W zależności od tego, gdzie mieszkasz i jak zaprojektowany jest Twój system solarny, możesz otrzymać do 30% ulgi podatkowej na baterie słoneczne. Kredyty te mogą być przenoszone do pięciu lat. Ponadto firmy wykorzystujące energię słoneczną i baterie mogą skorzystać z przyspieszonej amortyzacji kosztów instalacji.

Baterie słoneczne mogą pomóc przedsiębiorstwom zmniejszyć zależność od sieci energetycznej i obniżyć koszty operacyjne. Baterie te mogą być ładowane tysiące razy i nie wymagają konserwacji. Są również objęte gwarancją i mogą działać przez dziesięć do dwunastu lat. W ciągu ostatniej dekady koszt akumulatorów spadł o 85%.

W przeciwieństwie do akumulatorów kwasowo-ołowiowych, akumulatory litowo-jonowe mają dłuższą żywotność i mogą być rozładowywane w szybszym tempie. Są też tańsze od akumulatorów kwasowo-ołowiowych, ale ich mniejsza pojemność i krótsza żywotność sprawiają, że nie nadają się do użytku domowego. Dodatkowo komplikują proces instalacji.

Rodzaje baterii słonecznych

Na rynku dostępnych jest wiele różnych rodzajów baterii słonecznych. Jednym z najbardziej popularnych typów jest litowo-jonowy, który jest znany z wysokiego prądu znamionowego i wysokiej trwałości cyklu. Ten typ baterii słonecznej może być ładowany i rozładowywany z dużą prędkością i może zapewnić Ci dużo więcej energii z paneli słonecznych. Innym rodzajem baterii słonecznej jest bateria litowo-żelazowa (LiFePO4). Ten typ baterii słonecznej wymaga niewielkiej konserwacji i jest całkowicie bezpieczny w użyciu.

Istnieje kilka rodzajów baterii słonecznych, a każdy typ ma inne wady i zalety. Na przykład zalane baterie ołowiowe wymagają odpowiedniej wentylacji, aby pozostać efektywnymi, podczas gdy baterie litowo-jonowe są bardziej odpowiednie dla chłodniejszych i cieplejszych temperatur. Jednak oba rodzaje są podatne na odgazowanie i oba rodzaje są podatne na uszkodzenia, jeśli są narażone na wysokie temperatury.

Zazwyczaj bateria słoneczna ma pojemność około 10 kWh. Im większa pojemność, tym więcej energii może ona zmagazynować. Pojemność ta jest ważna, ponieważ im wyższa DoD, tym dłużej bateria będzie działać i dostarczać energię. Ponadto wyższy DoD zapewni, że uzyskasz największą wartość z jego pojemności.

Wybierając baterię słoneczną, należy sprawdzić jej żywotność i gwarancję. Typowa bateria będzie działać przez okres od pięciu do piętnastu lat. W zależności od marki i modelu, możesz również szukać gwarancji na produkt. Pamiętaj, że baterie słoneczne mogą być kosztownymi inwestycjami, więc zawsze powinieneś sprawdzić jej kartę gwarancyjną przed zakupem.

Bateria słoneczna to przydatny element wyposażenia, który należy mieć w swoim systemie zasilania słonecznego off-grid. Magazynuje on energię elektryczną pochodzącą z energii słonecznej, a następnie wysyła ją z powrotem do sieci, gdy jest w pełni naładowany. Jeśli się skończy, zacznie ładować się ponownie. Jeśli masz zapasowy generator, możesz również kupić baterię słoneczną, która ma monitor wydajności.

Baterie słoneczne są bardzo trwałe i oferują dużą pojemność energetyczną. Baterie litowo-jonowe również działają przez długi czas. Wymagają mniejszej konserwacji, ale trzeba je regularnie uzupełniać wodą.

Baterie litowo-jonowe

W dziedzinie baterii litowo-jonowych dokonano wielu istotnych postępów, w tym zwiększono ich poręczność i radykalnie obniżono ceny. W 1990 roku pojedynczy akumulator litowo-jonowy do użytku domowego kosztował ponad 75 000 dolarów i ważył więcej niż beczka piwa. Obecnie 40-kilogramowy akumulator Li-ion waży mniej niż dwa kilogramy.

Baterie Li-ion odgrywają kluczową rolę w rewolucji pojazdów elektrycznych, umożliwiając producentom pojazdów zastąpienie silników spalinowych bateriami. Światowi producenci samochodów planują wprowadzić na rynek 100 czysto elektrycznych modeli pojazdów do 2024 roku, a zapotrzebowanie na akumulatory Li-ion ma osiągnąć 2 000 GWh do 2030 roku. Podczas gdy komercyjne i osobowe pojazdy elektryczne są najczęstszymi zastosowaniami akumulatorów Li-ion, są one również coraz częściej wykorzystywane w stacjonarnych magazynach energii.

Akumulatory Li-ion są istotnym elementem gospodarki wolnej od kopalin. Bezpiecznie magazynują energię do użytku mobilnego i stacjonarnego, zapewniając stabilny i nieprzerwany przepływ energii. Baterie litowo-jonowe są niezbędne dla zrównoważonej przyszłości, a rządy i organizacje międzynarodowe powinny zrobić wszystko, co w ich mocy, aby promować ich rozwój i przyjęcie.

Baterie litowo-jonowe mają niski współczynnik samorozładowania i mogą być ładowane przez regulator napięcia. Akumulatory te mają również długą żywotność i są bardzo wytrzymałe. Są jednak droższe niż akumulatory kwasowo-ołowiowe i mogą wymagać obwodu ochronnego, aby uniknąć przeładowania.

Akumulatory litowo-jonowe są bardziej energooszczędne niż akumulatory kwasowo-ołowiowe. Ponadto mogą być ładowane przez słońce, co czyni je idealnymi do przerywanego wykorzystania energii słonecznej. Litowo-jonowe baterie słoneczne są również znacznie bezpieczniejsze i wymagają mniejszej konserwacji niż ich ołowiowo-kwasowe odpowiedniki.

System ładowania

System ładowania akumulatorów fotowoltaicznych jest kluczowym elementem systemu PV. System ten steruje przepływem energii z matrycy PV do akumulatorów. Prąd ładowania zmienia się w zależności od stanu naładowania akumulatorów. Kontroler reguluje prąd ładowania, zapewniając, że akumulatory nie zostaną przeładowane. Kontrolery ładowania zapobiegają również odwrotnemu przepływowi prądu, który może rozładować akumulatory podczas niskiego natężenia promieniowania słonecznego i w nocy.

Istnieją różne rodzaje kontrolerów ładowania dla systemów PV. Pierwszym i najprostszym typem jest bocznikowy kontroler ładowania. Kontroler ładowania typu shunt wykorzystuje zwarcie pomiędzy matrycą PV a akumulatorem. Jest on niedrogi i niezawodny, i jest idealny dla małych systemów PV typu off-grid.

Większość systemów PV stosuje wielostopniowy schemat ładowania baterii akumulatorów. Kontroler zawiera również zabezpieczenie przed prądem wstecznym i odłącznik niskiego napięcia, który wyłącza podłączone obciążenie, gdy napięcie akumulatora jest niskie. Wiele kontrolerów jest konfigurowalnych i pozwala użytkownikowi na ustawienie napięcia i stanu naładowania banku akumulatorów. Niektóre kontrolery ładowania słonecznego wyświetlają również ilość energii elektrycznej, jaką bank akumulatorów otrzymuje z panelu słonecznego.

Niektóre kontrolery ładowania posiadają również tryb PWM, który jest metodą ładowania typu float. Kontrolery wysyłają krótkie impulsy ładowania w zależności od stanu akumulatora. Kontroler stale monitoruje stan akumulatora i kontroluje szerokość każdego impulsu, aby zapewnić, że akumulator nie zostanie przeładowany. Dla w pełni naładowanych akumulatorów kontrolery mogą wysyłać tylko krótkie impulsy co kilka sekund, podczas gdy te, które są rozładowane mogą otrzymywać długie impulsy.

Kontroler ładowania śledzący MPP ma wyższy współczynnik sprawności niż prosty kontroler ładowania. Kontrolery ładowania śledzące MPP wymagają jednak starannego zaprojektowania i kosztują więcej. Są one jednak w stanie osiągnąć wzrost sprawności nawet o 30%. Jednak te zyski są zwykle niewielkie i zależą od napięcia matrycy PV i napięcia akumulatora.

Panele PV pracują najlepiej, gdy temperatura jest niższa, więc należy unikać ich używania w cieplejszych miesiącach. Przy 110 stopniach, 100-watowy panel słoneczny będzie produkował tylko osiemdziesiąt procent swojej mocy. Z pomocą kontrolera ładowania, wyjście panelu słonecznego jest regulowany do produkcji energii elektrycznej między szesnaście i dwadzieścia woltów. Kontroler ładowania reguluje napięcie na podstawie stanu naładowania akumulatora i trybu pracy kontrolera.