Jak kupić najlepszy magazyn baterii słonecznych?

Domowe przechowywanie baterii to gorący temat dla świadomych energetycznie konsumentów. Jeśli masz panele słoneczne na dachu, istnieje oczywista korzyść z przechowywania niewykorzystanej energii elektrycznej w baterii do wykorzystania w nocy lub w dni o słabym nasłonecznieniu. Ale jak działają te baterie i co musisz wiedzieć przed ich zainstalowaniem?

Na tej stronie:

• Przechowywanie baterii słonecznych
• Podłączone do sieci vs poza siecią
• Co dzieje się w przypadku zaciemnienia?
• Specyfikacja baterii
• Rodzaje baterii
• Jak długo działają baterie słoneczne?
• Czy baterie słoneczne są tego warte?
• Koszty baterii słonecznych
• Terminologia

Przechowywanie baterii słonecznych

Koncepcja przechowywania baterii w domu nie jest nowa. Wytwarzanie poza siecią fotowoltaiczną (PV) i wiatrową na odległych nieruchomościach od dawna wykorzystuje magazynowanie baterii do przechwytywania niewykorzystanej energii elektrycznej do późniejszego wykorzystania. Bardzo możliwe, że w ciągu najbliższych pięciu do dziesięciu lat większość domów z panelami słonecznymi będzie miała również system baterii.

Bateria przechwytuje niewykorzystaną energię słoneczną generowaną w ciągu dnia, do późniejszego wykorzystania w nocy i w dni o słabym nasłonecznieniu. Coraz większą popularnością cieszą się instalacje z bateriami. Jest prawdziwy pociąg do bycia jak najbardziej niezależnym od sieci; dla większości ludzi jest to nie tylko decyzja ekonomiczna, ale także środowiskowa, a dla niektórych wyraz chęci uniezależnienia się od firm energetycznych.

Jeśli twój panel słoneczny i bateria są wystarczająco duże, możesz w znacznym stopniu zasilać swój dom energią słoneczną. Korzystanie z energii elektrycznej z baterii może być tańsze w przeliczeniu na kilowatogodzinę (patrz Terminologia) niż korzystanie z energii elektrycznej z sieci, w zależności od pory dnia i taryf energii elektrycznej w Twojej okolicy.

Zobacz niektóre z naszych innych artykułów na temat baterii domowych:

• Wyniki testu dla 18 baterii słonecznych
• Studium przypadku pierwszego australijskiego domu, w którym zainstalowano baterię Tesla Powerwall

Istnieją cztery główne sposoby przygotowania domu do zasilania energią elektryczną.

Podłączony do sieci (bez energii słonecznej)

Najbardziej podstawowa konfiguracja, w której cała energia elektryczna pochodzi z głównej sieci. W domu nie ma paneli słonecznych ani baterii.

Solar podłączony do sieci (bez baterii)

Najbardziej typowa konfiguracja dla domów z panelami słonecznymi. Panele słoneczne dostarczają energię w ciągu dnia, a dom na ogół korzysta z tej energii w pierwszej kolejności, uciekając się do moc sieci dla dodatkowej energii elektrycznej potrzebnej w dni o słabym nasłonecznieniu, w nocy oraz w okresach dużej mocy stosowanie.

Podłączona do sieci energia słoneczna + bateria (inaczej systemy „hybrydowe”)

Mają one panele słoneczne, baterię, falownik hybrydowy (lub ewentualnie kilka falowników) oraz połączenie z główną siecią elektryczną. Panele słoneczne dostarczają energię w ciągu dnia, a dom zazwyczaj najpierw korzysta z energii słonecznej, wykorzystując nadmiar energii do ładowania baterii. W okresach dużego zużycia energii lub w nocy i w dni o słabym nasłonecznieniu dom czerpie energię z akumulatora, a w ostateczności z sieci.

Aby uzyskać więcej informacji na temat różnych typów falowników, sposobu ich działania oraz ich zalet i wad, zobacz nasze przewodnik po zakupie falownika słonecznego.

Poza siecią

Ten system nie ma połączenia z główną siecią elektryczną. Cała energia w domu pochodzi z paneli słonecznych i prawdopodobnie z innych rodzajów wytwarzania energii, takich jak wiatr. Akumulator jest głównym źródłem zasilania w nocy oraz w dni o słabym nasłonecznieniu. Ostatnim zapasem jest zwykle generator zasilany olejem napędowym, który może również zadziałać, gdy nagle pojawi się duże zapotrzebowanie na moc (na przykład podczas uruchamiania pompy).

Systemy off-grid są zwykle znacznie bardziej złożone i droższe niż systemy podłączone do sieci. Potrzebują większej pojemności słonecznej i baterii niż typowy system podłączony do sieci, a także mogą potrzebować falowników zdolnych do wyższych obciążeń, aby sprostać szczytowym wymaganiom. Domy pozbawione sieci muszą być szczególnie energooszczędne, a zapotrzebowanie na obciążenie musi być dobrze zarządzane przez cały dzień.

Systemy poza siecią mają zwykle sens tylko w przypadku odległych nieruchomości, w których połączenie z siecią nie jest dostępne lub byłoby zbyt drogie w instalacji.

W przypadku większości systemów podłączonych do sieci posiadanie baterii niekoniecznie zapewnia ochronę w przypadku awarii zasilania. Nadal możesz tracić energię w domu, mimo że panele słoneczne wytwarzają energię i naładowany akumulator jest gotowy i czeka. Dzieje się tak, ponieważ systemy podłączone do sieci mają coś, co jest znane jako „ochrona przed wyspami”. Podczas zaciemnienia sieć i wszyscy inżynierowie pracujący na liniach muszą być chronieni przed „wyspami” wytwarzania energii elektrycznej (takimi jak panele słoneczne) nieoczekiwanie pompującym energię do linii. W przypadku większości systemów fotowoltaicznych najprostszym sposobem zapewnienia ochrony przed wyspą jest całkowite wyłączenie. Tak więc, gdy wykryje zanik sieci, twój system fotowoltaiczny wyłącza się i nie masz w ogóle zasilania w gospodarstwie domowym.

Bardziej wyrafinowane inwertery mogą zapewnić ochronę przed wyspą podczas zaciemnienia, ale nadal zapewniają działanie paneli słonecznych i baterii, aby dom miał trochę energii. Ale spodziewaj się, że za taki system zapłacisz trochę więcej, ponieważ sprzęt jest droższy i możesz potrzebujesz więcej energii słonecznej i baterii, niż myślisz, aby uruchomić dom przez kilka godzin w ciągu zaciemnienie. W takiej sytuacji możesz zezwolić na działanie tylko krytycznych obwodów domowych, takich jak lodówka i oświetlenie. To może wymagać dodatkowych prac związanych z okablowaniem.

Są to kluczowe specyfikacje techniczne baterii domowej.

Pojemność

Ile energii może zmagazynować bateria, zwykle mierzone w kilowatogodzinach (kWh). ten Wydajność nominalna to całkowita ilość energii, jaką może pomieścić bateria; ten użyteczna pojemność tyle z tego można faktycznie wykorzystać, po uwzględnieniu głębokości rozładowania.

Głębokość rozładowania (DoD)

Wyrażona w procentach ilość energii, którą można bezpiecznie wykorzystać bez przyspieszania degradacji baterii. Większość typów baterii musi przez cały czas utrzymywać pewien poziom naładowania, aby uniknąć uszkodzenia. Baterie litowe można bezpiecznie rozładowywać do około 80-90% ich pojemności nominalnej. Akumulatory kwasowo-ołowiowe mogą być zazwyczaj rozładowane do około 50-60%, podczas gdy akumulatory przepływowe mogą być rozładowane w 100%.

Moc

Ile mocy (w kilowatach) może dostarczyć akumulator. ten moc maksymalna/szczytowa to maksimum, jakie bateria może dostarczyć w danym momencie, ale ten przypływ energii może zwykle trwać tylko przez krótkie okresy. Moc ciągła to ilość energii dostarczanej, gdy bateria jest wystarczająco naładowana.

Efektywność

Ile baterii faktycznie będzie przechowywać i rozładowywać na każdą kWh załadowanej energii. Zawsze są jakieś straty, ale bateria litowa powinna być wydajna w ponad 90%.

Całkowita liczba cykli ładowania/rozładowania

Nazywany również cyklem życia, jest to liczba cykli ładowania i rozładowania, które może wykonać bateria, zanim uzna się, że osiągnie koniec swojej żywotności. Różni producenci mogą oceniać to na różne sposoby. Baterie litowe mogą zwykle działać przez kilka tysięcy cykli.

Żywotność (lata lub cykle)

Oczekiwaną żywotność baterii (i jej gwarancji) można oszacować w cyklach (patrz powyżej) lub latach (co jest ogólnie oszacowane na podstawie oczekiwanego typowego użytkowania baterii). Długość życia powinna również określać oczekiwany poziom zdolności na koniec życia; w przypadku baterii litowych będzie to zwykle około 60-80% pierwotnej pojemności.

Zakres temperatur otoczenia

Baterie są wrażliwe na temperaturę i muszą działać w określonym zakresie. Mogą ulegać degradacji lub wyłączać się w bardzo gorącym lub zimnym otoczeniu.

Litowo-jonowa

Baterie te, najpowszechniej instalowane obecnie w domach, wykorzystują technologię podobną do ich mniejszych odpowiedników w smartfonach i laptopach. Istnieje kilka rodzajów chemii litowo-jonowej. Powszechnie stosowanym typem baterii domowych jest litowo-niklowo-manganowo-kobaltowy (NMC), używany przez Tesla oraz LG Chem.

Inną powszechną chemią jest fosforan litowo-żelazowy (LiFePO lub LFP), o którym mówi się, że jest bezpieczniejszy niż NMC ze względu na mniejsze ryzyko niekontrolowanej temperatury (uszkodzenie baterii i potencjalny pożar spowodowany przegrzaniem lub przeładowaniem), ale ma niższą energię gęstość. LFP jest stosowany w domowych bateriach wyprodukowanych przez BYD oraz Sonnen, pośród innych.

Plusy

• Mogą dać kilka tysięcy cykli ładowania i rozładowania.
• Mogą być mocno rozładowane (do 80-90% ich całkowitej pojemności).
• Nadają się do szerokiego zakresu temperatur otoczenia.
• Przy normalnym użytkowaniu powinny wystarczyć na ponad 10 lat.

Cons

• Koniec żywotności może być problemem dla dużych baterii litowych.
• Muszą zostać poddane recyklingowi, aby odzyskać cenne metale i zapobiec toksycznemu składowaniu odpadów, ale programy na dużą skalę wciąż są w powijakach. Ponieważ domowe i samochodowe baterie litowe stają się coraz bardziej powszechne, oczekuje się, że procesy recyklingu ulegną poprawie.

Kwasowo-ołowiowe, zaawansowane kwasowo-ołowiowe (ołowiowo-węglowe)

Stara dobra technologia akumulatorów kwasowo-ołowiowych, która pomaga uruchomić samochód, jest również wykorzystywana do przechowywania na większą skalę. To dobrze zrozumiana i skuteczna bateria. Ecoult to jedna marka produkująca zaawansowane akumulatory kwasowo-ołowiowe. Jednak bez znaczących postępów w zakresie wydajności lub obniżek ceny trudno jest wyobrazić sobie długoterminową konkurencję kwasu ołowiowego z litowo-jonowymi lub innymi technologiami.

Plusy

• Są stosunkowo tanie, z ustalonymi procesami utylizacji i recyklingu.

Cons

• Są nieporęczne.
• Są wrażliwe na wysokie temperatury otoczenia, co może skrócić ich żywotność.
• Mają powolny cykl ładowania.

Bateria przepływowa

Jedna z najbardziej obiecujących alternatyw dla litowo-jonowych, ten typ wykorzystuje pompowany elektrolit (taki jak jony bromku cynku lub wanadu) i reakcje chemiczne do przechowywania ładunku i ponownego jego uwalniania. Akumulator ZCell firmy Redflow jest obecnie głównym akumulatorem przepływowym dostępnym w Australii.

Plusy

• Mogą być rozładowane do 100% ich pojemności i nie mają resztkowego rozładowania, dzięki czemu z czasem nie tracą ładunku.
• Z czasem nie tracą wydajności.
• Działają dobrze w wysokich temperaturach otoczenia.
• Są stosunkowo łatwe do recyklingu.
• Powinny wystarczyć na ponad 10 lat.

Cons

• Będąc nową technologią, są stosunkowo drogie w porównaniu z litowo-jonowymi.
• Źle znoszą zimno (poniżej 15°C).
• Wymagają częstej konserwacji, co powoduje czasowe wyłączenie ich z eksploatacji.

Inne rodzaje

Technologia akumulatorów i przechowywania jest w stanie szybkiego rozwoju. Inne dostępne obecnie technologie obejmują hybrydową baterię jonową (słoną wodę) Aquion, baterie ze stopioną solą oraz niedawno ogłoszony superkondensator Arvio Sirius. Będziemy obserwować rynek i w przyszłości ponownie informować o stanie rynku baterii domowych.

Jak długo działają baterie słoneczne?

W zasadzie większość typów baterii słonecznych powinna być w stanie wytrzymać 10 lat lub dłużej przy normalnym użytkowaniu i jeśli nie jest wystawiona na działanie ekstremalnych temperatur. Oznacza to, że powinny być w stanie wytrzymać tak długo, jak okres gwarancji, który w przypadku większości modeli wynosi 10 lat.

Jednak nie ma wystarczających danych rynkowych, aby pokazać, czy baterie słoneczne zazwyczaj wystarczają tak długo w rzeczywistych instalacjach domowych; ostatnie generacje baterii istnieją dopiero od kilku lat i niewiele domów ma baterie słoneczne.

Testy laboratoryjne trwałości i żywotności baterii nie były zachęcające. Niedawny próba baterii słonecznej w Australii wykazał wysoki wskaźnik niepowodzeń. Spośród 18 akumulatorów w tej próbie tylko sześć działało bez większych problemów. Pozostałe 12 akumulatorów albo miało problemy operacyjne, albo uległo awarii i wymagało wymiany, albo uległo awarii i nie można było wymienić (na przykład dlatego, że producent nie działał lub nie chciał już tego wspierać) produkt).

Czy baterie słoneczne są tego warte?

W przypadku większości domów uważamy, że bateria nie ma jeszcze pełnego ekonomicznego sensu. Baterie są nadal stosunkowo drogie, a czas zwrotu nakładów będzie często dłuższy niż okres gwarancji (zwykle 10 lat) baterii. Obecnie bateria litowo-jonowa i falownik hybrydowy kosztują zazwyczaj od 8000 do 15 000 USD (zainstalowany), w zależności od pojemności i marki. Ale ceny spadają i za dwa lub trzy lata może być dobrą decyzją włączenie akumulatora do dowolnego systemu fotowoltaicznego.

Wyniki z australijskiego trzyletnia próba 18 akumulatorów nie zachęcają, z dużą awaryjnością i trudnościami ze wsparciem producenta w niektórych przypadkach.

Niemniej jednak wiele osób inwestuje teraz w domowe przechowywanie baterii lub przynajmniej zapewnia, że ​​ich systemy fotowoltaiczne są gotowe do użycia. Zalecamy zapoznanie się z dwoma lub trzema cytatami od renomowanych instalatorów przed podjęciem decyzji o instalacji baterii. Wyniki wspomnianego powyżej trzyletniego badania pokazują, że należy zadbać o silną gwarancja i zobowiązanie do wsparcia ze strony dostawcy i producenta baterii w przypadku jakichkolwiek błędy.

Rabaty, dotacje i Wirtualne Elektrownie

Rządowe programy rabatowe i systemy handlu energią, takie jak Reposit, mogą z pewnością sprawić, że baterie będą ekonomicznie opłacalne dla niektórych gospodarstw domowych. Poza zwykłą zachętą finansową dla baterii w postaci certyfikatu technologii na małą skalę (STC) istnieją obecnie programy rabatowe lub specjalne pożyczki w Wiktoria, Południowa Australia, Queensland, a DZIAŁAĆ. Może pojawić się więcej, więc warto sprawdzić, co jest dostępne w Twojej okolicy.

W większości stanów istnieją również różne programy Virtual Power Plant (VPP), które mogą pomóc w obniżeniu kosztów baterii. Przystępując do programu VPP, wyrażasz zgodę na udostępnienie energii zgromadzonej w Twojej domowej baterii operatorowi VPP, który może ją następnie wykorzystać do zasilania sieci w okresach dużego zapotrzebowania. W zamian otrzymujesz dotację, która może mieć formę obniżonych rachunków za energię, rabatu na zakup baterii, a nawet darmowej instalacji słonecznej i baterii. SolarQuotes prowadzi listę aktualne programy VPP.

Nie zapomnij o taryfie gwarantowanej

Kiedy robisz obliczenia, aby zdecydować, czy bateria ma sens w Twoim domu, pamiętaj, aby wziąć pod uwagę taryfę gwarantowaną (FiT). Jest to kwota, którą płacisz za nadwyżkę energii wytworzonej przez panele słoneczne i dostarczonej do sieci. Za każdą kWh przeznaczoną na ładowanie akumulatora zrezygnujesz z taryfy gwarantowanej. Chociaż FiT jest ogólnie dość niski w większości części Australii, nadal jest to koszt alternatywny, który należy wziąć pod uwagę. W obszarach o hojnym FiT, takich jak Terytorium Północne, prawdopodobnie bardziej opłaca się nie instalować baterii i po prostu zebrać FiT w celu wytworzenia nadwyżki energii.

Koszty baterii słonecznych

Koszty baterii słonecznych różnią się znacznie, ale generalnie im wyższa pojemność baterii, tym więcej można się spodziewać.

Oto kilka typowych kosztów baterii dla niektórych typowych rozmiarów pojemności nominalnej (zazwyczaj obejmują one tylko baterię; instalacja jest dodatkowa).

• 6kWh: od 4000 do 9600 USD
• 10kWh: od 7600 do 13500 USD
• 13kWh: od 9600 do 15 000 USD

Często będziesz musiał doliczyć koszt nowego falownika i dodatkowego okablowania do podłączenia. Bardziej opłacalne może być kupowanie akumulatora jako części całego nowego pakietu systemu paneli słonecznych niż modernizacja istniejącego systemu.

Ubezpieczenie domu

Twój system paneli słonecznych (panele, falownik i bateria, jeśli ją posiadasz) jest częścią Twojego domu i jako taki jest objęty ubezpieczeniem domu. Należy jednak upewnić się, że kwota ubezpieczenia Twojego domu została zwiększona, aby pokryć koszt wymiany systemu paneli słonecznych. Zobacz nasze przewodnik po panelach słonecznych i ubezpieczeniach domu.

Wat (W) i kilowat (kW)

Jednostka używana do ilościowego określenia szybkości transferu energii. Jeden kilowat = 1000 watów. W przypadku paneli słonecznych ocena w watach określa maksymalną moc, jaką panel może dostarczyć w dowolnym momencie. Z bateriami, moc znamionowa określa, ile energii może dostarczyć bateria.

Watogodziny (Wh) i kilowatogodziny (kWh)

Miara produkcji lub zużycia energii w czasie. Kilowatogodzina (kWh) to jednostka, którą zobaczysz na rachunku za energię elektryczną, ponieważ naliczana jest opłata za zużycie energii elektrycznej w miarę upływu czasu. Panel słoneczny produkujący 300 W przez godzinę dostarczyłby 300 Wh (lub 0,3 kWh) energii. W przypadku baterii Pojemność w kWh to ilość energii, jaką może zmagazynować akumulator.

BESS (akumulatorowy system magazynowania energii)

Opisuje kompletny pakiet baterii, zintegrowaną elektronikę i oprogramowanie do zarządzania ładowaniem, rozładowaniem, poziomem DoD i innymi.

Potwierdzenie

Dziękujemy za pomoc Energia odnawialna ITP w tworzeniu tego przewodnika. Będziemy z nimi ponownie pracować nad przyszłym przeglądem produktów dotyczących akumulatorów.

Aby podzielić się swoimi przemyśleniami lub zadać pytanie, odwiedź forum społeczności CHOICE.

Odwiedź Społeczność WYBÓR