Как купить лучшую солнечную батарею

Хранение домашних аккумуляторов - горячая тема для энергосберегающих потребителей. Если у тебя есть солнечные панели На вашей крыше есть очевидное преимущество хранения неиспользованной электроэнергии в батарее для использования ночью или в дни с низким уровнем солнечного света. Но как работают эти батареи и что вам нужно знать перед их установкой?

На этой странице:

• Хранение солнечных батарей
• Подключенные к сети vs автономные
• Что происходит при отключении электроэнергии?
• Характеристики батареи
• Типы АКБ
• Как долго работают солнечные батареи?
• Стоят ли солнечные батареи?
• Стоимость солнечной батареи
• Терминология

Хранение солнечных батарей

Концепция домашнего аккумулятора не нова. Внесетевые солнечные фотоэлектрические (PV) и ветряные электростанции на удаленных объектах давно используют аккумуляторы для сбора неиспользованной электроэнергии для дальнейшего использования. Вполне возможно, что в течение следующих пяти-десяти лет большинство домов с солнечными батареями также будут иметь аккумуляторную систему.

Батарея улавливает любую неиспользованную солнечную энергию, генерируемую в течение дня, для последующего использования ночью и в дни с низким уровнем солнечного света. Установки, включающие батареи, становятся все более популярными. Есть реальное влечение к тому, чтобы быть максимально независимым от сети; для большинства людей это решение не только экономическое, но и экологическое, а для некоторых - выражение их желания быть независимыми от энергетических компаний.

Если ваша солнечная панель и батарея достаточно велики, вы можете использовать в своем доме солнечную энергию. Использование электроэнергии от аккумулятора может быть дешевле на киловатт-час (см. Терминология), чем использование электроэнергии из сети, в зависимости от времени суток и тарифов на электроэнергию в вашем районе.

См. Другие наши статьи о домашних батареях:

• Результаты испытаний 18 солнечных аккумуляторных батарей
• Пример первого австралийского дома, в котором была установлена ​​батарея Tesla Powerwall

Есть четыре основных способа подключить ваш дом к электроснабжению.

Подключен к сети (без солнечной энергии)

Самая простая установка, при которой вся ваша электроэнергия поступает из основной сети. В доме нет солнечных батарей и батарей.

Солнечная батарея, подключенная к сети (без батареи)

Наиболее типичная установка для домов с солнечными батареями. Солнечные панели обеспечивают питание в течение дня, и дом обычно использует эту мощность в первую очередь, прибегая к мощность сети для любого дополнительного электричества, необходимого в дни с низким солнечным светом, ночью и во время высокой мощности использование.

Подключенная к сети солнечная батарея + батарея (также известные как «гибридные» системы)

У них есть солнечные панели, аккумулятор, гибридный инвертор (или, возможно, несколько инверторов), а также подключение к основной электросети. Солнечные панели обеспечивают питание в течение дня, и дом обычно сначала использует солнечную энергию, используя излишки для зарядки аккумулятора. Во время использования высокой мощности или ночью и в дни с низким уровнем солнечного света дом потребляет энергию от батареи и, в крайнем случае, от сети.

Чтобы узнать больше о различных типах инверторов, их работе, а также об их плюсах и минусах, см. Наши руководство по покупке солнечного инвертора.

От сетки

Эта система не подключена к основной электросети. Вся энергия в доме поступает от солнечных батарей, а также, возможно, от некоторых других типов энергии, таких как ветер. Аккумулятор является основным источником энергии в ночное время и в дни, когда мало солнечного света. Последним резервным источником питания обычно является дизельный генератор, который также может сработать при внезапном повышении спроса на электроэнергию (например, при запуске насоса).

Автономные системы обычно намного сложнее и дороже, чем системы, подключенные к сети. Им требуется большая емкость солнечных батарей и батарей, чем для типичной системы, подключенной к сети, а также могут потребоваться инверторы, способные выдерживать более высокие нагрузки, чтобы справиться с пиковыми потребностями. Дома, работающие вне сети, должны быть особенно энергоэффективными, а потребность в нагрузке должна хорошо контролироваться в течение дня.

Автономные системы обычно имеют смысл только для удаленных объектов, где подключение к сети недоступно или установка будет чрезмерно дорогой.

Для большинства систем, подключенных к сети, наличие аккумулятора не обязательно защищает вас в случае отключения электроэнергии. Вы все равно можете потерять всю электроэнергию в своем доме, несмотря на то, что солнечные панели вырабатывают энергию, а заряженная батарея готова и ждет. Это связано с тем, что системы, подключенные к сети, имеют так называемую «защиту от островков». Во время отключения электроэнергии сеть и инженеры, работающие с линиями, должны быть защищены от «островков» выработки электроэнергии (таких как солнечные батареи), неожиданно перекачивающих электроэнергию в линии. Для большинства солнечных фотоэлектрических систем самый простой способ обеспечить защиту от островков - это полное отключение. Итак, когда он обнаруживает отключение сети, ваша солнечная фотоэлектрическая система отключается, и у вас вообще нет электричества в доме.

Более сложные инверторы могут обеспечить защиту от изолирования во время отключения электроэнергии, но при этом сохранить солнечные панели и аккумулятор в рабочем состоянии, чтобы в доме было электричество. Но ожидайте, что заплатите за такую ​​систему немного больше, поскольку оборудование дороже, и вы можете требуется больше солнечной энергии и емкости аккумулятора, чем вы думаете, чтобы запустить дом в течение нескольких часов в течение затемнение. В этой ситуации вы можете разрешить работу только критически важным домашним электросетям, таким как холодильник и освещение. Это может потребовать дополнительных электромонтажных работ.

Это основные технические характеристики домашнего аккумулятора.

Вместимость

Сколько энергии может хранить аккумулятор, обычно измеряется в киловатт-часах (кВтч). В Номинальная мощность это общее количество энергии, которое может удерживать аккумулятор; то полезная емкость сколько из этого может быть фактически использовано после учета глубины разряда.

Глубина разряда (DoD)

Выраженное в процентах, это количество энергии, которое можно безопасно использовать без ускорения разрушения батареи. Большинству типов батарей необходимо постоянно держать некоторый заряд, чтобы избежать повреждений. Литиевые батареи можно безопасно разрядить примерно до 80–90% от их номинальной емкости. Свинцово-кислотные батареи обычно могут разряжаться примерно на 50–60%, в то время как проточные батареи могут разряжаться на 100%.

Мощность

Сколько мощности (в киловаттах) может выдать аккумулятор. В максимальная / пиковая мощность это максимум, что батарея может дать в любой момент, но этот всплеск мощности обычно может продолжаться только в течение коротких периодов времени. Постоянная мощность - это количество энергии, выдаваемое при достаточном заряде аккумулятора.

Эффективность

На каждый вложенный киловатт-час заряда аккумулятор будет фактически хранить и разряжать снова. Всегда есть какие-то потери, но литиевая батарея обычно должна быть более чем на 90% эффективнее.

Общее количество циклов заряда / разряда

Также называемый циклическим сроком службы, это количество циклов зарядки и разрядки, которое может выполнить аккумулятор, прежде чем его срок службы истечет. Разные производители могут оценивать это по-разному. Литиевые батареи обычно могут работать в течение нескольких тысяч циклов.

Продолжительность жизни (годы или циклы)

Ожидаемый срок службы батареи (и ее гарантия) может исчисляться циклами (см. Выше) или годами (что обычно является оценкой, основанной на ожидаемом типичном использовании батареи). Продолжительность жизни также должна указывать ожидаемый уровень емкости в конце срока службы; для литиевых батарей это обычно составляет около 60–80% от первоначальной емкости.

Диапазон температуры окружающей среды

Батареи чувствительны к температуре и должны работать в определенном диапазоне. Они могут выйти из строя или отключиться в очень жарких или холодных условиях.

Литий-ионный

Наиболее распространенный тип батарей, устанавливаемых сегодня в домах, в этих батареях используется технология, аналогичная их более мелким аналогам в смартфонах и портативных компьютерах. Есть несколько типов литий-ионной химии. Обычно в домашних аккумуляторах используются литий-никель-марганцево-кобальтовые (NMC), используемые в Тесла и LG Chem.

Другой распространенный химический состав - это фосфат лития-железа (LiFePO, или LFP), который считается более безопасным, чем NMC, из-за меньшего риска. теплового разгона (повреждение аккумулятора и возможное возгорание из-за перегрева или перезарядки), но имеет более низкую энергию плотность. LFP используется в домашних аккумуляторах производства BYD и Sonnen, среди прочего.

Плюсы

• Они могут дать несколько тысяч циклов заряда-разряда.
• Они могут сильно разряжаться (до 80–90% от общей емкости).
• Они подходят для широкого диапазона температур окружающей среды.
• При нормальном использовании они должны прослужить более 10 лет.

Минусы

• Окончание срока службы может быть проблемой для больших литиевых батарей.
• Их необходимо переработать, чтобы извлечь ценные металлы и предотвратить захоронение токсичных отходов, но крупномасштабные программы все еще находятся в зачаточном состоянии. Поскольку домашние и автомобильные литиевые батареи становятся все более распространенными, ожидается, что процессы переработки улучшатся.

Свинцово-кислотный, усовершенствованный свинцово-кислотный (свинцово-углеродный)

Старая добрая технология свинцово-кислотных аккумуляторов, которая помогает завести ваш автомобиль, также используется для более крупных хранилищ. Это хорошо изученный и эффективный тип батарей. Ecoult является одним из брендов, производящих современные свинцово-кислотные батареи. Однако без значительных улучшений производительности или снижения цены трудно представить себе, что свинцово-кислотные продукты в долгосрочной перспективе будут конкурировать с литий-ионными или другими технологиями.

Плюсы

• Они относительно дешевы, с установленными процедурами утилизации и переработки.

Минусы

• Они громоздкие.
• Они чувствительны к высоким температурам окружающей среды, что может сократить срок их службы.
• У них медленный цикл зарядки.

Батарея потока

Одна из наиболее многообещающих альтернатив литий-ионной, этот тип использует перекачиваемый электролит (такой как бромид цинка или ионы ванадия) и химические реакции для накопления заряда и его повторного высвобождения. Батарея Redflow ZCell - это основная проточная батарея, доступная в настоящее время в Австралии.

Плюсы

• Они могут быть разряжены до 100% своей емкости и не имеют остаточного разряда, поэтому они не теряют заряд со временем.
• Они не теряют емкость со временем.
• Они хорошо работают при высоких температурах окружающей среды.
• Их относительно легко переработать.
• Их должно хватить на 10+ лет.

Минусы

• Будучи новой технологией, они относительно дороги по сравнению с литий-ионными.
• Плохо переносят холода (ниже 15 ° С).
• Они требуют частого обслуживания, которое временно выводит их из строя.

Другие типы

Аккумуляторы и аккумуляторные технологии находятся в состоянии быстрого развития. Другие доступные в настоящее время технологии включают гибридную ионную батарею Aquion (соленую воду), батареи с расплавленной солью и недавно анонсированный суперконденсатор Arvio Sirius. Мы будем следить за рынком и снова сообщать о состоянии рынка домашних аккумуляторов в будущем.

Как долго работают солнечные батареи?

В принципе, большинство типов солнечных батарей должно прослужить 10 и более лет при нормальном использовании и не подвергаться воздействию экстремальных температур. То есть они должны быть в состоянии работать столько же, сколько их гарантийный срок, который для большинства моделей составляет 10 лет.

Однако недостаточно рыночных данных, чтобы показать, работают ли солнечные батареи так долго в реальных домашних установках; Последние поколения батарей существуют всего несколько лет, и не во многих домах есть солнечные батареи.

Лабораторные испытания на прочность и срок службы батарей не внушают оптимизма. Недавний испытания солнечных батарей в Австралии указывает на высокий уровень неудач. Из 18 батарей в этом испытании только шесть работали без каких-либо серьезных проблем. Остальные 12 батарей либо имели проблемы в работе, либо вышли из строя и требовали замены, либо вышли из строя и не может быть заменен (например, потому что производитель вышел из бизнеса или больше не будет поддерживать это товар).

Стоят ли солнечные батареи?

Мы считаем, что для большинства домов использование батареи не имеет полного экономического смысла. Батареи по-прежнему относительно дороги, и время окупаемости часто превышает гарантийный срок (обычно 10 лет) батареи. В настоящее время литий-ионная батарея и гибридный инвертор обычно стоят от 8000 до 15000 долларов (установленная), в зависимости от емкости и марки. Но цены падают, и через два-три года вполне может быть правильным решением включить аккумуляторную батарею в любую солнечную фотоэлектрическую систему.

Результаты австралийского трехлетняя проба 18 аккумуляторных батарей не обнадеживают, с высокой частотой отказов и в некоторых случаях трудностями с поддержкой производителя.

Тем не менее, многие люди сейчас вкладывают средства в домашние аккумуляторы или, по крайней мере, на то, чтобы их солнечные фотоэлектрические системы были готовы к работе от аккумуляторов. Мы рекомендуем вам проработать две или три цитаты авторитетных установщиков, прежде чем приступать к установке батареи. Результаты трехлетнего испытания, упомянутого выше, показывают, что вы должны убедиться в сильной гарантия и обязательство поддержки со стороны вашего поставщика и производителя батарей в случае любых неисправности.

Скидки, субсидии и виртуальные электростанции

Государственные схемы скидок и системы торговли энергией, такие как Reposit, определенно могут сделать батареи экономически выгодными для некоторых домашних хозяйств. Помимо обычных финансовых стимулов для получения сертификатов малых технологий (STC) для аккумуляторов, в настоящее время существуют схемы скидок или специальных займов. Виктория, Южная Австралия, Квинсленд, а ДЕЙСТВОВАТЬ. За этим могут последовать другие, поэтому стоит проверить, что доступно в вашем районе.

В большинстве штатов также существуют различные программы Virtual Power Plant (VPP), которые могут помочь снизить стоимость батареи. Присоединяясь к программе VPP, вы соглашаетесь предоставить энергию, накопленную в вашей домашней батарее, оператору VPP, который затем сможет использовать ее для снабжения сети в периоды высокого спроса. Взамен вам выплачивается субсидия, которая может быть в виде уменьшенных счетов за электроэнергию, скидки на покупку батареи или даже бесплатную установку солнечной батареи и батареи. SolarQuotes поддерживает список текущие программы VPP.

Не забывайте зеленый тариф

Когда вы подсчитываете, подходит ли батарея для вашего дома, не забудьте принять во внимание зеленый тариф (FiT). Это сумма, которую вам платят за любую избыточную мощность, вырабатываемую вашими солнечными панелями и подаваемую в сеть. За каждый киловатт-час, направленный на зарядку аккумулятора, вы отказываетесь от зеленого тарифа. Хотя FiT, как правило, довольно низок в большинстве регионов Австралии, вы все равно должны учитывать альтернативные издержки. В регионах с большим количеством FiT, таких как Северная территория, вероятно, будет более выгодным не устанавливать батарею, а просто получить FiT для выработки излишков электроэнергии.

Стоимость солнечной батареи

Стоимость солнечных батарей значительно различается, но, как правило, чем выше емкость батареи, тем больше вы можете ожидать.

Вот некоторые типичные затраты на батареи для некоторых распространенных номинальных размеров емкости (обычно они покрывают только батарею; установка за дополнительную плату).

• 6 кВт · ч: от 4000 до 9600 долларов
• 10 кВт · ч: от 7600 до 13 500 долларов
• 13 кВт · ч: от 9600 до 15000 долларов

Вам часто потребуется добавить стоимость нового инвертора и дополнительных кабелей для подключения. Может быть более рентабельно купить батарею как часть полностью новой системы солнечных панелей, чем модернизировать ее в существующей системе.

Страхование жилья

Ваша система солнечных батарей (панели, инвертор и батарея, если она у вас есть) является частью вашего дома и поэтому покрывается страховкой вашего дома. Однако вы должны убедиться, что страховая сумма вашего дома увеличена, чтобы покрыть стоимость замены системы солнечных батарей. Смотрите наши руководство по солнечным батареям и страхованию жилья.

Ватт (Вт) и киловатт (кВт)

Единица, используемая для количественной оценки скорости передачи энергии. Один киловатт = 1000 Вт. Для солнечных панелей рейтинг в ваттах указывает максимальную мощность, которую панель может выдать в любой момент времени. С батареями Номинальная мощность указывает, сколько энергии может обеспечить аккумулятор.

Ватт-часы (Втч) и киловатт-часы (кВтч)

Мера производства или потребления энергии с течением времени. Киловатт-час (кВтч) - это единица измерения, которую вы увидите в своем счете за электроэнергию, потому что вам выставляют счет за использование электроэнергии в течение определенного периода времени. Солнечная панель, производящая 300 Вт в течение одного часа, будет выдавать 300 Вт · ч (или 0,3 кВт · ч) энергии. Для батарей вместимость в кВтч - сколько энергии может хранить аккумулятор.

BESS (аккумуляторная система хранения энергии)

Здесь описывается полный комплект батареи, встроенной электроники и программного обеспечения для управления зарядкой, разрядкой, уровнем DoD и т. Д.

Подтверждение

Наша благодарность за помощь ITP Renewables при создании этого руководства. Мы снова будем работать с ними над будущим обзором аккумуляторных батарей.

Чтобы поделиться своими мыслями или задать вопрос, посетите форум сообщества CHOICE.

Посетить сообщество CHOICE