Зачем инвестировать в домашние аккумуляторы для хранения солнечной энергии?

Рассматриваете установку домашней аккумуляторной системы? Есть несколько веских причин сделать это. Давайте рассмотрим основные преимущества:

Максимально используйте солнечную энергию даже ночью: Домашние аккумуляторы позволяют вам хранить солнечную энергию, вырабатываемую в течение дня, для использования ночью, что снижает вашу зависимость от сети и потенциально снижает ваши счета за электроэнергию.

Используйте переменное ценообразование: С ростом популярности ценообразования по времени использования тарифы на электроэнергию могут быть выше в периоды пикового спроса (обычно вечером). Домашние батареи позволяют вам хранить энергию, когда она дешевле, и использовать ее, когда тарифы выше.

Резервное питание во время отключений электроэнергии: Домашние аккумуляторы могут обеспечить резервное питание во время отключений электроэнергии, гарантируя, что критически важные системы вашего дома продолжат работать за счет накопленной солнечной энергии.

Как работают домашние батареи?

Домашние батареи работают с использованием электрохимических механизмов для хранения энергии. Представьте себе энергетический «сэндвич». С одной стороны у вас есть анод, а с другой — катод, с электролитным веществом между ними, разделенным изолирующим материалом.

• Анодимеет отрицательный заряд, как сварливая тётя по имени тётя Аннет.
• Катодимеет положительный заряд, как у дружелюбной кошки.
• Электронысобираются у анода и хотят достичь положительно заряженного катода, но электролит не дает им возможности пересечься напрямую.

Соединив анод и катод проводником, электроны могут проходить через него, создавая электричество.

В аккумуляторных батареях внешний источник энергии позволяет менять полярность тока, сохраняя энергию для последующего использования.

Современные литий-ионные домашние батареи имеют различные конфигурации для положительных и отрицательных пластин и сепаратора, обычно выполненного в виде рулона внутри металлического цилиндра, известного как ячейка. Домашняя система хранения энергии может содержать тысячи таких цилиндрических ячеек.

Мощность против энергии: кВт и кВтч. Объяснение

Чтобы понять принцип работы бытовых аккумуляторов (литиевых, никель-железных и т. д.), представьте, что вода течет по трубам в емкость:

• Мощность (кВт)соответствует скорости потока воды в трубах.
• Энергия (кВтч)представляет собой количество воды, которое может вместить контейнер.

Понимание разницы между мощностью и энергией имеет решающее значение. Это может повлиять на ваш выбор между эффективной домашней батареей и менее подходящей.

Выбор правильной солнечной батареи

На рынке представлено множество солнечных батарей, каждая из которых обеспечивает определенный баланс между выходной мощностью и запасом энергии.

Большинство солнечных батарей обеспечивают максимальную непрерывную мощность 4 или 5 кВт. Например, Pylontech US5000 имеет максимальную выходную мощность 5 кВт. Если вам нужно 10 кВт, вам понадобится вторая батарея.

Знание потребностей вашего дома в электроэнергии и мощности имеет важное значение перед выбором батареи. Например, если ваша солнечная батарея обеспечивает только 3 кВт, а вашему дому требуется 5 кВт, вам нужно будет дополнять ее из сети. В моем случае финская сауна в моем доме требует 7 кВт, что невозможно от одной батареи Pylontech US5000, поскольку она обеспечивает только 5 кВт. Поэтому никакой сауны во время отключений электроэнергии!

Типы технологий домашних аккумуляторов: никель-железные, литиевые или другие?

До 2015 года установка системы хранения часто означала жизнь вне сети в отдаленных районах, где свинцово-кислотная технология была распространена. Эти решения требовали больших батарейных блоков, часто в отдельном пространстве, и постоянного обслуживания.

С появлением литиевой технологии бытовые системы хранения энергии приобрели популярность благодаря ряду преимуществ:

• Лучшая емкость: Как по выходной мощности, так и по глубине разряда.
• Низкие эксплуатационные расходы: Практически не требует обслуживания.
• Расширенные гарантии: Более длительные гарантии на производительность.
• Экономически эффективно: Привлекательные цены.
• Компактный размер: Более компактный и менее громоздкий.

В настоящее время значительная часть бытовых солнечных батарей основана на литиевой технологии, имеющей два основных варианта:

1. Никель Марганец Кобальт (NMC): Используется в таких продуктах, как аккумуляторы Tesla Powerwall или Tesvolt.
2. Литий-железо-фосфат (LiFePO4): Известен своей безопасностью и долговечностью.

Несмотря на преимущества литий-ионных аккумуляторов LiFePO4 и NMC, никель-железные и литий-титанатные аккумуляторы превосходят их по долговечности и потенциальному сроку службы.

Интеграция домашних аккумуляторов с солнечной системой: соединение по переменному или постоянному току?

Солнечные панели генерируют электроэнергию в форме постоянного тока (DC), в то время как бытовые приборы используют переменный ток (AC). Солнечные инверторы преобразуют постоянный ток от панелей в переменный ток для бытового использования. Однако аккумуляторы заряжаются и разряжаются в постоянном токе. Итак, как интегрировать домашний аккумулятор в вашу солнечную систему?

Две основные технологии:

1. Соединение постоянного тока: Этот метод использует один «гибридный инвертор» для управления как солнечными панелями, так и батареями. Инвертор:
   • Преобразует постоянный ток от солнечной системы в постоянный ток, подходящий для зарядки аккумуляторов.
   • Преобразует постоянный ток от аккумулятора и солнечных панелей в переменный ток напряжением 230 В для бытового использования.
   • Преобразует переменный ток напряжением 230 В от сети в постоянный ток для зарядки аккумулятора при необходимости.
   

Гибридные инверторы обычно объединяют функции управления солнечными батареями (MPPT) и аккумуляторными батареями. Примером может служитьOKEPS — универсальная система хранения солнечной энергии.

2. Муфта переменного тока: В этом случае инвертор батареи (например, Victron Multiplus) преобразует энергию от солнечных панелей в выход солнечного инвертора для зарядки батареи. Это добавляет дополнительный шаг: в течение дня собственное потребление происходит непосредственно на выходе солнечного инвертора, и только излишки энергии возвращаются в батарею для использования в ночное время.

Плюсы и минусы каждой архитектуры

Преимущества DC-связи:

• Меньше промежуточных этапов = меньше отходов = выше эффективность.

Недостатки связи по постоянному току:

• Аккумуляторы часто разрабатываются для работы с определенными гибридными инверторами, которые могут быть несовместимы с будущими инновациями в области хранения. Если вы покупаете солнечную систему + систему хранения сразу, это не проблема.

Преимущества соединения переменного тока:

• Независимо от солнечного инвертора вы можете добавить аккумуляторную батарею переменного тока к любой существующей солнечной системе.

Недостатки соединения переменного тока:

• Большее количество шагов (DC->AC->DC) может привести к небольшому снижению эффективности.
• Необходимо соблюдать правила расчета размеров, например, если у вас есть система солнечных панелей мощностью 5 кВт, вам понадобится инвертор для аккумуляторов как минимум такой же мощности, чтобы соблюсти соотношение размеров 1:1.

Инвестируя в домашнюю аккумуляторную систему, вы можете максимизировать использование солнечной энергии, использовать гибкие цены и обеспечить резервное питание во время отключений. Понимание различных технологий и конфигураций поможет вам сделать лучший выбор для ваших нужд.

Для получения более подробной информации ознакомьтесь со следующими ресурсами:

• Универсальная система хранения солнечной энергии
• Домашняя фотоэлектрическая система хранения энергии 220 В
• Домашняя фотоэлектрическая система хранения энергии 380 В

Часто задаваемые вопросы

Каковы преимущества домашних аккумуляторов для хранения солнечной энергии?Домашние аккумуляторные батареи позволяют максимально эффективно использовать солнечную энергию, снижают зависимость от сети, используют гибкое ценообразование и обеспечивают резервное питание во время отключений электроэнергии.

Как работают домашние батареи?Домашние батареи используют электрохимические механизмы для хранения энергии, при этом электроны перемещаются от отрицательно заряженного анода к положительно заряженному катоду через проводник.

В чем разница между кВт и кВтч?кВт измеряет мощность (скорость потока энергии), а кВт·ч измеряет энергию (общее количество накопленной или использованной энергии).

Какая технология домашних аккумуляторов лучше всего?Литий-ионные батареи, особенно никель-марганцево-кобальтовые (NMC) и литий-железо-фосфатные (LiFePO4), популярны для бытового использования благодаря своей эффективности, простоте обслуживания и компактным размерам. Никель-железные и литий-титанатные батареи также являются долговечными вариантами.

Как интегрировать домашние аккумуляторы с солнечной системой?Домашние батареи могут быть интегрированы с использованием связи постоянного тока (с гибридным инвертором) или связи переменного тока (с отдельным инвертором батареи). Каждый метод имеет свои плюсы и минусы относительно эффективности и совместимости.