Скільки працюватиме ваш акумулятор?

Гібридні та автономні СЕС стають популярними не тільки у нас, але й по всьому світу! Причин багато: гарантія електропостачання, економія при високих тарифах на електроенергію тощо. Головне, що додавання акумуляторів до сонячної електростанції поступово стає галузевим стандартом, а значить, варто вивчити питання очікуваних термінів роботи батарей. Як-от на прикладі американського ринку:

Зберігання енергії в житлових приміщеннях стає все більш популярною функцією домашніх сонячних батарей. Нещодавнє опитування, яке охопило понад 1500 домогосподарств, показало, що близько 40% американців регулярно турбуються про перебої з електроенергією. З респондентів опитування, які активно розглядають сонячну енергію для своїх будинків, 70% сказали, що планують включити систему зберігання енергії від батарей.

Окрім забезпечення резервного живлення під час відключень, багато акумуляторів інтегровано з технологією, яка дозволяє розумно планувати імпорт і експорт енергії. Ідея полягає в тому, щоб максимізувати цінність домашньої сонячної системи. Крім того, деякі акумулятори оптимізовані для інтеграції зарядного пристрою для електромобілів.

Хоча розгортання накопичувачів енергії постійно зростає, рівень підключення батарей залишається низьким: у 2020 році 8,1% житлових сонячних систем підключали батареї, згідно з даними Національної лабораторії Лоуренса Берклі (LBL).

Існує багато варіантів із кількома хімічними батареями, доступними для домашнього зберігання енергії. Однак підсумок полягає в тому, що в Сполучених Штатах домінують два бренди . За даними LBL, понад 90% ринку обслуговують LG Chem і Tesla Powerwall, які є літій-іонними акумуляторами. Tesla займає понад 60% усієї частки ринку.

Гарантії

Tesla PowerWall має обмежену гарантію, згідно з якою пристрій не матиме дефектів протягом 10 років після встановлення. Це також гарантує, що PowerWall розпочне свій термін служби з потужністю 13,5 кВт·год і збереже енергетичну потужність на основі графіка деградації.

LG гарантує , що її система збереже щонайменше 60% своєї номінальної енергетичної потужності (9,8 кВт·год) протягом 10 років. Акумулятор має працювати від -10 градусів за Цельсієм до 45 градусів за Цельсієм, щоб залишатися з гарантією. Загальна пропускна здатність енергії в межах гарантії обмежена 27,4 МВт·год.

Ресурс батареї

Монтажники сонячних електростанцій вказують, що батареї можуть працювати від 5 до 15 років. Це означає, що заміна, ймовірно, знадобиться протягом 20-30 років життя СЕС.

Тривалість роботи батареї здебільшого залежить від циклів використання. Як продемонстрували гарантії на продукцію LG і Tesla, порогові значення 60% або 70% ємності гарантуються через певну кількість циклів заряджання.

За даними Інституту Фарадея , два сценарії використання призводять до погіршення якості: надмірна зарядка та крапельна зарядка . Перезаряд — це процес подачі струму в повністю заряджену батарею. Це може призвести до його перегріву або навіть потенційного займання.

Крапельна зарядка передбачає процес, під час якого акумулятор постійно заряджається до 100%, і неминуче відбуваються втрати. Відскок від 100% до трохи менше 100% може підвищити внутрішню температуру, зменшивши ємність і термін служби.

Іншою причиною деградації з часом є втрата мобільних літій-іонів в акумуляторі, сказав Фарадей. Побічні реакції в акумуляторі можуть затримувати вільний придатний для використання літій, тим самим поступово знижуючи ємність.

Хоча низькі температури можуть призупинити роботу літій-іонної батареї, вони фактично не погіршують її якість і не скорочують термін її служби. Однак загальний термін служби батареї зменшується при високих температурах, сказав Фарадей. Це пояснюється тим, що електроліт, який знаходиться між електродами, руйнується при високій температурі, внаслідок чого батарея втрачає здатність літій-іонного переміщення. Це може зменшити кількість літій-іонів, які електрод може прийняти у свою структуру, виснажуючи ємність літій-іонного акумулятора.

Технічне обслуговування

Національна лабораторія відновлюваної енергії (NREL) рекомендує встановлювати батарею в прохолодному, сухому місці, бажано в гаражі, де вплив пожежі (невелика , але відмінна від нуля загроза) можна мінімізувати. Батареї та компоненти навколо них повинні мати відповідну відстань, щоб забезпечити охолодження, а регулярні перевірки технічного обслуговування можуть бути корисними для забезпечення оптимальної роботи.

NREL вказує, що, коли це можливо, варто уникати повторного глибокого розряджання акумуляторів, оскільки чим більше вони розряджаються, тим коротший термін служби. Якщо домашня батарея сильно розряджається щодня, можливо, настав час збільшити розмір акумуляторної батареї.

За словами NREL, батареї, з’єднані серією, мають бути однаковими. Хоча загальний заряд усієї батареї може становити 24 В, напруга між батареями може відрізнятися, що є менш корисним для захисту всієї системи протягом тривалого часу. Крім того, NREL рекомендує встановити правильні значення напруги для зарядних пристроїв і контролерів заряду, як це визначено виробником.

Перевірки також повинні проводитися часто. NREL вказує, що кожен виробник акумуляторів може мати додаткові рекомендації, тому перевірка технічного обслуговування та паспортів даних на акумуляторі є найкращою практикою.