Po zbliżeniu się montaż paneli fotowoltaicznych,, wydaje nam się logiczne poruszenie tematu baterii, niezbędnych do realizacji autonomicznej instalacji solarnej lub zwiększenia jej zużycia własnego. Rzeczywiście, jeśli wybrałeś instalację poza siecią, która w związku z tym nie jest podłączona do sieci elektrycznej, energia elektryczna wytwarzana przez panele słoneczne będzie musiała być przechowywana w bateriach, aby można ją było wykorzystać w razie potrzeby. W przypadku konsumpcji własnej możesz również chcieć przechowywać część wyprodukowanej energii, zamiast sprzedawać ją bezpośrednio w sieci. Aby to zrobić, dostępne są różne rodzaje baterii.
Podsumujmy technologie stacjonarnych baterii słonecznych w 2022 roku.
Przypomnienia o działaniu baterii
Bateria jest urządzeniem elektrochemicznym służącym do przechowywania, a następnie dostarczania energii elektrycznej. Składa się z dwóch elektrod: anody i katody, które zanurzają się w cieczy, paście lub żelu zwanym elektrolitem, który jest ośrodkiem umożliwiającym przenoszenie elektronów, a więc elektryczności.
Elektrody reagują z elektrolitem, przekształcając energię chemiczną w energię elektryczną. Rzeczywiście, elektrody składają się z różnych materiałów, które wytwarzają napięcie elektryczne, ponieważ gdy obwód jest zamknięty, anoda ma tendencję do wytwarzania elektronów, podczas gdy katoda ma tendencję do ich przyciągania. Podczas tej reakcji bateria stopniowo się rozładowuje.
Podczas ładowania następuje odwrócenie procesu chemicznego, co pozwala na restrukturyzację elektrod. Podczas cykli rozładowywania i ładowania akumulatora, akumulator ma tendencję do stopniowego zużywania się, tracąc z czasem część swojej pojemności. Nazywa się to wrażliwością na wyładowanie. Tak więc, w zależności od typu zastosowanej baterii, wrażliwość na rozładowanie może się różnić, czasami znacznie wydłużając lub skracając żywotność baterii. Dlatego ważne jest, aby wybrać odpowiedni typ baterii zgodnie z pożądanym zastosowaniem.
Jakie są rodzaje baterii?
Istnieją trzy główne typy baterii:
- Wykonanie odcisków ucha jest konieczne, abyśmy mogli stworzyć Twoje monitory akumulatory kwasowo-ołowiowe są najbardziej znane, najstarsze i najtańsze w zakupie. W tej kategorii na przykład znajdziemy akumulatory ołowiowo-kwasowe używane do uruchamiania samochodów. Ogólnie rzecz biorąc, akumulatory ołowiowe mają niską gęstość energii, co pozwala im na niewielkie magazynowanie energii w zależności od ich wagi. W związku z tym będą to głównie ciężkie akumulatory do obsługi, ale to kryterium nie ma większego znaczenia w przypadku przechowywania stacjonarnego. Z drugiej strony baterie te nadają się raczej w sytuacjach, w których potrzebna będzie duża ilość energii, która będzie potrzebna do bardzo szybkiego dostarczenia.
- Wykonanie odcisków ucha jest konieczne, abyśmy mogli stworzyć Twoje monitory baterie litowe, których technologia jest najnowsza, mają dłuższą żywotność, ale są znacznie bardziej wrażliwe na konserwację. Ich cena zakupu jest wyższa, ale zaczyna być bardziej demokratyczna. Ich gęstość energetyczna jest wysoka, co czyni je raczej lekkimi w obsłudze. Jednak ze względu na ich wrażliwość elektrochemiczną, stosowanie baterii litowych wymaga Systemu Zarządzania Baterią lub BMS, czyli obwodu, który umożliwia zrównoważenie napięcia między każdym ogniwem baterii. Ten BMS może być zintegrowany lub musi zostać dodany w zależności od wybranej marki. Są to zatem akumulatory, które mogą być bardziej skomplikowane i droższe w montażu, ale które stanowią gwarancję bezpieczeństwa i wydajności dla długotrwałej instalacji.
- Wykonanie odcisków ucha jest konieczne, abyśmy mogli stworzyć Twoje monitory baterie niklowe są trzecią dostępną technologią. Są to solidne akumulatory, które mogą z łatwością wytrzymać dwadzieścia lat, jeśli są regularnie konserwowane. Z drugiej strony są to akumulatory, które można regenerować, aby wydłużyć ich żywotność. Jednak baterie niklowe mogą powodować problemy ze środowiskiem i podczas recyklingu. Najbardziej zanieczyszczające były akumulatory niklowo-kadmowe, dziś na szczęście zabronione.
Którą baterię użyć do mojej instalacji solarnej: nasze porównanie?
Pomimo wzrostu liczby akumulatorów litowych, technologia akumulatorów kwasowo-ołowiowych utrzymuje udział w rynku poświęcony energii słonecznej. W efekcie; ich korzystna cena czyni je ciekawymi bateriami do małych instalacji. Zwłaszcza jeśli mają być używane tymczasowo lub na krótkie okresy. Są to akumulatory, które w najlepszym przypadku mają przeciętną żywotność około dziesięciu lat i pod warunkiem przestrzegania zalecanej głębokości rozładowania.
Niektóre akumulatory kwasowo-ołowiowe są zoptymalizowane pod kątem głębszych rozładowań. Dotyczy to w szczególności akumulatorów AGM lub opzs, które mogą mieć bardzo interesujące cechy dla Twojej instalacji solarnej, a jednocześnie mieszczą się w rozsądnym budżecie.
Poniższe tabele zostały zaczerpnięte z wideo:
Porównanie akumulatorów ołowiowych
| Typ baterii | Ołów/Kwas | AGM | Supercykl AGM | Żel | opz | opzw |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Średnia cena zakupu | Około 100 euro za kWh | Około 190 euro za kWh | Około 250 euro za kWh | Około 200 euro za kWh | Około 340 euro za kWh | Około 410 euro za kWh |
| Głębokość rozładowania | 80% | 100% | 90% | 80% | 80% | |
| Możliwa liczba cykli w zależności od głębokości rozładowania | 30% = 800 cykli 50% = 500 cykli 70% = 300 cykli |
30% = 1500 cykli 50% = 600 cykli 70% = 400 cykli |
40% = 1000 cykli 60% = 700 cykli 100% = 300 cykli |
30% = 1800 cykli 50% = 750 cykli 70% = 500 cykli |
30% = 4400 cykli 50% = 2500 cykli 70% = 1350 cykli |
30% = 4600 cykli 50% = 2600 cykli 70% = 1400 cykli |
| prędkość rozładowania | Wiosna | Do przyjęcia | Wiosna | Szybko | Szybko | |
| Gęstość energii | Słaby (ciężki akumulator) | Słaby (ciężki akumulator) | Lżejsze niż standardowe akumulatory AGM | Słaby (ciężki akumulator) | Słaby (ciężki akumulator) | Słaby (ciężki akumulator) |
| Efekt pamięci | niski | Brak efektu pamięci | niski | niski | niski | |
| Wydajność | 80% | 95% | 90% | 85% | 85% | |
| Wymagany BMS | nie | nie | nie | nie | nie | |
| uszczelnienie | nie | tak | tak | tak | nie | tak |
| konserwacja | Czasami wymaga dolewania płynu co 6 miesięcy | Praktycznie nie wymaga konserwacji | Wymagana bardzo niewielka konserwacja | Czasami wymaga dodania płynu | Praktycznie nie wymaga konserwacji | |
W przypadku autonomii lub w przypadku większych instalacji, zdolność efektywnego magazynowania wyprodukowanej energii staje się niezbędna. Baterie litowe mają wiele zalet. Mniej nieporęczne, wyposażone w lepsze uszczelnienie, ale także o dłuższej żywotności, praktyczne aspekty sprawiają, że szybko zapominasz o ich cenie zakupu, która pozostaje wyższa. Ich żywotność również wynosi około dziesięciu lat, ale ich głębokość rozładowania jest bardziej elastyczna, co zapewnia im lepszą wydajność!!
Porównanie baterii litowych
| Typ baterii | Fosforan litowo-żelazowy LiFePO4 lub LiFe |
Tlenek litowo-tytanowy LTO |
|---|---|---|
| Średnia cena zakupu | Około 480 euro za kWh | Około 600 euro za kWh |
| Głębokość rozładowania | 95% | 95% |
| Możliwa liczba cykli w zależności od głębokości rozładowania | 30% = 10000 cykli 50% = 4500 cykli 70% = 3000 cykli |
30% = 20000 cykli 50% = 9000 cykli 70% = 6000 cykli |
| prędkość rozładowania | Szybko | Szybko |
| Gęstość energii | Mocna (lekka bateria) | Mocna (lekka bateria) |
| Efekt pamięci | Bardzo słaby | Bardzo słaby |
| Wydajność | 95% | 97% |
| Wymagany BMS | tak czasami zintegrowany |
tak |
| uszczelnienie | tak | tak |
| konserwacja | Praktycznie nie wymaga konserwacji | Praktycznie nie wymaga konserwacji |
Wreszcie baterie niklowe nadają się do instalacji prowadzonych w skomplikowanych warunkach. Wspierają absolutorium
głęboki, przeładowany i praktycznie bezobsługowy, a także wodoodporny. Z drugiej strony to baterie, które wystarczą
drogie w zakupie. Będą one jednak szczególnie przydatne do prowadzenia instalacji w odosobnionym miejscu lub w warunkach klimatycznych.
kompleksy.
Porównanie baterii niklowych
| Typ baterii | NiCd (kadm = zanieczyszczenie) | NiMH | NiFe (nikiel/żelazo) |
|---|---|---|---|
| Średnia cena zakupu | Około 400 euro za kWh | Około 700 euro za kWh | Około 500 euro za kWh |
| Głębokość rozładowania | 85% | 85% | 85% |
| Możliwa liczba cykli w zależności od głębokości rozładowania | 70% = 2000 cykli | 70% = 2000 cykli | 70% = 2400 cykli |
| prędkość rozładowania | Szybko | Szybko | Dosyć szybko |
| Gęstość energii | Mocna (bardzo lekka bateria) | Mocna (bardzo lekka bateria) | Mocna (lekka bateria) |
| Efekt pamięci | Ważny | niski | niski |
| Wydajność | 90% | 90% | 80% |
| Wymagany BMS | fakultatywny | fakultatywny | nie |
| uszczelnienie | tak | tak | tak |
| konserwacja | Praktycznie nie wymaga konserwacji | Praktycznie nie wymaga konserwacji | Praktycznie nie wymaga konserwacji |
Równolegle z kryteriami bezpośrednio związanymi z technologią baterii, która ma być zastosowana, należy również wziąć pod uwagę inne elementy. Pojemność magazynowa jest ważnym punktem, ponieważ twoja instalacja musi być w stanie przechowywać całą wytwarzaną energię. Czas trwania okresu gwarancyjnego jest również interesującym punktem do zbadania, ponieważ jest to dość zmienny parametr według różnych dostawców!! Na koniec należy zadbać o kompatybilność wybranych akumulatorów z resztą instalacji solarnej.
Jak poddaje się recyklingowi zużyte baterie?
Poniższy film przedstawia przegląd procesu recyklingu baterii we Francji:
Polega to na kilkuetapowym recyklingu obejmującym procesy chemiczne mające na celu m.in. odzyskanie oczyszczonych soli metali, które można wykorzystać do produkcji nowych akumulatorów. Biorąc pod uwagę złożoność recyklingu, łatwo zrozumieć zainteresowanie używaniem baterii, które mogą mieć znaczną żywotność, co zmniejsza potrzebę ich wymiany, a tym samym zbyt częstego ich recyklingu.
Aby zoptymalizować żywotność baterii, przydatne mogą być wskazówki. Przechowywanie akumulatorów w pomieszczeniu i w umiarkowanym miejscu optymalizuje ich pojemność. W rzeczywistości baterie nie tolerują dobrze wysokich lub zbyt niskich temperatur i nie wszystkie są równe w obliczu wilgoci. Na przykład optymalna temperatura pracy akumulatora kwasowo-ołowiowego wynosi 19°C. Z drugiej strony podczas instalacji akumulatory należy rozmieścić tak, aby pozostawić między nimi odstęp. Podczas pracy Twoje akumulatory wytwarzają ciepło, które może szybko uszkodzić urządzenie, jeśli nie zrobi się nic, aby je właściwie usunąć. Wreszcie, ważne jest przestrzeganie wskazówek dostawcy, w szczególności w odniesieniu do optymalnej głębokości rozładowania.
Wirtualne baterie? Bateria start-upów!
Sektor energii słonecznej stale się rozwija, a nowe rozwiązania techniczne pojawiają się regularnie. Więc jeśli chcesz wykonać instalację, możliwe, że natknąłeś się na terminy „ wirtualna bateria„lub” bateria termicznae" podczas wyszukiwania.
La wirtualna bateria to rozwiązanie do magazynowania energii „w sieci”. Wyprodukowana nadwyżka energii jest wstrzykiwana do sieci twojego dostawcy, która musi być kompatybilna, a następnie w razie potrzeby może zostać „odebrana” w formie autoryzowanego kredytu energetycznego. Jednak to rozwiązanie koniecznie wymaga instalacji na własny użytek podłączonej do sieci. Ma również koszt od dostawcy energii. Niektóre kraje zaczynają opodatkowywać tę praktykę, jak Belgia, Podatek prosumencki.
Wreszcie, bateria termiczna polega na magazynowaniu energii nie w postaci energii elektrycznej, ale bezpośrednio w postaci ciepła, np. w zasobniku ciepłej wody użytkowej. Ta opcja drastycznie zmniejsza opłacalność Twojej instalacji solarnej, ponieważ kWh elektryczna jest znacznie droższa niż kWh cieplna.