Ακριβώς όπως οι διαφορετικοί τύποι ηλιακών συλλεκτών αλλάζουν τον τρόπο λειτουργίας και συντήρησης ενός συστήματος ηλιακής ενέργειας, πολλοί τύποι μπαταριών θα επηρεάσουν την απόδοση και τη συντήρηση ενός συστήματος ηλιακής και αποθήκευσης. Αν κάποιος ψάχνει για ένα φτηνό και ανθεκτικό προϊόν αποθήκευσης ενέργειας, οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος μπορεί να είναι ο καλύτερος τρόπος, αλλά αυτό απαιτεί περισσότερη συντήρηση. Τα συστήματα αποθήκευσης μπαταριών ιόντων λιθίου είναι μια κύρια επιλογή για τους κατόχους συστημάτων ηλιακής ενέργειας που απαιτούν προσέγγιση χωρίς συντήρηση, αλλά δεν είναι κατάλληλα για ακραία περιβάλλοντα.
Τα διαφορετικά επίπεδα εργασιών συντήρησης της μπαταρίας ενδέχεται να επηρεάσουν το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας που χρησιμοποιείται για αποθήκευση ηλιακής ενέργειας και ενέργειας. Τα ακόλουθα θα εξηγήσουν τις απαιτήσεις συντήρησης πολλών κοινών προϊόντων αποθήκευσης ενέργειας μπαταριών που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία παραγωγής ηλιακής ενέργειας: μπαταρίες ιόντων λιθίου, μπαταρίες μολύβδου-οξέος, μπαταρίες νικελίου-καδμίου, μπαταρίες ροής.
(1) Μπαταρία ιόντων λιθίου
Σύμφωνα με τον Brent Harris, ιδρυτή και CTO της Eguana Technologies, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι το προϊόν αποθήκευσης ενέργειας της επιλογής για τις περισσότερες εφαρμογές ηλιακής ενέργειας λόγω της υψηλής πυκνότητας, της χαμηλής συντήρησης και του χαμηλού κόστους τους. Οι μπαταρίες λιθίου δεν είναι κατάλληλες για ορισμένες ειδικές εφαρμογές, όπως ακραία εύρη θερμοκρασιών ή όπου απαιτείται μακροπρόθεσμη αποθήκευση ενέργειας, ενώ άλλες μπαταρίες μπορεί να είναι πιο οικονομικές. Το μεγαλύτερο στοιχείο συντήρησης για τις μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι ο ρυθμός υποβάθμισης. Ακριβώς όπως οι μπαταρίες κινητών τηλεφώνων, οι μπαταρίες λιθίου που χρησιμοποιούνται σε συστήματα αποθήκευσης ενέργειας σε εγκαταστάσεις ηλιακής ενέργειας εξαντλούνται σοβαρά μετά από έναν ορισμένο αριθμό φορτίσεων και εκφορτίσεων. Οι προγραμματιστές πρέπει να προγραμματίσουν αυτόν τον ρυθμό υποβάθμισης. Οι δύο πιο συνηθισμένοι τύποι μπαταριών ιόντων λιθίου που χρησιμοποιούνται σε έργα ηλιακής και αποθήκευσης είναι οι μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου (LFP) και οι μπαταρίες λιθίου νικελίου μαγγανίου κοβαλτίου (NMC).
(2) Μπαταρία φωσφορικού σιδήρου λιθίου (LFP).
Οι μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου (LFP) είναι ασφαλείς και ανθεκτικές μπαταρίες. Δεδομένου ότι δεν χρησιμοποιείται κοβάλτιο, δεν υπάρχει πρόβλημα θερμικής διαρροής (πυρκαγιά) και δεν απαιτούνται μέτρα εξαερισμού ή ψύξης, επομένως μπορεί να εγκατασταθεί εύκολα σε εσωτερικούς χώρους, καθιστώντας το ιδανικό για εφαρμογές αποθήκευσης ενέργειας σε κατοικίες. Σύμφωνα με την Sonnen Corporation, κατασκευαστή μπαταριών φωσφορικού σιδήρου λιθίου (LFP), οι μπαταρίες είναι ιδανικές για σταθερές εφαρμογές αποθήκευσης ενέργειας, ειδικά όταν οι μπαταρίες απαιτείται να ανακυκλώνονται καθημερινά για βελτιστοποίηση ιδιοκατανάλωσης ηλιακής ενέργειας και υπηρεσίες συνδεδεμένες στο δίκτυο.
Οι μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου (LFP) δεν απαιτούν περισσότερη συντήρηση, αλλά όπου είναι εγκατεστημένες μπορεί να επηρεάσουν την απόδοση. Οι μπαταρίες λιθίου απαιτούνται για τη χρήση ενός συστήματος διαχείρισης μπαταριών (BMS) που παρακολουθεί αυτόματα τη θερμοκρασία κάθε μπαταρίας, την κατάσταση φόρτισης, τη διάρκεια ζωής κ.λπ. για μεγιστοποίηση της απόδοσης. Εφόσον το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας είναι εγκατεστημένο σε αποδεκτό εύρος θερμοκρασίας και υψόμετρο, δεν απαιτούνται μέτρα συντήρησης.
«Εφόσον οι μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου (LFP) αποθηκεύονται και εγκαθίστανται σε θέση που ταιριάζει με το περιβάλλον στο οποίο αναπτύσσεται το προϊόν, δεν απαιτείται τακτική συντήρηση», δήλωσε ο Carlos Restrepo, αντιπρόεδρος τεχνολογίας της Sonnen. Είναι σημαντικό. Οι μπαταρίες δεν χρειάζεται να είναι προετοιμασμένες για εποχιακές αλλαγές θερμοκρασίας».
Ο Brad Hansen, Διευθύνων Σύμβουλος της EnSync Energy, δήλωσε: "Οι μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου (LFP) μπορεί να υπόκεινται σε απειλές από υπερφόρτιση, υψηλές θερμοκρασίες, ακόμη και σωματικές βλάβες και άγχος, επομένως η ασφάλεια πρέπει να διατηρηθεί. Όταν οι μπαταρίες χρησιμοποιούνται μέσα ή κοντά χώρους διαβίωσης, Η επιλογή της ασφαλέστερης μπαταρίας ως ουσιαστικό μέρος του συστήματος είναι μια σημαντική κατευθυντήρια αρχή."
(3) Μπαταρία λιθίου νικελίου οξειδίου κοβαλτίου μαγγανίου (NMC).
Οι μπαταρίες Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide (NMC) είναι ανθεκτικές και πολύ ασφαλείς εφόσον παρακολουθούνται από σύστημα διαχείρισης μπαταριών. Με την προσθήκη στοιχείων όπως το νικέλιο και το μαγγάνιο στη χημεία της μπαταρίας, η μπαταρία μπορεί να αποθηκεύσει περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια από άλλους τύπους μπαταριών ιόντων λιθίου.
Όπως και άλλες μπαταρίες λιθίου, οι μπαταρίες λιθίου νικελίου οξειδίου του κοβαλτίου μαγγανίου (NMC) δεν απαιτούν σημαντική συντήρηση. Ένα σύστημα διαχείρισης μπαταρίας (BMS) θα παρακολουθεί την τάση, το ρεύμα και τη θερμοκρασία της μπαταρίας για να διασφαλίσει την ασφάλεια και τη διάρκεια ζωής της.
Ο Harris της Eguana είπε: "Η ακραία λειτουργία μπορεί να μειώσει τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας και το σύστημα παρακολούθησης καταγράφει τη λειτουργία μέσω του συστήματος διαχείρισης μπαταριών (BMS) για να ειδοποιεί τις αξιώσεις εγγύησης. κάτω το σύστημα». Το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας μπαταριών της εταιρείας χρησιμοποιεί μπαταρίες λιθίου νικελίου μαγγανίου οξειδίου του κοβαλτίου (NMC) από την LG Chem.
Οι μπαταρίες λιθίου νικελίου μαγγανίου οξειδίου του κοβαλτίου (NMC) μπορούν να χρησιμοποιηθούν το χειμώνα, εφόσον επιβεβαιωθεί το ασφαλές εύρος θερμοκρασίας.
«Εάν απαιτούνται εποχιακά συστήματα αποθήκευσης ενέργειας, θα πρέπει να αποθηκεύονται σε εσωτερικούς χώρους», είπε ο Χάρις, αναφέροντας τους χειμώνες του Καναδά ως ακραίο παράδειγμα.
(4) Μπαταρίες ροής - ειδικά μπαταρίες βρωμιούχου ψευδαργύρου (ZNBR).
Οι μπαταρίες ροής βρωμιούχου ψευδαργύρου (ZNBR) (που κατασκευάζονται πιο συχνά από την Primus Power) είναι κατάλληλες για μεγάλης κλίμακας συστήματα μακροπρόθεσμης αποθήκευσης ενέργειας. Οι μπαταρίες ροής χρησιμοποιούν δύο χημικά συστατικά διαλυμένα σε ένα υγρό που χωρίζεται από έναν διαχωριστή για την παροχή ηλεκτρικού φορτίου. Οι μπαταρίες ροής βρωμιούχου ψευδαργύρου (ZNBR) έχουν άλατα βρωμιούχου ψευδαργύρου διαλυμένα σε έναν ηλεκτρολύτη. Η τεχνολογία μπαταριών που χρησιμοποιεί η Primus Power είναι ελαφρώς διαφορετική από τις συμβατικές μπαταρίες ροής βρωμιούχου ψευδαργύρου (ZNBR) και ο διαχωριστής τους δεν απαιτεί καθαρισμό ή αντικατάσταση. Το Primus Power χρησιμοποιεί δεξαμενές αποθήκευσης για την αποθήκευση ηλεκτρολύτη και οι μπαταρίες ροής του έχουν άπειρους κύκλους φόρτισης-εκφόρτισης χωρίς υποβάθμιση της απόδοσης. Οι μπαταρίες ροής γενικά απαιτούν πολύ λίγη συντήρηση.
Οι μπαταρίες ροής είναι σαν κυψέλες καυσίμου, επομένως είναι απλά κουτιά με ηλεκτρονικά και ηλεκτρολύτες. Η Primus λέει ότι τα προϊόντα Energy Pods της απαιτούν μόνο ετήσιες επισκέψεις συντήρησης από πιστοποιημένους τεχνικούς σέρβις λειτουργίας και συντήρησης (O&M) για τη διενέργεια επιθεωρήσεων ρουτίνας, την αντικατάσταση φίλτρων αέρα και τη συμπλήρωση ηλεκτρολυτών. Οι μπαταρίες ροής μπορούν να χρησιμοποιηθούν το χειμώνα και μπορούν να τοποθετηθούν σε πολύ κρύες συνθήκες.
"Παρακολουθούμε όλες τις μπαταρίες που έχουν αναπτυχθεί 24/7 για να διασφαλίσουμε τη σωστή λειτουργία και να αντιμετωπίσουμε προληπτικά τυχόν πιθανά προβλήματα πεδίου. Αυτά τα δεδομένα είναι επίσης διαθέσιμα στον πάροχο O&M του ιδιοκτήτη σε πραγματικό χρόνο", δήλωσε ο CCO της Primus Power, Jorg Heinemann. Οι μπαταρίες έχουν σχεδιαστεί για να διαρκούν όσο, αν όχι περισσότερο, οι ηλιακοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής με λύσεις αποθήκευσης ενέργειας και δεν απαιτούν προσθήκες ή τακτικές αντικαταστάσεις όπως οι μπαταρίες ιόντων λιθίου».
(5) Μπαταρία μολύβδου-οξέος
Είναι γνωστό ότι οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος είναι αξιόπιστες και φθηνές. Οι δομές τους που μοιάζουν με πλέγμα είναι βυθισμένες σε όξινους ηλεκτρολύτες, των οποίων οι ηλεκτρολύτες μπορεί να απαιτούν μακροπρόθεσμη αναπλήρωση. Οι μπαταρίες είναι βαριές λόγω του υλικού και μερικές πρέπει να εγκατασταθούν σε αεριζόμενους χώρους. Οι απαιτήσεις λειτουργίας και συντήρησής τους είναι καλά κατανοητές σε αυτό το σημείο, επομένως είναι ιδανικές για τις περισσότερες εφαρμογές ηλιακής και αποθήκευσης και θα πρέπει να αποθηκεύονται σε ξηρό μέρος με μέτριες θερμοκρασίες.
Οι συνδέσεις των ακροδεκτών των μπαταριών μολύβδου-οξέος θα πρέπει να ελέγχονται πολλές φορές το χρόνο για να διασφαλίζεται ότι δεν χαλαρώνουν με την πάροδο του χρόνου. Οι πλημμυρισμένες μπαταρίες μολύβδου-οξέος πρέπει να ανανεώνονται τακτικά με απεσταγμένο νερό. Οι μπαταρίες διαχωριστικού υαλοβάμβακα (AGM) και οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος γέλης είναι ερμητικά σφραγισμένες και επομένως δεν απαιτούν αναπλήρωση ηλεκτρολύτη.
Εάν η μπαταρία μολύβδου-οξέος δεν χρησιμοποιείται προσωρινά, πρέπει να αποθηκευτεί σωστά. Η Trojan Battery λέει ότι οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος αυτοεκφορτίζονται με την πάροδο του χρόνου και πρέπει να φορτίζονται στο ελάχιστο επίπεδο ακόμα και όταν δεν είναι συνδεδεμένες σε φορτίο. Αυτός ο ρυθμός αυτοεκφόρτισης ποικίλλει ανάλογα με τη θερμοκρασία, με τις υψηλές θερμοκρασίες να αυξάνουν τον ρυθμό εκφόρτισης και τις χαμηλές θερμοκρασίες να μειώνουν τον ρυθμό εκφόρτισης.
Οι ειδικοί της Trojan Battery είπαν, "Η συντήρηση που απαιτείται για τις μπαταρίες μολύβδου δεν είναι πολύ δύσκολη, αλλά οι εργασίες συντήρησης είναι μεγάλες. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για τις μπαταρίες μολύβδου που πρέπει να γεμίσουν με νερό. Όταν προσθέτετε απεσταγμένο νερό για την αναπλήρωση του Το επίπεδο ηλεκτρολύτη, το οξύ θα εκτεθεί. Συνιστούμε στο προσωπικό συντήρησης της μπαταρίας να φορά γυαλιά και γάντια ασφαλείας. Εάν οι πελάτες ενδιαφέρονται για τη συντήρηση της μπαταρίας, μπορούν να ζητήσουν εξωτερική βοήθεια για να ολοκληρώσουν αυτήν την εργασία."
(6) Μπαταρία νικελίου-καδμίου (NiCd).
Οι μπαταρίες με βάση το νικέλιο είναι ιδανικές για απομακρυσμένες εγκαταστάσεις εκτός δικτύου σε απαιτητικές εφαρμογές όπου απαιτείται αξιόπιστη εφεδρική ισχύς και δεν είναι δυνατή η τακτική συντήρηση. Λειτουργούν καλά σε ακραίες θερμοκρασίες και βαθιές εκκενώσεις.
Η EnerSys είπε ότι, παρόμοια με τους συντηρητές μπαταριών μολύβδου-οξέος, οι μπαταρίες νικελίου-καδμίου (NiCd) θα πρέπει να ελέγχονται τακτικά και να αναπληρώνονται. Επειδή οι μπαταρίες νικελίου-καδμίου (NiCd) μπορούν να λειτουργήσουν σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών λειτουργίας, δεν χρειάζεται να προετοιμαστείτε για υπερβολικό κρύο το χειμώνα, αλλά οι μπαταρίες δεν πρέπει να αποθηκεύονται κάτω από -22 βαθμούς F. Νικέλιο-κάδμιο (NiCd ) οι μπαταρίες μπορούν να αποθηκευτούν (δεν είναι συνδεδεμένες σε φορτίο) για έως και 12 μήνες, εφόσον το περιβάλλον είναι στεγνό και εντός του κατάλληλου εύρους θερμοκρασίας.
Jay Frankhouser, διευθυντής επιχειρηματικής ανάπτυξης και μάρκετινγκ για εφεδρική δύναμη στην EnerSys. "Οι μετρήσεις τάσης και οι έλεγχοι στάθμης ηλεκτρολυτών στις μπαταρίες NiCd μπορούν εύκολα να γίνουν από τον ιδιοκτήτη του συστήματος μπαταριών. Η προσθήκη νερού μπορεί να γίνει από τον ιδιοκτήτη, αλλά θα πρέπει να λάβει τις προφυλάξεις ασφαλείας που περιγράφονται στο εγχειρίδιο εγκατάστασης και λειτουργίας. Κατά τη δοκιμή χωρητικότητας ή άλλες ηλεκτρονικές δοκιμές θα πρέπει να γίνονται από καταρτισμένους τεχνικούς."