Solární baterie versus lithiová baterie: Jak vybrat správné řešení pro ukládání energie

Úvod.

Výraz solární baterie versus lithiová baterie spojuje dvě různé otázky týkající se nákupu. Sluneční baterie je definována podle toho, co dělá: ukládá energii z fotovoltaického systému pro pozdější využití. Lithiová baterie je definována podle toho, jak ukládá tuto energii: prostřednictvím lithiové elektrochemické technologie. Jednotka LiFePO4 instalovaná za solárním invertorem je proto také lithiovou baterii a solární baterii.

Srovnání, které skutečně potřebují nákupní týmy, je mezi technologiemi baterií používanými v solárních projektech. Obvykle to znamená porovnání zatopených olověných akumulátorů, AGM, gelových a lithiových produktů vzhledem k provoznímu profilu the lokality. Správná volba závisí na denním cyklování, využitelné energii, výkonové poptávce, přístupu pro údržbu, montážním prostoru, teplotě, očekávané životnosti projektu a nákladech na prostoj.

Pro instalatéry a systémové integrátory ors, problém je riziko integrace. Pro distributory je to šíře sortimentu, servisní dostupnost a riziko záruky. Pro komerční kupující je rozhodující celková cena vlastnictví, nikoli počáteční nákupní cena. Tento článek popisuje rozhodovací logiku potřebnou ke srovnání technologií bez považování jakékoli chemie baterií za automatickou odpověď pro každý projekt.

__________________________________________________________________________________________________

Co je solární baterie ry?

Solární baterie je dobíjecí baterie používaná k uchování elektřiny vyrobené fotovoltaickým polem. Tento termín popisuje aplikaci, nikoli konkrétní chemii. Solární baterie může být olověně-kyselá s volným elektrolytem, AGM, gelová, lithiová, LiFePO4 nebo jiná technologie ukládání energie, pokud je začleněna do systému, který ji nabíjí ze solární výroby a vybíjí do stejnosměrných nebo střídavých zátěží.

V praxi projektu baterie plní tři úkoly. Přesune sluneční energii z času jejího výroby na čas jejího spotřebování, podporuje zátěž při poklesu výkonu FV a poskytuje zásobu energie pro výpadky nebo provoz v odlehlých lokalitách. bateriová banka nefunguje izolovaně. Její výkon závisí na výrobě fotovoltaické energie, řízení nabíjení, chování střídače, řízení zátěže, kabeláži, ochraně a prostředí instalace.

Projekt baterie by proto měl začít operační otázkou: jaká energie musí být k dispozici, po jakou dobu, s jakým výkonem a za jakých počasí nebo podmínek sítě? Diskuse o chemii následuje až po definování této otázky.

__________________________________________________________________________________________________

Co je to lithiová baterie?

Lithiová baterie je dobíjecí baterie, která k ukládání a uvolňování energie využívá lithiové materiály. Tento termín zahrnuje několik různých chemických složení s různými kompromisy mezi energetickou hustotou, chováním při cyklování, cenou, tepelnými vlastnostmi a výkonem schopností. Pro stacionární solární úložiště se široce používá lithno-železo-fosfát – LiFePO4 nebo LFP – protože se dobře hodí pro časté cyklování, střední až vysokou využitelnou kapacitu a provoz s nízkou údržbou.

V technické specifikaci projektu není označení chemie postačující. Použitelné řešení baterie zahrnuje články, propojovací prvky, systém pro správu baterie (BMS), svorky, pouzdro, tepelný design, rozhraní pro komunikaci, schválené limity nabíjení a dokumentaci chybového chování. Systém pro správu baterie (BMS) je zvláště důležitý, protože monitoruje napětí, proud, teplotu a stav nabití a uplatňuje ochranné limity, pokud provozní podmínky překročí schválený rozsah.

Lithiové produkty se používají v domácích úložných systémech, off-grid domech, rekreačních vozidlech (RV), telekomunikačních stanicích, komerčních záložních systémech a mikrosítích. Jejich vhodnost závisí na konkrétní aplikaci. Kompaktní baterie může být vhodná pro mobilní zařízení, ale nevhodná pro výkonné komerční zařízení. Baterie ve stojanu může být vhodná pro strojovnu, ale nemusí vyhovovat venkovní instalaci vystavené vibracím bez vhodného pouzdra a konstrukce upevnění.

Pro technický základ o technologii lithiových baterií viz [Co je lithiová baterie? ] .

__________________________________________________________________________________________________

Solární baterie vs Lithiumová baterie: Ne zjištění rozdíl

Nejjasnější rozdíl je tento:

1. Solární baterie je kategorie aplikací. Ukládá elektřinu získanou ze sluneční energie.
2. Lithiumová baterie je kategorie technologií. Ukládá energii prostřednictvím chemie založené na lithiu.

To znamená, že tyto dva výrazy nejsou přímými alternativami. Solární baterie může být založena na olověně-kyselinové technologii, AGM, gelu nebo lithiu solární baterie může být založena na olověně-kyselinové technologii, AGM, gelu nebo lithiu. Lithiumová baterie se může používat pro solární úložiště, ale také v dopravních prostředcích, telekomunikacích, přenosném vybavení nebo průmyslových zálohovacích aplikacích.

Toto rozlišení mění způsob, jakým by měli kupující posuzovat dodavatele. Požadavek na „solární baterii“ je neúplný, dokud kupující nedefinuje kapacitu, napětí, výkon, prostředí, nabíjecí zařízení, údržbový model a návrhová životnost . Požadavek na „lithium battery“ je stejně neúplné, dokud kupující ne vysvětlí aplikaci. Výběr produktu by měl převést oba výrazy do požadavků projektu.

__________________________________________________________________________________________________

Porovnání technologií solárních baterií

Tradiční olověné kyselinové baterie, AGM, gelové a lithiové akumulátory lze všechny použít v solárních aplikacích. Jejich praktické rozdíly se projeví při denním cyklování, částečném solárním nabíjení, vysoké teplotě, omezeném montážním prostoru nebo omezeném přístupu k údržbě.

Otevřené olověné kyselinové baterie jsou stále známé mnoha instalatérům. Jsou dostupné za nižší pořizovací cenu a mají ustálené postupy servisu. Jejich omezení jsou hmotnost, potřeba ventilace, pravidelná údržba, nižší využitelná hloubka vybití při požadavku na dlouhou životnost a delší doba dobíjení v blízkosti plné kapacity.

AGM je uzavřený typ olověné kyselinové baterie. Vyžaduje doplňování elektrolytu jen zřídka a může být užitečná v některých záložních systémech, v rekreačních vozidlech (RV) a na lodích aplikace. Stále vyžaduje správný profil nabíjení a nese vrozená omezení olovených akumulátorů týkající se hmotnosti a počtu cyklů při častém hlubokém vybíjení.

Gelové baterie používají želovitý elektrolyt a jsou také uzavřené. Mohou být vhodné pro vybrané aplikace, kde jsou jejich požadavky na nabíjení dobře známé. jejich chování při nabíjení může být méně tolerantní v případě nesprávné konfigurace regulátorů a jejich rychlost přijímání náboje může omezovat solární doplnění energie v některých systémech. přijímání náboje může omezovat solární doplnění energie v některých systémech.

Lithiové a LiFePO4 produkty obecně poskytují vyšší využitelnou energii, lepší schopnost přijímat náboj a nižší pravidelnou údržbu pro projekty s častým cyklováním. Tyto výhody je třeba vyvážit proti vyšší počáteční ceně, kompatibilitě komponentů, chování BMS, podpoře dodavatelů a politice rozšiřování. kompatibilitě komponentů, chování BMS, podpoře dodavatelů a politice rozšiřování.

Jedná se o směrová srovnání, nikoli o náhradu za technické listy konkrétních modelů. Kalendářní životnost a počet cyklů jsou související, avšak neidentické: záložní baterie s nízkou zátěží stárne převážně s časem, zatímco baterie denně využívaná pro přesun energie ze solárního systému je více ovlivněna svým cyklickým profilem. Počet cyklů závisí na hloubce vybíjení, rychlosti nabíjení a vybíjení, teplotě a definici kapacity na konci životnosti. Při zakoupení by měly být produkty porovnávány za ekvivalentních zkušebních podmínek, nikoli pouze na základě uváděných hlavních údajů z různých technických listů.

__________________________________________________________________________________________________

Proč jsou lithiové baterie Stávají se populárními pro ukládání solární energie ukládání solární energie překročilo fázi občasné zálohy. Mnoho projektů nyní baterie používá každý den k přesunu energie do večerních hodin, snížení provozu generátorů, podpoře vzdálených zátěží nebo řízení omezení v síti. Tento režim provozu mění kritéria pro výběr.

Ukládání solární energie se posunulo dál než jen občasná záloha. Mnoho projektů nyní používá baterie každý den k přesunu energie do večerních hodin, snížení provozu generátorů, podpoře vzdálených zátěží nebo řízení omezení v síti. Tento režim provozu mění kritéria pro výběr.

Časté nabíjení a vybíjení. Baterie v denní solární aplikaci musí přijímat energii během dostupného fotovoltaického okna a později ji uvolňovat, aniž by způsobila nadměrné provozní ztráty. LiFePO4 se často používá, protože umožňuje opakované cykly za předpokladu, že proud, teplota a hloubka vybíjení zůstávají v rámci schválených limitů. Praktickou výhodou není počet cyklů jako takový, ale možnost navrhovat systém kolem předvídatelného denního provozního režimu.

Omezený přístup pro údržbu. Na vzdáleném místě může být pravidelná údržba baterií nákladná. Zalitá olověná kyselina může být použitelná tam, kde jsou návštěvy na místě již plánovány a obsluha je schopna udržovat elektrolyt a požadavky na ventilaci. Tam, kde jsou návštěvy zřídka, stává se zátěž údržby komerčním problémem. Hodnota nižší pravidelné údržby může být významná pro telekomunikační kryty, venkovské komerční lokality, farmy a distribuované rezidenční portfolia.

Vyšší požadavek na využitelnou energii. Jak se domácí zátěže, chladicí zařízení, komunikační vybavení, čerpadla a spotřebiče s invertorem stávají častějšími, potřebují zakupující více využitelných kWh v rámci daného prostoru. chemie, která umožňuje vyšší podíl využitelné kapacity ze jmenovité kapacity, může snížit prostor pro skříň, přepravní hmotnost a složitost instalace.

Dlouhodobé provozní požadavky. Systém určený k provozu po několik let by měl být posuzován podle celkového přepraveného množství energie, udržení kapacity, servisního postupu a dostupnosti modulů. nízká počáteční cena může ztratit svou výhodu, pokud jsou krátké intervaly výměny, pracovní náklady, spotřeba paliva generátoru nebo riziko prostojů vysoké.

Pro zakupující, kteří přecházejí od obecného zájmu k procesu výběru technologie, viz [Nejlepší lithiová baterie pro solární úložiště ] .

__________________________________________________________________________________________________

Jak vybrat správná baterie pro solární systém

Správná baterie je vybrána na základě profilu zátěže a provozního plánu, nikoli pouze na základě označení chemie. Před vyžádáním nabídek by měly být zodpovězeny následující otázky.

Spotřeba energie. Určeno e denní množství kWh, které musí baterie zabezpečit. Oddělte základní zátěž od pružné zátěže. A zátěž chlazení, komunikační obvod a čerpadlo na vodu mohou mít velmi různé důsledky pro dimenzování úložiště.

Požadavky na zálohu. Rozhodněte, zda je baterie potřebná pro samospotřebu večer, několik hodin kritické zálohy, jednu noc nebo více dnů autonomního provozu mimo síť. Delší doba zálohy vyžaduje více využitelné energie a obvykle také větší výkon fotovoltaických panelů k obnovení baterie po vybití. po vybití.

Kapacita a výkon baterie. v kWh určuje dobu provozu. Výkon v kW nebo proudová kapacita určují, co může běžet současně. Start motoru a kompresor nebo nárazový proud mohou ovlivnit požadavky na střídač a systém řízení baterie (BMS), i když je denní spotřeba energie skromná.

Prostředí instalace. Teplota, vlhkost, prach, vibrace, expozice soli, ventilace a přístup pro údržbu všechno ovlivňuje specifikaci baterie. Místnost pro baterii v horké vnitrozemní lokalitě, prostor v rekreačním vozidle (RV), venkovní skříň a pobřežní telekomunikační zařízení skříň by neměla být považována za to samé prostředí.

Rozpočet a celkové provozní náklady. Vyhoďte pořizovací cenu spolu s využitelnou energií, pravděpodobností výměny, náklady na údržbu práce, logistikou dodávek, záručními podmínkami, účinností přeměny a prostojem provozu. Příslušnou metrikou je často cena za využitelný dodaný kWh využitelný dodaný kWh po plánovanou dobu provozu.

Budoucí rozšíření. Potvrďte, zda lze baterii rozšířit paralelními moduly, zda nové moduly musí odpovídat stáří a firmwaru, zda střídač podporuje cílovou kapacitu kapacita a zda fotovoltaické pole dokáže dobít větší bateriovou banku.

Politika rozšiřování by měla být známa ještě před tím, než bude vydán první objednávkový příkaz. d být známa ještě před tím, než bude vydán první objednávkový příkaz.

__________________________________________________________________________________________________

Baterie LiFePO4 proti tradičním solárním bateriím

LiFePO4 je široce považován za vhodný pro moderní solární úložiště, protože vyhovuje několika běžným požadavkům projektů: opakované cyklování, omezený přístup pro údržbu, vyšší požadavky na využitelnou kapacitu, modulární instalace a sledování systému. Není však vždy správnou odpovědí.

Sezónní kabinový systém s lehkým zatížením, stávajícím nabíjecím zařízením pro olověně-kyselinové baterie, dostatkem montážního prostoru a přísným kapitálovým rozpočtem může stále ospravedlnit použití AGM nebo záplavových olověně-kyselinových baterií. Vzdálený systém s denním cyklováním, nákladnými servisními návštěvami na místě, omezeným prostorem v rozvaděči nebo potřebou rychlého využití sluneční energie může více ocenit LiFePO4. Rozdíl vyplývá z provozních ekonomik, nikoli z brandingových faktorů.

Pro kupující, kteří posuzují dálkové a autonomní projekty, viz [LiFePO4 baterie pro solární systémy mimo síť ] .

Specifikace by měla také přesahovat pouze chemické složení. Zeptejte se, zda BMS poskytuje smysluplná upozornění, zda je k dispozici dálkové monitorování, zda je podporována komunikace mezi baterií a invertorem a zda je servisní dokumentace dostatečná pro místní základ instalatérů. Technicky schopná baterie může stále způsobit zdržení, pokud jsou slabé procesy integrace a pozáruční podpora.

__________________________________________________________________________________________________

Běžné chyby Při výběru baterie pro solární úložiště

Výběr pouze na základě počáteční ceny. Nákupní cena is viditelná; náklady na výměnu, ztracené provozní hodiny, palivo pro generátor, lokalita návštěvy a k dispozici použitelná kapacita často není. Rozhodnutí založené pouze na první faktuře může vést k vyšším nákladům v rámci celého systému. eM životnost .

Přehlížení použitelné kapacity. Jmenovitá kapacita není totéž co energie dostupná pro zátěž. Použitelná hodnota závisí na hloubce vybití (DoD), nastaveních, rezervní kapacitě baterie, účinnosti systému, teplotě a provozních limitech. Porovnání zakázek by měla uveřejnit použitelný počet kWh při zamýšlené konfiguraci.

Přehlížení požadavků na počet cyklů. Záložní systém a systém denního přesunu solární energie klade různé požadavky. Zakoupení si zákazníci měli vyžádat data o cyklu za příslušných zkušebních podmínek a porovnat podmínky záruky na udržení kapacity nebo průchodnosti.

Považovat budoucí rozšíření za pozdější problém. přidání druhé banky může vyžadovat shodu modelu, stáří modulu, firmwaru, Komunikace řídícího systému baterií (BMS), hardwaru regálu, výkonu střídače A kapacity nabíjení ze solárních panelů (PV). Pokud tyto podmínky nejsou zohledněny již v počátečním návrhu, rozšíření se může změnit na výměnu celého systému. celého systému. projekt s cementem.

Výběr nekompatibilních komponentů. Baterie, střídač, řídicí jednotka, kabely, odpojovací zařízení, ochranná zařízení a monitorování platforma musí fungovat jako koordinovaný systém. Nesprávné profily nabíjení, nepodporované komunikační protokoly, nedostatečná proudová kapacita nebo chybějící ochrana před teplotou vytvářejí rizika pro uvedení do provozu a záruku. schopnost, nebo chybějící ochrana před teplotou vytvářejí rizika pro uvedení do provozu a záruku. schopnost, nebo chybějící ochrana před teplotou vytvářejí rizika pro uvedení do provozu a záruku.

Považování klimatických podmínek za vedlejší faktor. Vysoká teplota může urychlit stárnutí, zatímco nízká teplota může omezit nabíjení a dostupnou kapacitu. Podmínky na místě by měly ovlivnit konstrukci pouzdra, ventilaci, vytápění, umístění instalace a plánování provozu ještě před zakoupením zařízení is objednaném.