סולארית מול סוללה ליתיומית: איך לבחור את פתרון אגירת האנרגיה הנכון

מבוא.

המונח סולאר בטריה ביחס לבטריית ליתיום כולל שתי שאלות רכישה שונות. סולאר בטריה מוגדרת על פי מה שהיא עושה: היא מאחסנת אנרגיה מהמערכת הפוטו-וולטאית לשימוש עתידי. בטריית ליתיום מוגדרת על פי האופן שבו היא מאחסנת את האנרגיה: באמצעות טכנולוגיה אלקטרוכימית מבוססת ליתיום. . יחידה מסוג LiFePO4 המותקנת מאחורי מומר סולרי היא לכן גם סוללת ליתיום וגם סוללת סולארית.

ההשוואה שצוותי הרכישה באמת צריכים היא בין טכנולוגיות הסוללות המשמשות בפרויקטים סולאריים. בדרך כלל זה פירושו השוואה בין סוללות עופרת-חמצנית רטובות, AGM, גל ומכילות ליתיום, מול פרופיל הפעלה של ה האתר. הבחירה הנכונה תלויה במחזורים יומיים, באנרגיה שימושית, בדרישה להספק, בגישה לתיקון, בשטח להתקנה, בטמפרטורה, באורך חיים צפוי של הפרויקט, ובעלות הזמן שבו המערכת לא פועלת.

למתקינים ומבקרי מערכות הבעיה היא סיכון האינטגרציה. למפיצים – טווח המוצרים, היכולת לתחזוקה והחשיפה להבטחה. לקונים מסחריים – עלות הבעלות הכוללת, ולא מחיר הקנייה הראשוני. מאמר זה מפרט את הלוגיקה הדרושה לקבלת החלטות לשם השוואת טכנולוגיות בלי להתייחס לכל כימיה של סוללה כאל הפתרון האוטומטי לכל מקרה. פרויקט.

__________________________________________________________________________________________________

מהי סוללת שמש? מה?

סוללת שמש היא סוללה ניתנת לטעינה המשמשת לאגירת חשמל המיוצר על ידי מערך פוטו-וולטאי. המונח מתאר את היישום, ולא כימיה מסוימת. סוללת שמש יכולה להיות מסוג עופרת-חומצה פתוחה, AGM, ג'ל, יון-ליטיום, LiFePO4 או טכנולוגיית אגירה אחרת, כל עוד היא מאובטחת במערכת שמחברת אותה לייצור סולרי ומשחררת את החשמל למסילות זרם ישר או זרם חילופין. .

במונחים פרקטיים של פרויקט, הסוללה מבצעת שלוש משימות. היא מעבירה את אנרגיית השמש מהזמן שבו היא מיוצרת לזמן שבו היא נצרכת, תומכת במעגלים כאשר יציאת הפוטו-וולטאי (PV) יורדת, ומספקת מאגר אנרגיה להשבות או לפעולת מרוחקת. המאגר הסוללות לא פועל באיזולציה. ביצועיו תלויים בייצור הפוטו-וולטאי (PV), בבקרת הטעינה, בהתנהגות המומר, בניהול העומסים, בכבלית, בהגנה ובסביבת ההתקנה.

לפיכך, פרויקט סוללה צריך להתחיל בשאלה תפעולית: איזו אנרגיה חייבת להיות זמינה, למשך כמה זמן, באילו הספקים, ובאילו תנאי מזג אוויר או רשת?

__________________________________________________________________________________________________

מהו סוללת ליתיום?

סוללת ליתיום היא סוללה נטענת המשמשת חומרים מבוססי ליתיום לאחסון וocyת אנרגיה. המונח כולל מספר כימיות שונות עם פשרות שונות בצפיפות האנרגיה, התנהגות המחזורים, עלות, מאפיינים תרמיים והספק. לשימוש בסוללות סולאריות נייחות, סוללת ליתיום-ברזל-פוספט — LiFePO4 או LFP — נמצאת בשימוש נרחב בשל התאמתה הטובה למחזורים תכופים, קיבולת שימושית מתונה עד גבוהה, ותפעול שדורש תחזוקה מינימלית.

במפרט פרויקט, תווית הכימיה אינה מספיקה. פתרון סוללה שימושי כולל תאים, חיבורים ביניהם, מערכת ניהול סוללות (BMS), ממשקים, מעטפת, עיצוב תרמי, ממשקים לתקשורת, מגבלות טעינה מאושרות, ו תיעוד התנהגות באגים. מערכת ניהול הסוללות (BMS) היא במיוחד חשובה משום שהיא עוקבת אחר המתח, הזרם, הטמפרטורה ורמת המטען, ולאחר מכן מיישמת מגבלות הגנה כאשר תנאי הפעולה יוצאים מחוץ לטווח המאושר.

מוצרים לייתיום נמצאים באחסון ביתי, בבתים מחוץ לרשת, ברכבים ניידים (RVs), בתחנות תקשורת, במערכות גיבוי מסחריות, וב רשתות מיקרו. ההתאמה שלהם תלויה ביישום. סוללה קומפקטית עלולה להיות מתאימה לציוד נייד אך לא מתאימה לאתר מסחרי בעל הספק גבוה. סוללה מסוג רף עלולה לעבוד היטב בחדר ציוד אך לא להתאים להתקנה בחוץ הנמצאת תחת רעידות, אלא אם יש מעטפת ועיצוב התקנה המתאימים.

ליסודות טכניים בטכנולוגיית סוללות לייתיום, ראו [מהי סוללת לייתיום? ] .

__________________________________________________________________________________________________

סוללה סולארית מול סוללת ליתיום: הבנה ההבדל בין הסוללות

ההבחנה הבהירה ביותר היא זו:

1. סוללת שמש היא קטגוריה של יישום. היא מאחסנת חשמל שנוצר ממקורות שמש.
2. סוללת ליתיום היא קטגוריה טכנולוגית. היא מאחסנת אנרגיה באמצעות כימיה מבוססת ליתיום.

כלומר, שני המונחים אינם תחליפים ישירים זה לזה. סוללת שמש יכולה להיות מבוססת על טכנולוגיות עופרת-חמצן, AGM, ג'ל או ליתיום. סוללת ליתיום יכולה לשמש באחסון שמש, אך גם ברכבים, בתקשורת, בציוד נייד או ביישומים תעשייתיים לאספקת חירום.

ההבחנה הזו משנה את הדרך שבה קונים צריכים להעריך ספקים. בקשה עבור המונח "סוללת שמש" אינו שלם עד ש הקונה מגדיר את הקיבולת, המתח, הכוח, הסביבה, ציוד הטעינה, דגם התיקון והתקופה המתוכננת לחיים של המוצר . בקשה עבור הביטוי "סוללת ליתיום" הוא חסר משמעות באותה מידה עד ששם המזמין מסביר את היישום. בחירת המוצר חייבת לתרגם גם את שני המונחים לתנאי הפרויקט.

__________________________________________________________________________________________________

השוואה בין טכנולוגיות סוללות סולאריות

סוללות עופרת-חמצן מסורתיות, סוג AGM, ג'ל ומבוססות ליתיום יכולות כולן לשמש ביישומים סולאריים. ההבדלים המעשיים ביניהן מתגלה כאשר הן נחשפות לריצוף יומי, טעינה סולארית חלקית, טמפרטורות גבוהות, שטח התקנה מוגבל או גישה מוגבלת לתיקונים. סוללות עופרת-חמצן נוזליות נותרו מוכרות לרבים מהמתקינים. הן זמינות במחיר נמוך יחסית וקיימות עבורן שיטות תחזוקה מוכחות. החסרונות שלהן הם המשקל הכבד, הצורך בتهVentilation, תחזוקה מחזורית, עומק פריקה שימושי נמוך יותר כאשר נדרשת תקופת חיים ארוכה והתנהגות איטית יותר בטיחון קרוב למצב מלא.

סוללות עופרת-חמצן נוזליות נותרו מוכרות לרבים מהמתקינים. הן זמינות במחיר נמוך יחסית וקיימות עבורן שיטות תחזוקה מוכחות. החסרונות שלהן הם המשקל הכבד, הצורך בתאורת אוורור, תחזוקה מחזורית, עומק פריקה שימושי נמוך יותר כאשר נדרשת תקופת חיים ארוכה והתנהגות איטית יותר בטיחון קרוב למצב מלא.

AGM הוא פורמט של סוללה עתיקה אטומה. הוא מונע את הצורך במילוי אלקטרוליט ועשוי להיות שימושי במערכות גיבוי, במבנים ניידים ובapplications ימיות. עם זאת, הוא עדיין דורש פרופיל טעינה תקין ונושא את המגבלות המובנות של טכנולוגיית עופרת-חמצן מבחינת משקל ומספר מחזורי טעינה-פריקה תחת פריקות עומק חוזרות.

סוללות גל משתמשות באלקטרוליט גלוסי וגם הן אטומות. הן מתאימות לתחומים מסוימים כאשר דרישות הטעינה שלהן ידועות היטב. התנהגות הטעינה שלהן עלולה להיות פחות סלחנית כאשר בקרים מוגדרים באופן שגוי, והמהירות שבה הן מקבלות טעינה עלולה להגביל את קבלת האנרגיה מהשמש בחלק מהמערכת. קצב קבלת הטעינה שלהן עלול להגביל את קבלת האנרגיה מהשמש בחלק מהמערכת.

מוצרי ליתיום וליתיום-ברזל-פוספט מספקים בדרך כלל אנרגיה שימושית גבוהה יותר, קבלה חזקה יותר של טעינה ותחזוקה רגילה נמוכה יותר בפרויקטים שעוברים מחזורים רבים. יתרונות אלו חייבים להתאזן מול העלות הראשונית הגבוהה יותר, תאימות רכיבים, התנהגות מערכת ניהול הסוללות (BMS), תמיכה בהספקה ומדיניות הרחבה. תאימות רכיבים, התנהגות מערכת ניהול הסוללות (BMS), תמיכה בהספקה ומדיניות הרחבה.

אלו השוואות כיווניות, ולא תחליף לגיליונות הנתונים הספציפיים לכל מודל. משך החיים הקולנדרי ומספר המחזורים הם קשורים זה לזה אך אינם זהים: בנק סטנדבי שמשתמש בו בדילוגים עלול להזדקן בעיקר עם הזמן, בעוד שבנק סולרי שמשתמשים בו מדי יום כדי להעביר אנרגיה יושפע יותר בצורה משמעותית מתבנית המחזורים שלו. מספר המחזורים תלוי בעומק הפריקה, בקצב הטעינה והפריקה, בטמפרטורה ובהגדרת קיבולת הסיום של العمر. סקירת רכישה אמורה להשוות מוצרים בתנאי בדיקה שווים, ולא להשוות טענות בולטות מגיליונות נתונים שונים.

__________________________________________________________________________________________________

למה סוללות ליתיום נהיים פופולריים לאחסון אנרגיה סולרית אחסון סולרי

אחסון סולרי עבר את השימוש המ occasional כגיבוי. פרויקטים רבים משתמשים כיום בבטריות מדי יום כדי להעביר אנרגיה לערב, לצמצם את פעולת המנועים, לתמוך במטענים מרוחקים או לנהל אילוצים ברשת החשמל. מחזור העבודה הזה משנה את קריטריוני הבחירה.

טעינה ופריקה תכופות. סוללה ביישום סולרי יומי חייבת לקלוט אנרגיה במהלך חלון הפוטו-וולטאי הזמין ולהחזיר אותה מאוחר יותר, מבלי ליצור אובדי הפעלה מוגברים. ליתיום-ברזל-פוספט (LiFePO4) נדונה לעיתים קרובות כפתרון, מכיוון שהיא יכולה לתמוך במחזורים חוזרים כאשר זרם, טמפרטורה ועומק הפריקה נמצאים בתוך הגבולות המורשים. היתרון המעשי אינו מספר המחזורים בלבד; אלא היכולת לעצב את המערכת סביב שגרת הפעלה יומית צפוייה.

גישה מוגבלת לתיקונים. אתר מרוחק עלול להפוך את התיקונים הסדרתיים של הסוללות לייקרות. סוללות עופרת-חנקן רטובות עשויות להיות מתאימות באזורים שבהם ביקורים באתר כבר מתוכננים, והמפעילים יכולים לשמור על דרישות האלקטרוליט והשקייה. באיזורים שבהם הביקורים נדירים, העומס על התיקונים הופך לבעיה מסחרית. הערך של תחזוקה סדרתית נמוכה יכול להיות משמעותי עבור מתקני תקשורת, אתרים מסחריים כפריים, חוות ופורטפוליו מגורים מבוזרים.

דרישת אנרגיה שימושית גבוהה יותר. ככל שמספר הטעינות הביתיות, מקררים, ציוד תקשורת, משאבות ומכשירים מבוססי מִמְרָן גדל, הקונים זקוקים לכמות גדולה יותר של קילו-וואט-שעה שימושיים בתוך נפח מוגדר. כימיה המאפשרת חלק גדול יותר מהקיבולת הנומינלית לשימוש יעיל יכולה למזער את שטח הארון, את משקל ההובלה ואת מורכבות ההתקנה.

דרישות שירות ארוכות טווח. מערכת המיועדת לפעול במשך שנים רבות חייבת להיערך על פי כמות האנרגיה העוברת דרכה (throughput), שימור הקיבולת, תהליך השירות והזמינות של המודולים. מחיר נמוך בתחילת הדרך עלול לאבד את היתרון שלו אם תקופות ההחלפה, עלות העבודה, דלק המנורה או סיכון לעצירת המערכת גבוהים.

לקונים שמתקדמים מעניין כללי לתהליך בחירת הטכנולוגיה, ראו [הסוללה הליטيوم הטובה ביותר לאגירת אנרגיית שמש ] .

__________________________________________________________________________________________________

איך לבחור הסוללה הנכונה למערכת שמש

הסוללה הנכונה נבחרת מתיאור עומס התפעול ותוכנית ההפעלה, ולא רק לפי הסימון הכימי שלה. יש לענות על השאלות הבאות לפני בקשת הצעות מחיר. צריכת האנרגיה. קביעת

הצריכה האנרגטית. קביעת ה-קוט"ה היומי בקילו וاط-שעה שהסוללה חייבת לתמוך בו. לחלק את הטעינות החיוניות מהטעינות הגמישות. א טעינת הקירור, מעגל תקשורת ומזרקה למים עלולים להיות מאוד בעלי השלכות שונות על גודל הסוללה.

דרישות שימור. לקבוע האם הסוללה נדרשת לצריכת עצמית בערב, לכמה שעות של שימור קריטי, לתקופה אחת של לילה אחד, או למספר ימים של אוטונומיה מחוץ לרשת. זמן שימור ארוך יותר דורש אנרגיה שימושית גדולה יותר ובעיקר כמות גדולה יותר של פאנלים פוטו-וולטאיים כדי להחזר את הסוללה לאחר פריקה. כדי להחזר את הסוללה לאחר פריקה. כדי להחזר את הסוללה לאחר פריקה.

קיבולת הסוללה והעוצמה שלה. בקילוואט-שעה קובע את משך הזמן. הספק בקילוואט, או היכולת לספק זרם, קובע מה יכול להיפעל בו זמנית. הפעלת מנוע ומעבדים או גלישות עוצמה עלולות לקבוע את דרישות הממיר והמערכת לניהול סוללות (BMS) גם כאשר הצריכה היומית של האנרגיה היא מודסטית.

סביבת ההתקנה. טמפרטורה, לחות, אבק, רטט, חשיפה למלח, השקייה, ונגישות לשירות משפיעים על המפרט של הסוללה. חדר סוללות באתר חם פנימי, תא ברכב נייד (RV), חוץ ארון ותקשורת חוף הארון לא אמור להיחשב זהה סביבה החיצונית שלכם.

תקציב והוצאות מחזור חיים. יש לערוך הערכה של מחיר הקנייה יחד עם האנרגיה הניתנת לשימוש, הסבירות להחלפה, עבודה על תחזוקה, לוגיסטיקת משלוחים, תנאי אחריות, יעילות המרה, ותקופת עצירה בתפעול. המדד הרלוונטי הוא לעתים קרובות עלות לכל קילו-וואט-שעה נמסר שניתן להשתמש בו בתקופת השירות המיועדת.

הרחבת עתידית. יש לאשר האם הסוללה יכולה להתרחב באמצעות מודולים במקביל, האם המודולים החדשים חייבים להתאים לגיל ול펌וור, האם הממיר תומך בקיבולת היעד קיבולת, והאם מערך הפאנלים הסולריים יכול לטעון מחדש את הבנק הגדול יותר.

מדיניות הרחבה צריכה להיות ידועה לפני שהזמנה ראשונה נשלחת.

__________________________________________________________________________________________________

סוללת LiFePO4 בהשוואה לסוללות סולאריות מסורתיות

LiFePO4 נחשבת באופן רחבה כמתאימה לאחסון סולארי מודרני, מכיוון שהיא מתאימה לתנאי פרויקט נפוצים: מחזורים חוזרים, גישה מוגבלת לתיקון, דרישות גבוהות יותר לקיבולת שימושית, התקנה מודולרית ומערכת מעקב. היא אינה תמיד הפתרון הנכון.

קבינת עונתית עם עומסים קלים, ציוד טעינה קיים לסוללות עופרת-חמצן, מקום רב להתקנה ותקציב הון מחמיר עשויים עדיין להצדיק שימוש בסוללות AGM או סוללות עופרת-חמצן מסורתיות. מערכת מרוחקת עם מחזור יומי, ביקורים יקרים באתר, מקום מוגבל בארון או צורך בבליעה מהירה של אנרגיה סולרית עלולה לשים דגש גדול יותר על LiFePO4. ההבדל נובע מהכלכלת הפעלה ולא מהמותג.

לקונים שבודקים פרויקטים מרוחקים ואוטונומיים, עיין ב— [סוללת LiFePO4 למערכות סולאריות מחוץ לרשת] ] .

המפרט צריך גם לעבור את התחום של הכימיה. יש לשאול האם מערכת ניהול הסוללות (BMS) מספקת התראות משמעותיות, האם ניטור מרחוק זמין, האם תומכים בתקשורת בין הסוללה לממיר, והאם מסמכים לתמיכה טכנית מתאימים לקבוצת המתקינים המקומיים. סוללה טכנית מוכשרת עלולה עדיין לגרום לעיכובים אם תהליכי האינטגרציה והתמיכה לאחר המכירה חלשים.

__________________________________________________________________________________________________

שגיאות נפוצות בה выбор סוללת אחסון סולארית

בחירת הסוללה רק לפי המחיר הראשוני. מחיר הקנייה is הנראה לעין; עבודה חלופית, שעות פעילות אבודות, דלק למחולל, אתר ביקורים, ו- לפעמים אינם זמינים. החלטה המבוססת רק על החשבונית הראשונה עשויה להוביל להוצאות גבוהות יותר לאורך זמן של המערכת אמ חיים .

התעלמות מהקיבולת הפעילה. הקיבולת הנומינלית אינה זהה לאנרגיה הזמינה למשתמשים. הסכום הפעיל תלוי במערכת הורדת עומס (DoD) בהגדרות, שאריות סוללות, יעילות המערכת, טמפרטורה וגבולות הפעלה. השוואות רכש צריכות לדייק את הקילו-וואט-שעה הפעיל בتكوين הרצוי.

התעלמות מדרישות מחזור. מערכת סטנד-בי ו מערכת שמתאימה לשינויים יומיים בסולאריים מטילות דרישות שונות. קונים צריכים לבקש נתוני מחזור בתנאי בדיקה רלוונטיים ולהשוות את תנאי האחריות לשמירה על קיבולת או על עוצמת זרימה. השמדת התרחבות עתידית כבעיה שתטופל מאוחר יותר.

טיפול בהרחבה עתידית כבעיה שלב אחר-לב. הוספת בנק שני עלולה לדרוש התאמה של המודל, גיל המודול, התוכנה הנטועה, תקשורת עם מערכת ניהול הסוללות (BMS), ציוד מדפים, יכולת הממיר וקיבולת הטעינה מהפאנלים הסולאריים. אם תנאים אלו לא נבדקים בשלב זה, עיצוב ראשוני, ניתן להרחיב אותו לרכיב תחליף פרויקט צמנט.

בחירת רכיבים שאינם תואמים. סוללה, מומר, בקר, כבלים, מפסקים, התקני הגנה ומערכת ניטור הפלטפורמה חייבת לפעול כמערכת מאוחדת. פרופילים לא תואמים של טעינה, תקשורת שאינה נתמכת, זרם בלתי מספיק, יכולת זרם בלתי מספקת או חוסר הגנה מפני טמפרטורה יוצרים סיכונים בהתקנה ובתקופת האחריות. התמודדות עם האקלים כמשהו שמתבצע לאחר מעשה. חום יכול להאיץ את התהליך של ההזדקנות, בעוד שקור יכול להגביל את הטעינה ואת הקיבולת הזמינה. תנאי האתר

צריכים לקבוע את סוג המעטקה, את סוגי החיבורים והגנת הסביבה. והגנת הסביבה. הוֹפְעָה, חִמּוּם, מְקוֹם הַתְּקִינוּת וְתַכְלִית הַתַּכְנִיקָה לִפְנֵי הַמִּשְׁתַּמְּשִׁים is נִרְכַּשׁ.