Μια ηλιακή μπαταρία μπορεί να είναι μια σημαντική προσθήκη στο ηλιακό σας σύστημα.Σας βοηθά να αποθηκεύσετε την περίσσεια ηλεκτρικής ενέργειας που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε όταν τα ηλιακά πάνελ σας δεν παράγουν αρκετή ενέργεια και σας δίνει περισσότερες επιλογές για το πώς να τροφοδοτήσετε το σπίτι σας.
Αν ψάχνετε για την απάντηση στο «Πώς λειτουργούν οι ηλιακές μπαταρίες;», αυτό το άρθρο θα εξηγήσει τι είναι η ηλιακή μπαταρία, η επιστήμη των ηλιακών μπαταριών, πώς λειτουργούν οι ηλιακές μπαταρίες με ένα σύστημα ηλιακής ενέργειας και τα γενικά οφέλη από τη χρήση ηλιακής ενέργειας αποθήκευση μπαταρίας.
Τι είναι η ηλιακή μπαταρία;
Ας ξεκινήσουμε με μια απλή απάντηση στην ερώτηση, "Τι είναι μια ηλιακή μπαταρία;":
Η ηλιακή μπαταρία είναι μια συσκευή που μπορείτε να προσθέσετε στο ηλιακό σας σύστημα για να αποθηκεύσετε την περίσσεια ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται από τους ηλιακούς συλλέκτες σας.
Στη συνέχεια, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτήν την αποθηκευμένη ενέργεια για να τροφοδοτήσετε το σπίτι σας σε περιόδους που οι ηλιακοί συλλέκτες σας δεν παράγουν αρκετή ηλεκτρική ενέργεια, συμπεριλαμβανομένων των νυχτών, των συννεφιασμένων ημερών και κατά τη διάρκεια διακοπών ρεύματος.
Ο σκοπός μιας ηλιακής μπαταρίας είναι να σας βοηθήσει να χρησιμοποιήσετε περισσότερη ηλιακή ενέργεια που δημιουργείτε.Εάν δεν έχετε αποθήκευση μπαταρίας, οποιαδήποτε περίσσεια ηλεκτρικής ενέργειας από την ηλιακή ενέργεια πηγαίνει στο δίκτυο, πράγμα που σημαίνει ότι παράγετε ενέργεια και την παρέχετε σε άλλους ανθρώπους χωρίς να εκμεταλλευτείτε πλήρως την ηλεκτρική ενέργεια που δημιουργούν πρώτα τα πάνελ σας.
Για περισσότερες πληροφορίες, ανατρέξτε στο δικό μαςΟδηγός ηλιακής μπαταρίας: Οφέλη, χαρακτηριστικά και κόστος
Η επιστήμη των ηλιακών μπαταριών
Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι η πιο δημοφιλής μορφή ηλιακών μπαταριών στην αγορά.Αυτή είναι η ίδια τεχνολογία που χρησιμοποιείται για smartphone και άλλες μπαταρίες υψηλής τεχνολογίας.
Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου λειτουργούν μέσω μιας χημικής αντίδρασης που αποθηκεύει χημική ενέργεια πριν τη μετατρέψει σε ηλεκτρική ενέργεια.Η αντίδραση συμβαίνει όταν τα ιόντα λιθίου απελευθερώνουν ελεύθερα ηλεκτρόνια και αυτά τα ηλεκτρόνια ρέουν από την αρνητικά φορτισμένη άνοδο προς τη θετικά φορτισμένη κάθοδο.
Αυτή η κίνηση ενθαρρύνεται και ενισχύεται από τον ηλεκτρολύτη άλατος λιθίου, ένα υγρό μέσα στην μπαταρία που εξισορροπεί την αντίδραση παρέχοντας τα απαραίτητα θετικά ιόντα.Αυτή η ροή ελεύθερων ηλεκτρονίων δημιουργεί το απαραίτητο ρεύμα για τους ανθρώπους να χρησιμοποιούν ηλεκτρική ενέργεια.
Όταν αντλείτε ηλεκτρική ενέργεια από την μπαταρία, τα ιόντα λιθίου ρέουν πίσω στον ηλεκτρολύτη προς το θετικό ηλεκτρόδιο.Ταυτόχρονα, τα ηλεκτρόνια μετακινούνται από το αρνητικό ηλεκτρόδιο στο θετικό ηλεκτρόδιο μέσω του εξωτερικού κυκλώματος, τροφοδοτώντας την συνδεδεμένη συσκευή.
Οι μπαταρίες αποθήκευσης ηλιακής ενέργειας στο σπίτι συνδυάζουν κυψέλες μπαταρίας πολλαπλών ιόντων με εξελιγμένα ηλεκτρονικά που ρυθμίζουν την απόδοση και την ασφάλεια ολόκληρου του συστήματος ηλιακών μπαταριών.Έτσι, οι ηλιακές μπαταρίες λειτουργούν ως επαναφορτιζόμενες μπαταρίες που χρησιμοποιούν τη δύναμη του ήλιου ως την αρχική είσοδο που ξεκινά την όλη διαδικασία δημιουργίας ηλεκτρικού ρεύματος.
Σύγκριση τεχνολογιών αποθήκευσης μπαταριών
Όσον αφορά τους τύπους ηλιακών μπαταριών, υπάρχουν δύο κοινές επιλογές: ιόντων λιθίου και οξέος μολύβδου.Οι εταιρείες ηλιακών πάνελ προτιμούν τις μπαταρίες ιόντων λιθίου επειδή μπορούν να αποθηκεύουν περισσότερη ενέργεια, να διατηρούν αυτήν την ενέργεια περισσότερο από άλλες μπαταρίες και να έχουν υψηλότερο βάθος εκφόρτισης.
Γνωστό και ως DoD, το Βάθος Εκφόρτισης είναι το ποσοστό στο οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια μπαταρία, σε σχέση με τη συνολική χωρητικότητά της.Για παράδειγμα, εάν μια μπαταρία έχει DoD 95%, μπορεί να χρησιμοποιήσει με ασφάλεια έως και το 95% της χωρητικότητας της μπαταρίας πριν χρειαστεί να επαναφορτιστεί.
Μπαταρία ιόντων λιθίου
Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, οι κατασκευαστές μπαταριών προτιμούν την τεχνολογία μπαταριών ιόντων λιθίου για το υψηλότερο DoD, την αξιόπιστη διάρκεια ζωής, την ικανότητα διατήρησης περισσότερης ενέργειας για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα και το πιο συμπαγές μέγεθος.Ωστόσο, λόγω αυτών των πολυάριθμων πλεονεκτημάτων, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι επίσης πιο ακριβές σε σύγκριση με τις μπαταρίες μολύβδου-οξέος.
Μπαταρία μολύβδου οξέος
Οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος (η ίδια τεχνολογία με τις περισσότερες μπαταρίες αυτοκινήτων) υπάρχουν εδώ και χρόνια και έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως ως συστήματα αποθήκευσης ενέργειας στο σπίτι για επιλογές τροφοδοσίας εκτός δικτύου.Ενώ εξακολουθούν να κυκλοφορούν στην αγορά σε τιμές φιλικές προς την τσέπη, η δημοτικότητά τους εξασθενεί λόγω του χαμηλού DoD και της μικρότερης διάρκειας ζωής.
AC Coupled Storage έναντι DC Coupled Storage
Η σύζευξη αναφέρεται στον τρόπο σύνδεσης των ηλιακών σας συλλεκτών στο σύστημα αποθήκευσης της μπαταρίας σας και οι επιλογές είναι είτε σύζευξη συνεχούς ρεύματος (DC) είτε σύζευξη εναλλασσόμενου ρεύματος (AC).Η κύρια διαφορά μεταξύ των δύο έγκειται στη διαδρομή που ακολουθεί η ηλεκτρική ενέργεια που δημιουργούν τα ηλιακά πάνελ.
Οι ηλιακές κυψέλες δημιουργούν ηλεκτρισμό συνεχούς ρεύματος και αυτός ο ηλεκτρισμός συνεχούς ρεύματος πρέπει να μετατραπεί σε εναλλασσόμενο ρεύμα προτού μπορέσει να χρησιμοποιηθεί από το σπίτι σας.Ωστόσο, οι ηλιακές μπαταρίες μπορούν να αποθηκεύσουν μόνο ηλεκτρική ενέργεια συνεχούς ρεύματος, επομένως υπάρχουν διαφορετικοί τρόποι σύνδεσης μιας ηλιακής μπαταρίας στο ηλιακό σας σύστημα.
DC Coupled Storage
Με τη σύζευξη DC, η ηλεκτρική ενέργεια συνεχούς ρεύματος που δημιουργείται από τα ηλιακά πάνελ ρέει μέσω ενός ελεγκτή φόρτισης και στη συνέχεια απευθείας στην ηλιακή μπαταρία.Δεν υπάρχει τρέχουσα αλλαγή πριν από την αποθήκευση και η μετατροπή από συνεχές ρεύμα σε εναλλασσόμενο ρεύμα πραγματοποιείται μόνο όταν η μπαταρία στέλνει ηλεκτρισμό στο σπίτι σας ή επανέρχεται στο δίκτυο.
Μια μπαταρία αποθήκευσης συνδεδεμένη με DC είναι πιο αποδοτική, επειδή η ηλεκτρική ενέργεια χρειάζεται να αλλάξει από DC σε AC μόνο μία φορά.Ωστόσο, η αποθήκευση σε σύζευξη DC απαιτεί συνήθως μια πιο περίπλοκη εγκατάσταση, η οποία μπορεί να αυξήσει το αρχικό κόστος και να επιμηκύνει το συνολικό χρονοδιάγραμμα εγκατάστασης.
AC Coupled Storage
Με τη σύζευξη εναλλασσόμενου ρεύματος, η ηλεκτρική ενέργεια συνεχούς ρεύματος που παράγεται από τους ηλιακούς σας συλλέκτες περνάει πρώτα από έναν μετατροπέα για να μετατραπεί σε ηλεκτρική ενέργεια εναλλασσόμενου ρεύματος για καθημερινή χρήση από τις συσκευές του σπιτιού σας.Αυτό το εναλλασσόμενο ρεύμα μπορεί επίσης να σταλεί σε ξεχωριστό μετατροπέα για να μετατραπεί ξανά σε ρεύμα συνεχούς ρεύματος για αποθήκευση στην ηλιακή μπαταρία.Όταν έρθει η ώρα να χρησιμοποιήσετε την αποθηκευμένη ενέργεια, η ηλεκτρική ενέργεια ρέει από την μπαταρία και επιστρέφει σε έναν μετατροπέα για να μετατραπεί ξανά σε ρεύμα εναλλασσόμενου ρεύματος για το σπίτι σας.
Με τον αποθηκευτικό χώρο συζευγμένο με AC, η ηλεκτρική ενέργεια αναστρέφεται τρεις ξεχωριστές φορές: μία φορά όταν πηγαίνετε από τα ηλιακά πάνελ σας στο σπίτι, μία άλλη όταν πηγαίνετε από το σπίτι στην αποθήκευση μπαταρίας και μία τρίτη φορά όταν επιστρέφετε από την αποθήκευση μπαταρίας στο σπίτι.Κάθε αναστροφή έχει ως αποτέλεσμα κάποιες απώλειες απόδοσης, επομένως η συζευγμένη αποθήκευση εναλλασσόμενου ρεύματος είναι ελαφρώς λιγότερο αποδοτική από ένα σύστημα συζευγμένου DC.
Σε αντίθεση με την αποθήκευση με σύζευξη DC που αποθηκεύει ενέργεια μόνο από ηλιακούς συλλέκτες, ένα από τα μεγάλα πλεονεκτήματα της συζευγμένης αποθήκευσης AC είναι ότι μπορεί να αποθηκεύσει ενέργεια τόσο από ηλιακούς συλλέκτες όσο και από το δίκτυο.Αυτό σημαίνει ότι ακόμα κι αν οι ηλιακοί σας συλλέκτες δεν παράγουν αρκετή ηλεκτρική ενέργεια για να φορτίσετε πλήρως την μπαταρία σας, μπορείτε να γεμίσετε την μπαταρία με ηλεκτρισμό από το δίκτυο για να σας παράσχει εφεδρική ισχύ ή για να επωφεληθείτε από την αρμπιτράζ τιμών ηλεκτρικής ενέργειας.
Είναι επίσης πιο εύκολο να αναβαθμίσετε το υπάρχον ηλιακό σας σύστημα με αποθήκευση μπαταρίας συνδεδεμένο με εναλλασσόμενο ρεύμα, επειδή μπορεί απλώς να προστεθεί πάνω από ένα υπάρχον σχέδιο συστήματος, αντί να χρειάζεται να ενσωματωθεί σε αυτό.Αυτό καθιστά την αποθήκευση μπαταριών με AC μια πιο δημοφιλή επιλογή για εκ των υστέρων εγκαταστάσεις.
Πώς λειτουργούν οι ηλιακές μπαταρίες με ένα σύστημα ηλιακής ενέργειας
όλη η διαδικασία ξεκινά με τα ηλιακά πάνελ στην οροφή να παράγουν ενέργεια.Ακολουθεί μια αναλυτική ανάλυση βήμα προς βήμα για το τι συμβαίνει με ένα σύστημα σύζευξης DC:
1. Το φως του ήλιου χτυπά τους ηλιακούς συλλέκτες και η ενέργεια μετατρέπεται σε ηλεκτρισμό συνεχούς ρεύματος.
2. Η ηλεκτρική ενέργεια εισέρχεται στην μπαταρία και αποθηκεύεται ως ρεύμα συνεχούς ρεύματος.
3. Ο ηλεκτρισμός συνεχούς ρεύματος στη συνέχεια φεύγει από την μπαταρία και εισέρχεται σε έναν μετατροπέα για να μετατραπεί σε ηλεκτρισμό εναλλασσόμενου ρεύματος που μπορεί να χρησιμοποιήσει το σπίτι.
Η διαδικασία είναι ελαφρώς διαφορετική με ένα σύστημα συνδεδεμένο με AC.
1. Το φως του ήλιου χτυπά τους ηλιακούς συλλέκτες και η ενέργεια μετατρέπεται σε ηλεκτρισμό συνεχούς ρεύματος.
2. Η ηλεκτρική ενέργεια εισέρχεται στον μετατροπέα για να μετατραπεί σε εναλλασσόμενο ρεύμα που μπορεί να χρησιμοποιήσει το σπίτι.
3. Στη συνέχεια, η περίσσεια ηλεκτρικής ενέργειας ρέει μέσω ενός άλλου μετατροπέα για να μετατραπεί σε ηλεκτρική ενέργεια συνεχούς ρεύματος που μπορεί να αποθηκευτεί για αργότερα.
4. Εάν το σπίτι χρειάζεται να χρησιμοποιήσει την ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στην μπαταρία, αυτή η ηλεκτρική ενέργεια πρέπει να ρέει ξανά μέσω του μετατροπέα για να γίνει ηλεκτρισμός εναλλασσόμενου ρεύματος.
Πώς λειτουργούν οι ηλιακές μπαταρίες με έναν υβριδικό μετατροπέα
Εάν διαθέτετε υβριδικό μετατροπέα, μια μεμονωμένη συσκευή μπορεί να μετατρέψει την ηλεκτρική ενέργεια συνεχούς ρεύματος σε εναλλασσόμενο ρεύμα και μπορεί επίσης να μετατρέψει την ηλεκτρική ενέργεια εναλλασσόμενου ρεύματος σε ηλεκτρισμό συνεχούς ρεύματος.Ως αποτέλεσμα, δεν χρειάζεστε δύο μετατροπείς στο φωτοβολταϊκό σας (φωτοβολταϊκό) σύστημα: έναν για τη μετατροπή ηλεκτρικής ενέργειας από τους ηλιακούς σας συλλέκτες (ηλιακός μετατροπέας) και έναν άλλο για τη μετατροπή ηλεκτρικής ενέργειας από την ηλιακή μπαταρία (μετατροπέας μπαταρίας).
Γνωστός και ως μετατροπέας που βασίζεται σε μπαταρία ή υβριδικός μετατροπέας που συνδέεται με το δίκτυο, ο υβριδικός μετατροπέας συνδυάζει έναν μετατροπέα μπαταρίας και έναν ηλιακό μετατροπέα σε ένα ενιαίο εξοπλισμό.Εξαλείφει την ανάγκη να έχετε δύο ξεχωριστούς μετατροπείς στην ίδια εγκατάσταση, λειτουργώντας ως μετατροπέας τόσο για την ηλεκτρική ενέργεια από την ηλιακή μπαταρία σας όσο και για την ηλεκτρική ενέργεια από τους ηλιακούς συλλέκτες σας.
Οι υβριδικοί μετατροπείς αυξάνονται σε δημοτικότητα επειδή λειτουργούν με και χωρίς αποθήκευση μπαταρίας.Μπορείτε να εγκαταστήσετε έναν υβριδικό μετατροπέα στο ηλιακό σας σύστημα χωρίς μπαταρία κατά την αρχική εγκατάσταση, δίνοντάς σας τη δυνατότητα να προσθέσετε αποθήκευση ηλιακής ενέργειας στη γραμμή.
Οφέλη από την αποθήκευση ηλιακών μπαταριών
Η προσθήκη εφεδρικής μπαταρίας για ηλιακούς συλλέκτες είναι ένας πολύ καλός τρόπος για να διασφαλίσετε ότι αξιοποιείτε στο έπακρο το ηλιακό σας σύστημα.Εδώ είναι μερικά από τα κύρια πλεονεκτήματα ενός οικιακού συστήματος αποθήκευσης ηλιακών μπαταριών:
Αποθηκεύει την πλεονάζουσα παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας
Το σύστημα ηλιακών πάνελ σας μπορεί συχνά να παράγει περισσότερη ενέργεια από ό,τι χρειάζεστε, ειδικά τις ηλιόλουστες μέρες που δεν είναι κανείς στο σπίτι.Εάν δεν έχετε αποθήκευση μπαταρίας ηλιακής ενέργειας, η επιπλέον ενέργεια θα σταλεί στο δίκτυο.Εάν συμμετέχετε σε απρόγραμμα net metering, μπορείτε να κερδίσετε πίστωση για αυτήν την επιπλέον παραγωγή, αλλά συνήθως δεν είναι αναλογία 1:1 για την ηλεκτρική ενέργεια που παράγετε.
Με την αποθήκευση μπαταρίας, η επιπλέον ηλεκτρική ενέργεια φορτίζει την μπαταρία σας για μελλοντική χρήση, αντί να πηγαίνει στο δίκτυο.Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την αποθηκευμένη ενέργεια σε περιόδους χαμηλότερης παραγωγής, γεγονός που μειώνει την εξάρτησή σας από το δίκτυο για ηλεκτρική ενέργεια.
Παρέχει ανακούφιση από διακοπές ρεύματος
Δεδομένου ότι οι μπαταρίες σας μπορούν να αποθηκεύσουν την υπερβολική ενέργεια που δημιουργείται από τους ηλιακούς σας συλλέκτες, το σπίτι σας θα έχει διαθέσιμη ηλεκτρική ενέργεια κατά τη διάρκεια διακοπών ρεύματος και άλλες φορές όταν το δίκτυο πέφτει.
Μειώνει το αποτύπωμα άνθρακα
Με την αποθήκευση μπαταριών ηλιακών πάνελ, μπορείτε να κάνετε πράσινο, αξιοποιώντας στο έπακρο την καθαρή ενέργεια που παράγεται από το σύστημα ηλιακών πάνελ σας.Εάν αυτή η ενέργεια δεν αποθηκεύεται, θα βασίζεστε στο δίκτυο όταν τα ηλιακά πάνελ σας δεν παράγουν αρκετά για τις ανάγκες σας.Ωστόσο, η περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια του δικτύου παράγεται με τη χρήση ορυκτών καυσίμων, επομένως πιθανότατα θα χρησιμοποιείτε βρώμικη ενέργεια όταν αντλείτε από το δίκτυο.
Παρέχει ηλεκτρική ενέργεια ακόμα και μετά τη δύση του ηλίου
Όταν ο ήλιος δύει και οι ηλιακοί συλλέκτες δεν παράγουν ηλεκτρισμό, το δίκτυο παρεμβαίνει για να παρέχει την απαραίτητη ενέργεια εάν δεν έχετε αποθηκευτικό χώρο μπαταρίας.Με μια ηλιακή μπαταρία, θα χρησιμοποιείτε περισσότερη από τη δική σας ηλιακή ηλεκτρική ενέργεια τη νύχτα, δίνοντάς σας περισσότερη ενεργειακή ανεξαρτησία και βοηθώντας σας να κρατάτε χαμηλά τον λογαριασμό ηλεκτρικού ρεύματος.
Μια ήσυχη λύση για τις ανάγκες εφεδρικής ενέργειας
Μια μπαταρία ηλιακής ενέργειας είναι μια 100% αθόρυβη εφεδρική επιλογή αποθήκευσης ενέργειας.Μπορείτε να επωφεληθείτε από την καθαρή ενέργεια χωρίς συντήρηση και δεν χρειάζεται να αντιμετωπίσετε τον θόρυβο που προέρχεται από μια εφεδρική γεννήτρια αερίου.
Βασικά Takeaways
Η κατανόηση του τρόπου λειτουργίας μιας ηλιακής μπαταρίας είναι σημαντική εάν σκέφτεστε να προσθέσετε αποθήκευση ενέργειας ηλιακού πάνελ στο ηλιακό σας σύστημα.Επειδή λειτουργεί σαν μια μεγάλη επαναφορτιζόμενη μπαταρία για το σπίτι σας, μπορείτε να επωφεληθείτε από την υπερβολική ηλιακή ενέργεια που δημιουργούν τα ηλιακά πάνελ σας, δίνοντάς σας περισσότερο έλεγχο για το πότε και πώς χρησιμοποιείτε την ηλιακή ενέργεια.
Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι ο πιο δημοφιλής τύπος ηλιακής μπαταρίας και λειτουργούν μέσω μιας χημικής αντίδρασης που αποθηκεύει ενέργεια και στη συνέχεια την απελευθερώνει ως ηλεκτρική ενέργεια για χρήση στο σπίτι σας.Είτε επιλέξετε ένα σύστημα με σύζευξη συνεχούς ρεύματος, σύζευξη εναλλασσόμενου ρεύματος ή υβριδικό σύστημα, μπορείτε να αυξήσετε την απόδοση επένδυσης του ηλιακού σας συστήματος χωρίς να βασίζεστε στο δίκτυο.
Ώρα δημοσίευσης: Ιουλ-09-2022