پس از نزدیک شدن نصب پانل های فتوولتائیکبه نظر ما منطقی است که موضوع باتری ها را که برای تحقق یک تاسیسات خورشیدی مستقل یا افزایش مصرف خورشیدی آن ضروری است، پوشش دهیم. در واقع، اگر نصبی خارج از شبکه را انتخاب کرده اید که به شبکه برق متصل نیست، برق تولید شده توسط پنل های خورشیدی شما باید در باتری ها ذخیره شود تا بتوان در صورت نیاز از آن استفاده کرد. در مصرف خود، ممکن است بخواهید بخشی از انرژی تولید شده خود را به جای فروش مجدد مستقیم در شبکه، ذخیره کنید. برای انجام این کار، انتخاب های مختلفی از باتری ها در دسترس شماست.
بیایید فناوری‌های باتری خورشیدی ثابت را در سال 2022 بررسی کنیم.
یادآوری نحوه عملکرد باتری
باتری یک دستگاه الکتروشیمیایی است که برای ذخیره و سپس تامین برق استفاده می شود. از دو الکترود تشکیل شده است: آند و کاتد که هر دو در مایع غوطه ور می شوند، خمیر یا ژلی به نام الکترولیت که محیطی است که امکان انتقال الکترون ها، بنابراین الکتریسیته را فراهم می کند.
الکترودها با الکترولیت واکنش داده و انرژی شیمیایی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. در واقع، الکترودها از مواد مختلفی تشکیل شده‌اند که باعث ایجاد ولتاژ الکتریکی می‌شود، زیرا وقتی مدار بسته است، آند تمایل به تولید الکترون دارد در حالی که کاتد تمایل به جذب آنها دارد. باتری در طول این واکنش به تدریج تخلیه می شود.
در طول شارژ، فرآیند شیمیایی معکوس می شود و امکان بازسازی الکترودها را فراهم می کند. در طول چرخه های تخلیه و شارژ باتری، باتری به تدریج فرسوده می شود و با گذشت زمان مقداری از ظرفیت خود را از دست می دهد. این حساسیت به تخلیه نامیده می شود. بنابراین، بسته به نوع باتری مورد استفاده، حساسیت به تخلیه ممکن است متفاوت باشد، گاهی اوقات عمر باتری را به میزان قابل توجهی افزایش یا کاهش می دهد. بنابراین انتخاب نوع مناسب باتری با توجه به کاربرد مورد نظر ضروری است.
انواع مختلف باتری ها چیست؟
سه نوع اصلی باتری وجود دارد:
- لس باتری های اسید سرب شناخته شده ترین، قدیمی ترین و کم هزینه ترین برای خرید هستند. برای مثال، در این دسته، باتری‌های سرب/اسیدی را می‌یابیم که برای روشن کردن خودروها استفاده می‌شوند. به طور کلی باتری های سرب دارای چگالی انرژی پایینی هستند که به آنها امکان ذخیره انرژی کمی را با توجه به وزنشان می دهد. بنابراین، آنها عمدتاً باتری‌های سنگینی هستند، اما این معیار در ذخیره‌سازی ثابت چندان مهم نیست. از سوی دیگر، این باتری ها در شرایطی که انرژی زیادی برای تامین سریع نیاز است، نسبتا مناسب هستند.
- لس باتری های لیتیومیکه تکنولوژی آنها جدیدترین است، عمر طولانی تری دارند اما نسبت به تعمیر و نگهداری بسیار حساس تر هستند. قیمت خرید آنها بالاتر است، اما شروع به دموکراتیک شدن می کند. چگالی انرژی آنها بالا است، که باعث می‌شود باتری‌های نسبتاً سبکی برای کارکردن داشته باشند. با این حال، به دلیل حساسیت الکتروشیمیایی آنها، استفاده از باتری های لیتیومی به یک سیستم مدیریت باتری یا BMS نیاز دارد، یعنی مداری که اجازه می دهد ولتاژ بین هر سلول باتری متعادل شود. این BMS بسته به برند انتخابی می تواند یکپارچه شود یا باید اضافه شود. بنابراین، این باتری‌ها می‌توانند پیچیده‌تر و گرانتر برای نصب باشند، اما تضمینی برای ایمنی و عملکرد برای نصب طولانی‌مدت هستند.
- لس باتری های نیکل سومین فناوری موجود هستند. اینها باتری های قوی هستند که اگر به طور منظم نگهداری شوند، به راحتی بیست سال دوام می آورند. از سوی دیگر، اینها باتری هایی هستند که می توان آنها را بازسازی کرد تا طول عمر آنها افزایش یابد. با این حال، باتری های نیکل می توانند مشکلاتی را برای محیط زیست و در حین بازیافت ایجاد کنند. آلاینده ترین باتری های نیکل کادمیوم بود که خوشبختانه امروز ممنوع شد.
از کدام باتری برای نصب خورشیدی استفاده کنم: مقایسه ما؟
علیرغم رشد باتری‌های لیتیومی، فناوری باتری‌های سرب-اسید سهمی از بازار را که به انرژی خورشیدی اختصاص دارد، حفظ کرده است. در اثر؛ قیمت مناسب آنها آنها را به باتری های جالبی برای نصب های کوچک تبدیل می کند. به خصوص اگر قرار باشد به طور موقت یا برای مدت کوتاه استفاده شوند. اینها باتری هایی هستند که در بهترین حالت و به شرط رعایت عمق دشارژ توصیه شده، عمر متوسطی در حدود ده سال دارند.
برخی از باتری های اسید سرب برای تخلیه عمیق تر بهینه شده اند. این مورد به ویژه در مورد باتری‌های AGM یا opzs که می‌توانند ویژگی‌های بسیار جالبی برای نصب خورشیدی شما داشته باشند، در عین حال که در بودجه معقول باقی می‌مانند، صادق است.
جداول زیر از ویدیو گرفته شده است:
مقایسه باتری های سرب
| نوع باتری | اسید سرب | AGM | AGM Supercycle | ژل | opzs | opzv |
|---|---|---|---|---|---|---|
| میانگین قیمت خرید | حدود 100 یورو در هر کیلووات ساعت | حدود 190 یورو در هر کیلووات ساعت | حدود 250 یورو در هر کیلووات ساعت | حدود 200 یورو در هر کیلووات ساعت | حدود 340 یورو در هر کیلووات ساعت | حدود 410 یورو در هر کیلووات ساعت |
| عمق تخلیه | ٪۱۰۰ | ٪۱۰۰ | ٪۱۰۰ | ٪۱۰۰ | ٪۱۰۰ | |
| تعداد چرخه های ممکن بسته به عمق تخلیه | 30٪ = 800 چرخه 50٪ = 500 چرخه 70٪ = 300 چرخه |
30٪ = 1500 چرخه 50٪ = 600 چرخه 70٪ = 400 چرخه |
40٪ = 1000 چرخه 60٪ = 700 چرخه 100٪ = 300 چرخه |
30٪ = 1800 چرخه 50٪ = 750 چرخه 70٪ = 500 چرخه |
30٪ = 4400 چرخه 50٪ = 2500 چرخه 70٪ = 1350 چرخه |
30٪ = 4600 چرخه 50٪ = 2600 چرخه 70٪ = 1400 چرخه |
| سرعت تخلیه | لنز | قابل قبول | لنز | سریع | سریع | |
| تراکم انرژی | ضعیف (باتری سنگین) | ضعیف (باتری سنگین) | سبک تر از باتری های استاندارد AGM | ضعیف (باتری سنگین) | ضعیف (باتری سنگین) | ضعیف (باتری سنگین) |
| اثر حافظه | فایده | بدون اثر حافظه | فایده | فایده | فایده | |
| بازده | ٪۱۰۰ | ٪۱۰۰ | ٪۱۰۰ | ٪۱۰۰ | ٪۱۰۰ | |
| BMS مورد نیاز است | نه | نه | نه | نه | نه | |
| آب بندی | نه | بله | بله | بله | نه | بله |
| نگهداری | گاهی اوقات نیاز به افزودن مایعات هر 6 ماه یکبار است | عملاً به تعمیر و نگهداری نیاز ندارد | نگهداری بسیار کمی مورد نیاز است | گاهی اوقات نیاز به اضافه کردن مایع است | عملاً به تعمیر و نگهداری نیاز ندارد | |
در خودمختاری یا برای تاسیسات بزرگتر، توانایی ذخیره انرژی تولید شده به طور موثر ضروری است. باتری های لیتیومی مزایای زیادی دارند. کمتر دست و پا گیر، مجهز به آب بندی بهتر اما همچنین با طول عمر بیشتر، جنبه های عملی به سرعت باعث می شود که قیمت خرید آنها را فراموش کنید که بالاتر باقی می ماند. طول عمرشون هم حدود ده سال هست ولی عمق دبیشون انعطاف پذیرتره که کارایی بهتری بهشون میده!!
مقایسه باتری های لیتیومی
| نوع باتری | لیتیوم فسفات آهن LiFePO4 یا LiFe |
لیتیوم اکسید تیتانیوم LTO |
|---|---|---|
| میانگین قیمت خرید | حدود 480 یورو در هر کیلووات ساعت | حدود 600 یورو در هر کیلووات ساعت |
| عمق تخلیه | ٪۱۰۰ | ٪۱۰۰ |
| تعداد چرخه های ممکن بسته به عمق تخلیه | 30٪ = 10000 چرخه 50٪ = 4500 چرخه 70٪ = 3000 چرخه |
30٪ = 20000 چرخه 50٪ = 9000 چرخه 70٪ = 6000 چرخه |
| سرعت تخلیه | سریع | سریع |
| تراکم انرژی | قوی (باتری سبک) | قوی (باتری سبک) |
| اثر حافظه | خیلی ضعیف | خیلی ضعیف |
| بازده | ٪۱۰۰ | ٪۱۰۰ |
| BMS مورد نیاز است | بله گاهی اوقات یکپارچه |
بله |
| آب بندی | بله | بله |
| نگهداری | عملاً به تعمیر و نگهداری نیاز ندارد | عملاً به تعمیر و نگهداری نیاز ندارد |
در نهایت، باتری‌های نیکل برای نصب در شرایط پیچیده مناسب هستند. آنها از ترشح حمایت می کنند
عمیق، شارژ بیش از حد و عملاً بدون نیاز به تعمیر و نگهداری علاوه بر ضد آب بودن. از سوی دیگر، اینها باتری هایی هستند که کافی خواهند بود
گران برای خرید با این حال، آنها به ویژه برای اجرای تاسیسات در یک سایت جدا شده یا در شرایط آب و هوایی مفید خواهند بود.
مجتمع
مقایسه باتری نیکل
| نوع باتری | NiCd (کادمیم = آلاینده) | NiMH | NiFe (نیکل/آهن) |
|---|---|---|---|
| میانگین قیمت خرید | حدود 400 یورو در هر کیلووات ساعت | حدود 700 یورو در هر کیلووات ساعت | حدود 500 یورو در هر کیلووات ساعت |
| عمق تخلیه | ٪۱۰۰ | ٪۱۰۰ | ٪۱۰۰ |
| تعداد چرخه های ممکن بسته به عمق تخلیه | 70٪ = 2000 چرخه | 70٪ = 2000 چرخه | 70٪ = 2400 چرخه |
| سرعت تخلیه | سریع | سریع | کاملا سریع |
| تراکم انرژی | قوی (باتری بسیار سبک) | قوی (باتری بسیار سبک) | قوی (باتری سبک) |
| اثر حافظه | مهم | فایده | فایده |
| بازده | ٪۱۰۰ | ٪۱۰۰ | ٪۱۰۰ |
| BMS مورد نیاز است | اختیاری | اختیاری | نه |
| آب بندی | بله | بله | بله |
| نگهداری | عملاً به تعمیر و نگهداری نیاز ندارد | عملاً به تعمیر و نگهداری نیاز ندارد | عملاً به تعمیر و نگهداری نیاز ندارد |
به موازات معیارهایی که مستقیماً با فناوری باتری مورد استفاده مرتبط است، سایر عناصر نیز باید در نظر گرفته شوند. ظرفیت ذخیره سازی نکته مهمی است، زیرا نصب شما باید بتواند تمام انرژی تولید شده را ذخیره کند. مدت زمان گارانتی نیز از آنجایی که با توجه به تامین کنندگان مختلف یک پارامتر کاملا متغیر است، نکته جالبی برای مطالعه است!! در نهایت باید دقت کرد تا از سازگاری باتری های انتخاب شده با بقیه قسمت های نصب خورشیدی اطمینان حاصل شود.
باتری های پایان عمر چگونه بازیافت می شوند؟
ویدئوی زیر نمای کلی از فرآیند بازیافت باتری در فرانسه را ارائه می دهد:
این شامل بازیافت در چندین مرحله است که شامل فرآیندهای شیمیایی با هدف بازیابی نمک های فلزی خالص شده است که می تواند برای تولید باتری های جدید استفاده شود. با توجه به پیچیدگی بازیافت، درک علاقه استفاده از باتری هایی که می توانند طول عمر قابل توجهی داشته باشند، آسان است، بنابراین نیاز به تغییر آنها و در نتیجه بازیافت بیش از حد آنها کاهش می یابد.
برای بهینه سازی عمر باتری های خود، نکاتی می تواند مفید باشد. نگهداری باتری ها در داخل و در یک مکان معتدل ظرفیت آنها را بهینه می کند. در واقع باتری ها گرما یا دمای خیلی سرد را به خوبی تحمل نمی کنند و در مواجهه با رطوبت همگی برابر نیستند. به عنوان مثال، دمای عملیاتی بهینه برای یک باتری سرب اسید 19 درجه سانتیگراد است. از طرفی در هنگام نصب، باتری ها باید به گونه ای چیده شوند که بین آنها فاصله ایجاد شود. در حین کار، باتری های شما گرما تولید می کنند که اگر کاری برای تخلیه صحیح آن انجام نشود، می تواند به سرعت به دستگاه آسیب برساند. در نهایت، مهم است که به نشانه های ارائه شده توسط تامین کننده، به ویژه با توجه به عمق بهینه تخلیه، احترام بگذارید.
باتری های مجازی؟ باتری استارت آپ ها!
بخش انرژی خورشیدی به طور مداوم در حال تحول است و راه حل های فنی جدید به طور مرتب ظاهر می شوند. بنابراین اگر به دنبال اجرای یک نصب هستید، ممکن است با اصطلاحات " برخورد کرده باشید. باتری مجازی" ، جایی که " باتری حرارتیe" در طول جستجوی شما.
La باتری مجازی یک راه حل ذخیره انرژی "روی شبکه" است. انرژی اضافی تولید شده به شبکه تامین کننده شما تزریق می شود، که باید سازگار باشد، و سپس می تواند در صورت نیاز به صورت اعتبار انرژی مجاز "پس گرفته شود". با این حال، این راه حل لزوما نیاز به نصب خود مصرفی متصل به شبکه دارد. همچنین هزینه ای از تامین کننده انرژی شما دارد. برخی از کشورها مانند بلژیک شروع به مالیات بر این عمل کرده اند مالیات بر مصرف کننده.
سرانجام، باتری حرارتی شامل ذخیره انرژی نه به شکل الکتریسیته، بلکه مستقیماً به شکل گرما، به عنوان مثال در یک مخزن آب گرم است. این گزینه سودآوری نصب خورشیدی شما را به شدت کاهش می دهد زیرا کیلووات ساعت برقی بسیار گرانتر از کیلووات ساعت حرارتی است.