Tak jak różne typy paneli słonecznych zmieniają sposób obsługi i konserwacji systemu zasilania energią słoneczną, tak wiele rodzajów baterii wpłynie na wydajność i konserwację systemu solar-plus-storage. Jeśli ktoś szuka taniego i trwałego produktu do magazynowania energii, najlepszym rozwiązaniem mogą być akumulatory kwasowo-ołowiowe, ale wymaga to dalszej konserwacji. Systemy magazynowania akumulatorów litowo-jonowych są główną opcją dla właścicieli systemów energii słonecznej, które wymagają podejścia bezobsługowego, ale nie nadają się do ekstremalnych środowisk.
Różne poziomy prac związanych z konserwacją baterii mogą mieć wpływ na to, który system magazynowania energii jest używany do magazynowania energii słonecznej plus. Poniżej wyjaśniono wymagania dotyczące konserwacji kilku popularnych produktów do magazynowania energii akumulatorów stosowanych w branży wytwarzania energii słonecznej: akumulatorów litowo-jonowych, akumulatorów kwasowo-ołowiowych, akumulatorów niklowo-kadmowych, akumulatorów przepływowych.
(1) bateria litowo-jonowa
Według Brenta Harrisa, założyciela i CTO firmy Eguana Technologies, akumulatory litowo-jonowe są wybieranym produktem do magazynowania energii w większości zastosowań związanych z energią słoneczną ze względu na ich wysoką gęstość, niskie koszty utrzymania i niski koszt. Baterie litowe nie nadają się do niektórych konkretnych zastosowań, takich jak ekstremalne zakresy temperatur lub gdy wymagane jest długoterminowe przechowywanie energii, a inne baterie mogą być bardziej opłacalne. Największym elementem konserwacji akumulatorów litowo-jonowych jest stopień degradacji. Podobnie jak baterie do telefonów komórkowych, baterie litowe stosowane w systemach magazynowania energii w elektrowniach słonecznych ulegają znacznemu wyczerpaniu po określonej liczbie ładowań i rozładowań. Deweloperzy muszą zaplanować takie tempo degradacji. Dwa najpopularniejsze typy akumulatorów litowo-jonowych stosowane w projektach solarnych plus magazynowanie to akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe (LFP) i akumulatory litowo-niklowo-manganowo-kobaltowe (NMC).
(2) Akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy (LFP)
Baterie litowo-żelazowo-fosforanowe (LFP) są bateriami bezpiecznymi i trwałymi. Ponieważ nie stosuje się kobaltu, nie ma problemu z ucieczką termiczną (pożarem) i nie są wymagane żadne środki wentylacji ani chłodzenia, dzięki czemu można go łatwo zainstalować w pomieszczeniach, co czyni go idealnym do zastosowań w zakresie przechowywania energii w budynkach mieszkalnych. Według Sonnen Corporation, producenta akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych (LFP), akumulatory są idealne do stacjonarnych zastosowań związanych z magazynowaniem energii, zwłaszcza gdy akumulatory muszą być codziennie poddawane cyklom w celu optymalizacji własnego zużycia energii słonecznej i usług podłączonych do sieci.
Baterie litowo-żelazowo-fosforanowe (LFP) nie wymagają więcej konserwacji, ale miejsce ich zainstalowania może mieć wpływ na wydajność. Baterie litowe są wymagane do korzystania z systemu zarządzania baterią (BMS), który automatycznie monitoruje temperaturę każdego akumulatora, stan naładowania, cykl życia itp., aby zmaksymalizować wydajność. Dopóki system magazynowania energii jest zainstalowany w dopuszczalnym zakresie temperatur i wysokości, środki konserwacyjne nie są wymagane.
„Dopóki akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe (LFP) są przechowywane i instalowane w miejscu, które odpowiada środowisku, w którym produkt jest wdrażany, regularna konserwacja nie jest wymagana” – powiedział Carlos Restrepo, wiceprezes ds. technologii Sonnen. To ważne. Baterie nie muszą być przygotowane na sezonowe zmiany temperatury”.
Brad Hansen, dyrektor generalny EnSync Energy, powiedział: „Baterie litowo-żelazowo-fosforanowe (LFP) mogą być narażone na przeładowanie, wysokie temperatury, a nawet uszkodzenia fizyczne i stres, dlatego należy zachować bezpieczeństwo. przestrzenie mieszkalne, Wybór najbezpieczniejszego akumulatora jako istotnej części systemu jest ważną zasadą przewodnią”.
(3) Bateria litowo-niklowo-manganowo-kobaltowo-kobaltowa (NMC)
Baterie litowo-niklowo-manganowo-kobaltowe (NMC) są trwałe i bardzo bezpieczne, o ile są monitorowane przez system zarządzania baterią. Dzięki dodaniu do składu chemicznego baterii takich pierwiastków, jak nikiel i mangan, akumulator może przechowywać więcej energii elektrycznej niż inne rodzaje akumulatorów litowo-jonowych.
Podobnie jak inne baterie litowe, baterie litowo-niklowo-kobaltowo-kobaltowe (NMC) nie wymagają większych zabiegów konserwacyjnych. System zarządzania baterią (BMS) monitoruje napięcie, prąd i temperaturę baterii, aby zapewnić bezpieczeństwo i żywotność.
Harris z Eguany powiedział: „Ekstremalna praca może skrócić żywotność akumulatora, a system monitorowania rejestruje działanie za pośrednictwem systemu zarządzania akumulatorem (BMS), aby powiadomić o roszczeniach gwarancyjnych. W potencjalnie niebezpiecznych warunkach pracy system zarządzania akumulatorem (BMS) w dół systemu." Firmowy system magazynowania energii baterii wykorzystuje baterie litowo-niklowo-manganowo-kobaltowe (NMC) firmy LG Chem.
Baterie litowo-niklowo-manganowo-kobaltowe (NMC) mogą być używane zimą, o ile potwierdzony jest bezpieczny zakres temperatur.
„Jeśli wymagane są sezonowe systemy magazynowania energii, należy je przechowywać w pomieszczeniach” – powiedział Harris, podając kanadyjskie zimy jako skrajny przykład.
(4) Baterie przepływowe - zwłaszcza baterie z bromkiem cynku (ZNBR)
Baterie przepływowe z bromku cynku (ZNBR) (najczęściej produkowane przez Primus Power) są dobrze przystosowane do długoterminowych systemów magazynowania energii na dużą skalę. Baterie przepływowe wykorzystują dwa składniki chemiczne rozpuszczone w cieczy oddzielonej separatorem, aby zapewnić ładunek elektryczny. Akumulatory przepływowe z bromkiem cynku (ZNBR) zawierają sole bromku cynku rozpuszczone w elektrolicie. Technologia akumulatorów stosowana przez Primus Power nieco różni się od konwencjonalnych akumulatorów przepływowych z bromkiem cynku (ZNBR), a ich separator nie wymaga czyszczenia ani wymiany. Primus Power wykorzystuje zbiorniki do przechowywania elektrolitu, a jego akumulatory przepływowe mają nieskończone cykle ładowania i rozładowania bez pogorszenia wydajności. Baterie przepływowe generalnie wymagają bardzo niewielkiej konserwacji.
Baterie przepływowe są jak ogniwa paliwowe, więc to tylko pudełka z elektroniką i elektrolizerami. Primus twierdzi, że produkty Energy Pods wymagają tylko corocznych wizyt konserwacyjnych od certyfikowanych techników obsługi i konserwacji (O&M) w celu przeprowadzenia rutynowych kontroli, wymiany filtrów powietrza i uzupełnienia elektrolitów. Baterie przepływowe mogą być używane zimą i mogą być instalowane w bardzo zimnych warunkach.
„Monitorujemy wszystkie wdrożone akumulatory 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu, aby zapewnić prawidłowe działanie i proaktywnie rozwiązujemy wszelkie potencjalne problemy w terenie. Dane te są również dostępne dla dostawcy O&M właściciela w czasie rzeczywistym” – powiedział dyrektor ds. operacyjnych Primus Power, Jorg Heinemann. Baterie są zaprojektowane tak, aby działały tak długo, jeśli nie dłużej, jak elektrownie słoneczne z rozwiązaniami do magazynowania energii i nie wymagają dodawania ani regularnych wymian, takich jak baterie litowo-jonowe.
(5) Akumulator kwasowo-ołowiowy
Powszechnie wiadomo, że akumulatory kwasowo-ołowiowe są niezawodne i niedrogie. Ich struktury przypominające siatkę są zanurzone w kwaśnych elektrolitach, których elektrolity mogą wymagać długotrwałego uzupełniania. Baterie są ciężkie ze względu na materiał i niektóre muszą być instalowane w wentylowanych pomieszczeniach. Ich wymagania dotyczące obsługi i konserwacji są w tym momencie dobrze zrozumiane, dlatego są idealne do większości zastosowań związanych z energią słoneczną i magazynowaniem i powinny być przechowywane w suchym miejscu o umiarkowanych temperaturach.
Połączenia zaciskowe akumulatorów kwasowo-ołowiowych należy sprawdzać kilka razy w roku, aby upewnić się, że nie poluzują się z upływem czasu. Zalane akumulatory kwasowo-ołowiowe należy regularnie uzupełniać wodą destylowaną. Akumulatory z separatorem z włókna szklanego (AGM) i akumulatory żelowe kwasowo-ołowiowe są hermetycznie zamknięte i dlatego nie wymagają uzupełniania elektrolitu.
Jeśli akumulator kwasowo-ołowiowy nie jest tymczasowo używany, należy go odpowiednio przechowywać. Trojan Battery mówi, że akumulatory kwasowo-ołowiowe rozładowują się z czasem i muszą być ładowane do minimalnego poziomu, nawet jeśli nie są podłączone do obciążenia. Ta szybkość samorozładowania zmienia się wraz z temperaturą, przy czym wysokie temperatury zwiększają szybkość rozładowania, a niskie temperatury zmniejszają szybkość rozładowania.
Eksperci Trojan Battery powiedzieli: „Konserwacja wymagana w przypadku akumulatorów kwasowo-ołowiowych nie jest bardzo trudna, ale prace konserwacyjne są duże. Dotyczy to zwłaszcza akumulatorów kwasowo-ołowiowych, które należy napełnić wodą. Podczas dodawania wody destylowanej w celu uzupełnienia poziom elektrolitu, kwas będzie narażony. Zalecamy, aby personel zajmujący się konserwacją akumulatorów nosił okulary ochronne i rękawice. Jeśli klienci są zaniepokojeni konserwacją akumulatorów, mogą poprosić o pomoc z zewnątrz w celu wykonania tego zadania.
(6) Akumulator niklowo-kadmowy (NiCd)
Baterie niklowe są idealne do zdalnych instalacji poza siecią w wymagających zastosowaniach, w których wymagane jest niezawodne zasilanie awaryjne, a regularna konserwacja nie jest możliwa. Dobrze sprawdzają się w ekstremalnych temperaturach i głębokich wyładowaniach.
EnerSys powiedział, że podobnie jak konserwatorzy akumulatorów kwasowo-ołowiowych, akumulatory niklowo-kadmowe (NiCd) powinny być regularnie sprawdzane i uzupełniane. Ponieważ akumulatory niklowo-kadmowe (NiCd) mogą działać w szerokim zakresie temperatur roboczych, nie musisz przygotowywać się na ekstremalne zimno w zimie, ale akumulatory nie powinny być przechowywane w temperaturze poniżej -22 stopnia F. Niklowo-kadmowe (NiCd) ) akumulatory mogą być przechowywane (niepodłączone do obciążenia) do 12 miesięcy, o ile środowisko jest suche i w odpowiednim zakresie temperatur.
Jay Frankhouser, dyrektor ds. rozwoju biznesu i marketingu zasilania awaryjnego w EnerSys. „Odczyty napięcia i kontrole poziomu elektrolitu w akumulatorach NiCd może z łatwością wykonać właściciel systemu akumulatorów. Dodanie wody może wykonać właściciel, ale będzie on musiał podjąć środki ostrożności opisane w instrukcji instalacji i obsługi. Podczas testowania pojemności lub inne testy elektroniczne powinny być wykonywane przez wykwalifikowanych techników."