Точно так же, как различные типы солнечных панелей изменяют то, как работает и обслуживается солнечная энергосистема, несколько типов батарей будут влиять на производительность и обслуживание системы, состоящей из солнечной энергии и хранения. Если кто-то ищет дешевый и долговечный продукт для хранения энергии, возможно, ему подойдут свинцово-кислотные аккумуляторы, но они требуют дополнительного обслуживания. Системы хранения с литий-ионными батареями являются основным вариантом для владельцев систем солнечной энергии, которые требуют необслуживаемого подхода, но они не подходят для экстремальных условий.
Различные уровни работ по техническому обслуживанию батареи могут повлиять на то, какая система накопления энергии используется для хранения солнечной энергии и энергии. Далее будут объяснены требования к техническому обслуживанию нескольких распространенных аккумуляторов для хранения энергии, используемых в солнечной энергетике: литий-ионных аккумуляторов, свинцово-кислотных аккумуляторов, никель-кадмиевых аккумуляторов и т. д.
(1) Литий-ионный аккумулятор
Литий-ионные батареи являются предпочтительным продуктом хранения энергии для большинства приложений солнечной энергетики из-за их высокой плотности, низких эксплуатационных расходов и низкой стоимости. Литиевые батареи не подходят для некоторых конкретных применений, таких как диапазоны экстремальных температур или там, где требуется длительное хранение энергии, а другие батареи могут быть более экономичными. Самым большим пунктом обслуживания литий-ионных аккумуляторов является скорость деградации. Как и батареи сотовых телефонов, литиевые батареи, используемые в системах накопления энергии на солнечных электростанциях, сильно разряжаются после определенного количества зарядов и разрядов. Разработчики должны планировать эту скорость деградации. Двумя наиболее распространенными типами литий-ионных батарей, используемых в проектах с использованием солнечной энергии и накопителей, являются литий-железо-фосфатные (LFP) батареи и литий-никель-марганцево-кобальтовые (NMC) батареи.
(2) Литий-железо-фосфатная батарея (LFP)
Литий-железо-фосфатные (LFP) батареи безопасны и долговечны. Поскольку кобальт не используется, нет проблемы теплового разгона (пожара), не требуются меры по вентиляции или охлаждению, поэтому его можно легко установить в помещении, что делает его идеальным для бытовых систем хранения энергии. Согласно Sonnen Corporation, производителю литий-железо-фосфатных (LFP) аккумуляторов, эти аккумуляторы идеально подходят для стационарных систем хранения энергии, особенно когда требуется ежедневный цикл работы аккумуляторов для оптимизации собственного потребления солнечной энергии и услуг, подключенных к сети.
Литий-железо-фосфатные батареи (LFP) больше не требуют обслуживания, но место их установки может повлиять на производительность. Литиевые батареи должны использовать систему управления батареями (BMS), которая автоматически контролирует температуру каждой батареи, состояние заряда, срок службы и т. д., чтобы максимизировать производительность. Пока система накопления энергии установлена в допустимом диапазоне температур и на высоте над уровнем моря, меры по техническому обслуживанию не требуются.
Пока литий-железо-фосфатные батареи (LFP) хранятся и устанавливаются в месте, соответствующем среде, в которой используется продукт, регулярное техническое обслуживание не требуется. Тем не менее, важно не допускать экстремальных температур батареи, чтобы обеспечить надлежащую производительность. Аккумуляторы не нужно готовить к сезонным изменениям температуры. "
Литий-железо-фосфатные (LFP) батареи могут подвергаться угрозе перезарядки, высокой температуры и даже физического повреждения и давления, поэтому они должны быть безопасными. При использовании батарей в жилых помещениях или рядом с ними важным ориентиром является выбор наиболее безопасной батареи в качестве неотъемлемой части системы. "
(3) Батарея литий-никель-марганцево-кобальтовая (NMC)
Литий-никель-марганец-оксид-кобальт (NMC) батареи долговечны и очень безопасны, если они контролируются системой управления батареями. Добавляя такие элементы, как никель и марганец, в химический состав батареи, батарея может хранить больше электроэнергии, чем другие типы литий-ионных батарей.
Как и другие литиевые батареи, литий-никель-марганцево-кобальтовые (NMC) батареи не требуют серьезного обслуживания. Система управления батареями (BMS) будет контролировать напряжение, ток и температуру батареи, чтобы обеспечить безопасность и срок службы.
Литий-никель-марганцево-кобальтовые батареи (NMC) можно использовать зимой, если подтвержден безопасный температурный диапазон.
(4) Свинцово-кислотный аккумулятор
Общеизвестно, что свинцово-кислотные аккумуляторы надежны и недороги. Их сетчатые структуры погружены в кислые электролиты, электролиты которых могут нуждаться в длительном пополнении. Батареи тяжелые из-за материала, и некоторые из них должны быть установлены в вентилируемых помещениях. На данный момент требования к их эксплуатации и техническому обслуживанию хорошо известны, поэтому они идеально подходят для большинства применений, связанных с солнечными батареями и хранением, и должны храниться в сухом месте при умеренных температурах.
Клеммные соединения свинцово-кислотных аккумуляторов следует проверять несколько раз в год, чтобы убедиться, что они не ослабевают со временем. Залитые свинцово-кислотные аккумуляторы необходимо регулярно пополнять дистиллированной водой. Аккумуляторы со стекловолоконным сепаратором (AGM) и гелевые свинцово-кислотные аккумуляторы герметичны и поэтому не требуют пополнения электролита.
Если свинцово-кислотная батарея временно не используется, ее необходимо правильно хранить. Свинцово-кислотные аккумуляторы со временем саморазряжаются, и их необходимо заряжать до минимального уровня, даже если они не подключены к нагрузке. Эта скорость саморазряда зависит от температуры: высокие температуры увеличивают скорость разряда, а низкие температуры уменьшают скорость разряда.
Техническое обслуживание, необходимое для свинцово-кислотных аккумуляторов, не очень сложно, но объем работ по техническому обслуживанию велик. Это особенно актуально для свинцово-кислотных аккумуляторов, требующих добавления воды, которая будет подвергаться воздействию при добавлении дистиллированной воды для пополнения уровня электролита. Персоналу, обслуживающему батареи, рекомендуется носить защитные очки и перчатки. Если клиент занимается обслуживанием батареи, он может попросить помощи извне для выполнения этой задачи.
(5) Никель-кадмиевая (NiCd) батарея
Батареи на основе никеля идеально подходят для удаленных автономных установок в требовательных приложениях, где требуется надежное резервное питание, а регулярное техническое обслуживание невозможно. Они хорошо работают при экстремальных температурах и условиях глубокого разряда.
Как и в случае со свинцово-кислотными аккумуляторами, никель-кадмиевые (NiCd) аккумуляторы следует регулярно проверять и доливать электролит. Поскольку никель-кадмиевые (NiCd) батареи могут работать в широком диапазоне рабочих температур, вам не нужно готовиться к экстремальным холодам зимой, но батареи не следует хранить при температуре ниже -22 градусов по Фаренгейту. Никель-кадмиевые (NiCd ) батареи можно хранить (без подключения к нагрузке) до 12 месяцев при условии, что окружающая среда сухая и находится в надлежащем температурном диапазоне.