Bateriile reîncărcabile și celulele solare pot fi mai vechi decât îți dai seama.
Gaston Planté a inventat prima baterie reîncărcabilă plumb-acid în 1859.
Descoperirea energiei solare este mult mai profundă.
Edmond Becquerel a demonstrat efectul fotovoltaic cu o celulă solară electrochimică în interior 1839.
Inutil să spun, Tehnologia celulelor solare și a bateriilor reîncărcabile au avansat semnificativ de atunci.
Cu toate acestea, bateriile plumb-acid sunt încă utilizate pe scară largă în sistemele solare astăzi.
Iată cele mai populare tipuri de baterii solare de astăzi, clasat de la cea mai scăzută la cea maximă performanță.
Baterii plumb-acid inundate
Cea mai veche tehnologie de baterie reîncărcabilă este Flooded Lead Acid (FLA), care se foloseşte şi astăzi frecvent.
Toate bateriile plumb-acid, inclusiv Acid de Plumb Sigilat (SLA) baterii precum AGM și Gel Cell, încărcați și descărcați curent continuu folosind electroliză.
De asemenea, folosesc multe dintre aceleași componente brute, deși designul celulei bateriei diferă foarte mult între soiuri.
Cu excepția cazului în care ați trecut la încărcarea unui Tesla sau a unui alt EV, cel mai probabil aveți o baterie FLA în mașină sau camion.
Bateriile FLA sunt accesibile și eficiente în furnizarea de explozii scurte de electricitate de mare curent.
Componentele cheie ale unei baterii FLA sunt:
Catod (electrod pozitiv): Placă de dioxid de plumb
Anod (electrod negativ): o placă de plumb metalic.
Electrolitul este acid sulfuric diluat cu apă distilată (H2SO4 + H2O).
Baterii FLA’ capacitatea de a genera putere rapidă de supratensiune le face ideale pentru pornirea motoarelor în automobile, camioane, și alte vehicule.
Cu toate acestea, Bateriile FLA sunt ineficiente în furnizarea de energie electrică continuă și au o adâncime foarte mică de descărcare (DOD).
Bateriile FLA pot fi utilizate într-un sistem compact de panouri solare care necesită puțină energie.
Cu toate acestea, rareori sunt cea mai bună opțiune.
Bateriile solare FLA pot fi ieftine, dar te vor costa mai mult pe termen lung.
Pro
Prețul inițial cel mai mic
Potrivit pentru pornirea motoarelor și a motoarelor.
Poate fi potrivit pentru aplicații solare cu curent scăzut.
Contra
Ciclu de viață scurt (300-1000 taxe/descărcări la nu mai puțin de 50% stat de sarcină).
Descărcare superficială.
Vulnerabilitate ridicată la temperaturi aspre, în special reci.
Necesită întreținere regulată și reumplere cu apă distilată sau deionizată.
Pentru a preveni scurgerile și scurgerile periculoase, trebuie instalat sau depozitat vertical.
Eliberarea de gaze a vaporilor nocivi necesită lucru într-un loc bine ventilat.
Baterii plumb-acid sigilate (SLA/VIRTUTE).
Acid de plumb sigilat (SLA) și acid de plumb reglat de supapă (Adevărat) sunt terminologii echivalente pentru un mai nou, versiune mai puțin volatilă a vechii tehnologii de baterie FLA.
Bateriile VRLA reduc dificultățile celulelor umede prin “înfometând” sau imobilizarea soluției lichide de electrolit folosită în bateriile FLA, în același timp, îmbunătățind semnificativ performanța.
Bateriile SLA sunt comercializate în mod obișnuit în următorii termeni:
Baterii uscate
Baterii cu ciclu profund
Baterii lipsite de acid
Baterii fără întreținere
Există două tipuri de baterii solare VRLA: Covor de sticlă absorbant (Agm) și celula de gel.
Mulți consumatori nu fac distincție între cele două tipuri de SLA (uscat) celule, deoarece performanța și marketingul lor sunt atât de asemănătoare.
AGM și Gel Cells diferă foarte mult în design și materiale, deși împărtășesc multe dintre aceleași avantaje (si probleme) ca “umed” baterii solare FLA.
Pro
Încărcare mai rapidă.
Ciclu de viață crescut.
Rată mai mică de auto-descărcare.
Adâncimea de descărcare de până la 80%— Dar asigurați-vă că citiți literele mici. Mulți producători SLA propun menținerea unui 50% stat de sarcină (SoC), mai degrabă decât evacuări repetate la 80% DOD.
Nu este nevoie să instalați vertical.
Operați într-un mediu neaerisit pentru a reduce riscul de deteriorare a carcasei.
Fără reumplere sau udare.
Mai puțin sensibil la căldură și frig excesiv.
Rezistent la vibrații
Nu există scurgeri sau scurgeri.
Contra
Prețuri mai mari.
Putere de supratensiune mai mica (puterea de început)
Utilizați mai puțin electrolit ca volum și evitați supraîncărcarea sau încărcarea la curent/tensiune mai mare decât cea sugerată.
Bateriile solare AGM și Gel Cell depășesc FLA în aplicații solare de mare putere, cum ar fi generatoarele pentru întreaga casă.
Dar cum se compară ei unul cu altul?
Să aruncăm o privire.
Baterii absorbante din sticlă (Agm)
Celulele bateriei AGM sunt realizate din covorașe din fibră de sticlă care absorb (muri de foame) soluția lichidă de electrolit.
Pentru că bateriile AGM sunt sigilate, nu necesită udare și necesită întreținere minimă, în afară de menținerea curată a contactelor bateriei.
Componentele principale ale unei baterii AGM sunt:
Catod (electrod pozitiv): Placă de dioxid de plumb
Anod (electrodul negativ): Placa de plumb metalica
Electrolitul este acid sulfuric diluat cu apă distilată (H2SO4 + H2O).
Covor de sticlă absorbant (Agm)
Bateriile AGM folosesc aceleași materii prime ca și bateriile FLA, cu excepția covorașelor de sticlă absorbante plasate între plăcile de plumb pozitive și negative.
Covorașele absorb și imobilizează electrolitul lichid al acidului sulfuric.
AGA rămân ude, dar nu există acid care curge liber în celulă.
Ca urmare, Bateriile AGM sunt adesea descrise ca “înfometat de acid.”
Prinderea electrolitului în covorașe din fibră de sticlă nu împiedică încărcarea și descărcarea bateriei prin electroliză.
Dimpotrivă, cei mai mulți indicatori esențiali indică faptul că îmbunătățește performanța.
Un avantaj istoric al bateriilor FLA față de celulele SLA este capacitatea lor de a genera mai precise (sau imediată) putere.
Acesta este unul dintre motivele pentru care FLA a fost utilizat în mod tradițional în bateriile de automobile.
Bateriile AGM au fost găsite de mult în cărucioare de golf și motociclete.
Bateriile AGM iau treptat locul bateriilor FLA în mașini și camioane, datorită progreselor tehnologice. Ei supraviețuiesc mai mult și sunt mai puțin vulnerabili la frig sever.
Cu toate acestea, care sunt beneficiile și dezavantajele bateriilor AGM în comparație cu bateriile Gel Cell?
Avantaje
Încărcare rapidă
Parametrii de încărcare care sunt mai îngăduitori
Vulnerabilitate redusă la supraîncărcare
Densitate ridicată de energie
Producție crescută de putere de supratensiune
Mai eficient la pornirea motoarelor mecanice
Susceptibilitate redusă la căldură intensă
Varietate mai mare în aplicații
Dezavantaje
adâncime de descărcare mai mică
Mai predispus la încărcare insuficientă
La rate de încărcare mai mici, mai putin eficient
Durata medie de viață este oarecum scurtată din cauza stratificării și a dendritelor.
Baterii cu celule cu gel
În acest moment, S-ar putea să fi observat că bateriile FLA și AGM au în comun ingredientele primare.
În plus, celulele cu gel folosesc acid sulfuric diluat ca electrolit și plăci de plumb ca electrozi.
Tehnica și materialele utilizate pentru a reduce volatilitatea și a îmbunătăți performanța electrolitului lichid utilizat în toate bateriile cu plumb-acid reprezintă distincția principală între celulele AGM și gel..
Următoarele sunt părțile principale ale unei baterii cu celule cu gel:
Catod cu placă de dioxid de plumb (electrod pozitiv)
Placa metalică de plumb servește drept anod (electrod negativ).
Electrolit: Apă distilată diluată cu acid sulfuric (H2SO4 + H2O)
Pentru a imobiliza electrolitul lichid și a-i oferi o consistență asemănătoare gelului, se adaugă praf de silice.
Din punct de vedere al performanței, nu există multe schimbări între celulele bateriei Gel Cell și AGM.
Acestea sunt cele mai importante beneficii și dezavantaje.
Beneficiile ciclurilor mai profunde
Mai potrivit pentru încărcare și scurgere graduală și consecventă
Sensibilitate redusă la vibrații
Dezavantaje
ar putea fi puțin mai costisitoare în general.
Mai predispus la taxe excesive
Susceptibilitate crescută la modificări ale tensiunii și curentului
Puțin mai sensibil la temperatură, mai ales la căldură intensă
Decizia?
În majoritatea aplicațiilor fotovoltaice, bateriile cu celule cu gel pot depăși cu o mică marjă bateriile AGM.
Intermitența inerentă a energiei solare poate fi ușor atenuată de vulnerabilitatea redusă la daune cauzate de curentul scăzut și încărcarea insuficientă.
Baterii solare cu celule gel, Cu toate acestea, sunt de obicei puțin mai scumpe.
Bateriile solare cu litiu-ion sunt superioare ambelor soiuri de baterii SLA.
Bateriile solare cu litiu-ion și LiFePO4 depășesc atât bateriile AGM, cât și bateriile Gel Cell SLA în ceea ce privește performanța.
Prețul va fi probabil cel mai important factor de decizie dacă sunteți hotărât pe o baterie solară VRLA.
După care, vom discuta despre LFP.
Avantaje
Putere de ieșire mai mare
Densitate mai mare de energie
Eficiență îmbunătățită a ciclului
Ciclul de viață este prelungit (1000-2000).
Vulnerabilitate redusă la evadarea termică
Este mai puțin probabil să apară abuzul mecanic (Testul unghiilor).
este nevoie de mai puțin cobalt (compoziţia normală a catodului este 10% cobalt, 10% mangan, şi 80% nichel).
Starea de încărcare redusă (SoC) influența asupra ciclului de viață
Deeper a sugerat DoD (DoD operațional de 80%–90%)
Dezavantaje
Mai costisitoare
densitatea energetică redusă cu o cantitate mică
Energia specifică redusă
Bateriile LCO continuă să funcționeze până la o descărcare de 95-100%., cu toate acestea, descărcările complete influențează negativ viața ciclului. DoD real mai superficial
Fosfat de fier de litiu (LFP/LiFePO4)
Beneficiile bateriilor LCO și NCM față de bateriile plumb-acid sunt combinate cu calități speciale care fac fosfat de litiu de fier (LFP/LiFePO4) baterii perfecte pentru aplicații fotovoltaice.
Deși catodul este compus din fosfat de fier litiu (LiFePO4/LFP), componentele principale sunt aceleași cu cele ale altor baterii Li-ion.
Anodul de grafit
Fosfatul de fier de litiu este catodul.
Soluție de sare de litiu, cum ar fi hexafluorofosfat de litiu (LiPF6), servește drept electrolit.
Polietilenă (PE) separatoare
Colectori de curent pozitiv și negativ (folie de cupru și aluminiu)
Evacuarea termică este practic inexistentă în bateriile LFP, spre deosebire de bateriile LCO.
În sisteme solare de mare capacitate, reducerea riscului de incendiu sau explozie din cauza evadarii termice este extrem de benefică, indiferent de cât de îndepărtat poate fi riscul.
Producătorii de vehicule electrice precum Tesla adoptă rapid LFP datorită profilului său de siguranță superior, înlocuind frecvent NMC.
Producătorii de baterii EV și solare se îndepărtează progresiv de la bateriile NMC la bateriile LiFePO4 din alte motive decât siguranța.
Decobaltizarea: Cobaltul este un mineral de conflict, după cum s-a menționat anterior. Există o presiune tot mai mare asupra mărcilor de a întrerupe utilizarea acestuia în produsele lor.
Costuri în scădere: NMC este o tehnologie mai cunoscută. Pentru că producătorii au fost nevoiți să facă investiții în utilaje și proceduri noi, Bateriile LFP au fost inițial mai costisitoare. Cu toate acestea, costul bateriilor solare NMC și LFP este în prezent comparabil. Se anticipează că costul bateriilor LiFePO4 va continua să scadă. În comparație cu fierul și fosfatul, Bateriile NMC cu nichel și cobalt sunt materiale mult mai rare și mai costisitoare. Prețurile ar trebui să continue să scadă atâta timp cât există o cerere mai mare pentru LFP. Se anticipează că prețurile NMC fie vor crește, fie vor rămâne aceleași între timp.
Cea mai sigură componentă chimică a bateriei litiu-ion pentru aplicații cu sarcină mare, cum ar fi energia solară de acasă și vehiculele electrice, este LiFePO4. Runawayul termic este aproape complet eliminat în catozii LFP datorită legăturilor lor covalente puternice.
Interval de temperatură de lucru mai mare: Bateriile LFP pot funcționa la temperaturi cuprinse între 140°F (60°C) până la -4°F (-20°C). Temperaturile ideale de funcționare pentru bateriile Li-ion sunt 32°F (0°C) până la 113°F (45°C).
Viața ciclului: Baterii LFP, cum ar fi DELTA Pro Ultra de la Maxworld Power
Dezavantaje
densitatea energetică redusă cu o cantitate mică
Tensiunea medie (3.2În vs. 3.8V) este mai mică decât cea a LCO și NCM. Panourile solare pot fi conectate în serie, mai degrabă decât în paralel, dacă există lipsuri de tensiune.
Aflați mai multe despre avantajele și dezavantajele bateriilor solare LiFePO4 față de litiu-ion convenționale (Noroc) baterii.
Noi dezvoltări în tehnologia bateriilor solare
La nivel global, producatori, guvernele, iar cadrele universitare caută în mod constant următoarea dezvoltare semnificativă în stocarea energiei regenerabile.
Aceste noi soluții de baterii solare au arătat o oarecare promisiune, dar probabil că vor trece ani înainte ca acestea să fie disponibile comercial pentru uz casnic.
Bateriile care curg
Baterii cu aer de fier
Baterii cu stare solidă
baterii ionice fabricate cu sodiu
Valoarea bateriilor solare superioare
Energia solară pentru case este o investiție care necesită timp pentru a se amortiza.
Panourile solare rigide cu eficiență ridicată durează de obicei mai mult decât 25 cu ani înainte ca performanța lor să înceapă să se deterioreze drastic.
Comparativ cu bateriile LiFePO4, SLA “ciclu profund” bateriile solare au un ciclu de viață substanțial mai scurt și trebuie adesea înlocuite după doar câțiva ani de funcționare constantă.
Cu toate acestea, soluțiile generatoare pentru întreaga casă de la Maxworld Power pot fi utilizate în fiecare zi timp de mai mult de zece ani.
Investiția în baterii solare de înaltă calitate și alte piese este esențială pentru a economisi bani și a profita la maximum de investiția dvs. fotovoltaică.
Perioada de rambursare solară poate fi prelungită, dar rentabilitatea investiției pe termen lung va fi îmbunătățită.
În plus, rabaturile guvernamentale solare vă pot reduce drastic cheltuiala inițială de fonduri.
Observații finale
Un solar + sistemul de stocare are mai multe beneficii dacă vă gândiți să utilizați energia solară pentru a vă alimenta casa.
Deși nu le va elimina complet, un sistem conectat la rețea vă poate ajuta să economisiți bani la facturile de electricitate.
În plus, în timpul unei pene de curent, nu vei avea putere.
Soluțiile de generatoare Maxworld Power pentru întreaga casă combină module fotovoltaice cu baterii solare LFP premium pentru a maximiza rentabilitatea investiției solare și pentru a oferi securitate energetică.
