Typer og valg af hussolbatterier

Efterhånden som efterspørgslen efter rene og bæredygtige energikilder stiger, vender flere husejere sig mod solenergi. En væsentlig komponent i et solenergisystem er solbatteriet, som lagrer den energi, der genereres af solpanelerne til senere brug. I dette essay vil vi diskutere de forskellige typer af hus solbatterier og tilbyde vejledning i at vælge den bedst egnede løsning til dit hjem.

Typer af solcellebatterier til boliger

Der findes tre hovedtyper af solcellebatterier til boligbrug: bly-syre-, lithium-ion- og flow-batterier. Hver type har fordele og ulemper, hvilket gør dem velegnede til forskellige anvendelser og krav.

1. Bly-syre-batterier

Bly-syre batterier er den ældste og mest etablerede teknologi i batteriindustrien. Blysyrebatteri er en kemisk energilagringsenhed, der bruger bly og blydioxid (PbO2) som de aktive stoffer i negative og positive elektroder, og fortyndet svovlsyre som elektrolytten, som faktisk realiserer den gensidige omdannelse mellem elektrisk energi og kemisk energi gennem elektrokemisk reaktion; det er den foretrukne kemiske strømkilde til alle slags energilagringssystemer, nødstrømforsyning og blød/sort start-enheder.

Den nominelle spænding for et enkeltcellet blybatteri er 2,0V, som kan aflades til 1,5V og genoplades til 2,4V; i praktisk anvendelse er det ofte forbundet i serie med 6 enkeltceller for at danne et bly-syre-batterimodul med en nominel spænding på 12V, og derefter gennem korrekt serie og parallel på basis af 12V, den spændingsværdi, der accepteres af systemet (f.eks. som 48V, 96V) opnås for at realisere normalt op- og afladningsarbejde.

Hovedkomponenterne i blysyrebatterier omfatter positive og negative poler, polplader, separatorer, elektrolytter, beholdere og så videre. Fordi der er en stor mængde kemisk opløsning i batterimodulet, er det generelt tungt.

bly-syre-batterier er to underkategorier: oversvømmet bly-syre (FLA) og forseglet bly-syre (SLA), som omfatter både absorberende glas mat (AGM) og gel batterier.

Ved faktisk brug er andelen af ​​kolloide og bly-kulstof-batterier stigende. Overafladning, selvgendannelsesevne og lavtemperatur opladning og afladning af kolloide batterier er lidt bedre; bly-kulstof-batterier, på grund af tilsætning af kulstof (grafen) i elektrolytten, forhindrer fænomenet med negativ elektrodesulfatering og forbedrer problemet med let batterifejl, hvilket i høj grad øger batteriernes levetid.

Opladningstilstanden for bly-syrebatterier har generelt tre tilstande: konstant strøm, konstant spænding og flydende ladning, også kendt som tre-trins opladning. Ladestrøm er en meget vigtig parameter, enheden er generelt udtrykt i C. Batterispecifikationsparametrene vil være tydeligt markeret med et batteris maksimale ladestrøm, generelt 0,1C, 0,2C eller 0,3C;

For eksempel, hvis kapaciteten af ​​et batteri er 200Ah, er ladestrømmen på 0,1C 0,1×200=20A, 0,2C er 0,2×200=40A; den bedste ladestrøm af bly-syre vedligeholdelsesfri batteri bør være omkring 0,1C, for meget eller for lidt ladestrøm vil påvirke batteriets levetid.

Fordele:

Lave forudgående omkostninger

Bred tilgængelighed

Genanvendelig og miljøvenlig

Ulemper:

Kortere levetid (3-5 år)

Lavere energitæthed

Regelmæssig vedligeholdelse er påkrævet for FLA-batterier

Ikke egnet til dyb afladning (50 % eller mere)

2. Lithium-ion-batterier

Lithium batterier er blevet mere og mere populære i de senere år på grund af deres mange fordele i forhold til bly-syre batterier. De er almindeligt anvendt i elektriske køretøjer, smartphones og bærbare computere.

Lithium batteri er en klasse af batterier lavet af lithium metal eller lithium legering som positive/negative materialer og bruger ikke-vandig elektrolytopløsning; hovedsageligt opdelt i lithiummetalbatterier og lithiumionbatterier. Generelt refererer lithiumbatterier til lithium-ion-batterier, som er sekundære batterier, det vil sige, at de kan understøtte opladning og afladning.

Lithium-ion-batterier bruger lithium-legeret metaloxid som det positive materiale, grafit som det negative materiale, hoveddelen af ​​lithium-ion-batteriets opbevaringslithium er det negative materiale, som spiller en nøglerolle i batteriets opladning og afladning. effektivitet, antallet af cyklusser osv.

Lithium-ion-batterier er hovedsageligt opdelt i lithium-cobolt-syre, lithium-manganat, lithium-nikkel-syre, lithium-jernphosphat, lithium-ternære batterier og så videre i henhold til de forskellige katodematerialer.

Omfattende vejning pris omkostninger, ydeevne, sikkerhed og andre faktorer, i den faktiske applikationer til energilagringssystem , brugen af ​​flere lithiumjernfosfatbatterier. Lithiumjernfosfatbatterier anses generelt for at være fri for tungmetaller og sjældne metaller, er ikke-giftige, ikke-forurenende grønne batterier.

Den bruger lithiumjernfosfat (LiFePO4) som det positive elektrodemateriale og kulstof som det negative elektrodemateriale, med en enkelt celle vurderet til 3,2V og en ladeafskæringsspænding på omkring 3,6V til 3,65V; den nødvendige spænding og kapacitet opnås ved serie og parallel.

Fordele:

Høj energitæthed

Længere levetid (10-15 år)

Lave vedligeholdelseskrav

Større effektivitet

Hurtigere opladningstider

Velegnet til dybdeafladning (80-90%)

Ulemper:

Højere forudgående omkostninger

Følsom over for høje temperaturer

Begrænset genbrugsinfrastruktur

Vigtigste præstationsindikatorer for lithiumjernfosfat monoblok-batterier:

Nominel kapacitet — i Ah eller mAh

Nominel spænding - cirka 3,2V

Opladningstermineringsspænding - omkring 3,55V~3,6V

Afladningstermineringsspænding — omkring 2V~2,5V

Indvendig modstand - ca. <20mΩ

Batteriets cyklustid - generelt >3000 gange

Selvafladningshastighed - omkring 5% ~ 8%

Lithium-batterier bør også omfatte BMS (Battery Management System), dvs. batteristyringssystem, som generelt indeholder en central kontrolenhed, en indsamlingsenhed, displayenhed, datalogenhed og ekstern udvidelsesenhed.

BMS'ets hovedfunktioner er:

1. Overvågning af enkelt batteriparameter
2. SOC (state of charge) beregning
3. Temperaturovervågning og -styring
4. Kontrol af batterienergibalance
5. Fejldiagnose og alarm
6. Informationsdisplay
7. Datalogning
8. Kommunikation med øverste computer

Vælg det rigtige solcellebatteri til dit hjem

Når du vælger et solcellebatteri til hele huset, skal du overveje følgende faktorer:

        1. Bly-syre batteri eller lithium batteri

For det første tegner batteriet sig for en høj andel af energilagringssystemet. For energilagringsinvertere, der understøtter både bly-syre-batterier og lithium-batterier, afhænger valget af viljen til at investere, typen af ​​projekt, projektets placering, garantikravene mv.

Energitætheden for lithiumbatterier (ρ=E/V) er højere, omkring 6 til 7 gange end blybatterier, mindre, lettere og med lang levetid, 1,5 til 5 gange end blybatterier. Derfor er de generelle producenter af energilagringsmaskiner til at levere garantibatterier, lithium-batterier. Lithium-batterier har dog relativt dårligere ydeevne under lave temperaturer, mens prisen også er højere, normalt mere end 2 til 4 gange så meget som bly-syre-batterier.

        2. Kapacitetsvalg

Kapacitet refererer til den samlede mængde energi et batteri kan lagre, målt i kilowatt-timer (kWh). Effekten af ​​et batteri er den mængde elektricitet, det kan levere på én gang, målt i kilowatt (kW).

Valget af batterikapacitet er det vigtigste eller baseret på brugerens lagerbehov at bestemme, mens der tages hensyn til systemkapaciteten. For eksempel skal en bruger opbevare 30 kWh/dag, han installerede et sæt 3KW off-grid energilagringssystem, og ingen forsyning supplerer, så hans sæt batterier skal bruge mindst 2 dage for at nå fuld opladningstilstand; støder på en kontinuerlig regnsæson kan ikke være fuld i lang tid.

Denne situation i systemdesignfasen skal tage højde for begrænsningerne af en række faktorer, øge installationskapaciteten af ​​fotovoltaiske moduler og øge outputkapaciteten af ​​energilagringskontroludstyr. Bly-syre batteri specifikationer sagde "xxx V / xxx Ah", for eksempel, almindelig 12V / 100Ah, dens enkelt blok kapacitet er 12 × 100 = 1200VAh = 1200Wh = 1,2KWh, det vil sige 1,2 grader elektricitet, hvis efterspørgslen efter 30KWh lagerkapacitet, omkring 30 ÷ 1,2=25 stykker.

Lithium-batterier kan generelt vælges direkte i henhold til deres PACK-kapacitet, såsom en enkelt PAKKE med 2,56 KWh batteripakke, 2 pakker er 5,12 KWh, og 10 er 25,6 KWh.

        3. Højspændingsbatteri eller lavspændingsbatteri

Der er højspændings (HV) serier og lavspændings (LV) serier af energilagringsinvertere, og derfor er der højspændings- og lavspændingshussolbatterier. Den generelle enfasede udgangsbatteriinverter med lavspændingsbatteri, terminalspændingen er omkring 48V ~ 52V.

På dette tidspunkt, hvis valget af bly-syre-batterier, gennem fire 12V-serien til 48V; hvis lithium-batterier direkte kan vælge spændingsniveauet for 48V-batteripakken; trefaset og off-grid integreret (hybrid) energilagringsmaskine med højspændingsbatteri til hjemmet, spændingen er omkring 100V ~ 550V; mere kraftfuld integreret maskine, batterispændingen er højere, såsom BSLBATT MatchBox-serien og off-grid integreret maskine, dens nominelle batterispænding er 716V, spændingsområdet kan være 627-817V, serie og parallel metode ligner lavspændingsbatteriet.

        4. Depth of Discharge (DoD)

DoD er den procentdel af et batteris kapacitet, der kan bruges, før det skal genoplades. En højere DoD betyder, at du kan bruge mere af batteriets lagrede energi, før du skal genoplade det. Se efter et batteri med en DoD på mindst 80 % for at få mest muligt ud af din lagrede energi.

        5. Kompatibilitet

Sørg for, at det solcellebatteri, du vælger, er kompatibelt med dit eksisterende solenergisystem, inklusive inverteren og laderegulatoren. Nogle batterier kan kræve specifikt udstyr eller en bestemt opsætning, så det er vigtigt at verificere kompatibiliteten, før du træffer en beslutning.

        6. Batterilevetid og garanti

Solcellebatterier har en begrænset levetid, typisk målt i cyklusser (én cyklus er en fuld op- og afladning). Antallet af cyklusser et batteri kan udføre, før dets kapacitet falder væsentligt, vil bestemme dets levetid. Se efter et batteri med en lang levetid og en garanti, der garanterer et vist antal cyklusser eller års brug.

Som konklusion er der ingen ensartet løsning, når det kommer til valg af solcellebatteri. Ved at vurdere dine energibehov, budget, pladsbegrænsninger, klima og miljøpåvirkning kan du træffe en informeret beslutning, der passer bedst til dine behov. Efterhånden som solbatteriteknologien fortsætter med at udvikle sig, vil husejere have endnu flere muligheder at vælge imellem, hvilket gør overgangen til ren og bæredygtig energi mere tilgængelig for alle.