가정용 태양전지의 종류와 선택

깨끗하고 지속 가능한 에너지원에 대한 수요가 증가함에 따라 더 많은 주택 소유자가 태양광 발전으로 눈을 돌리고 있습니다. 태양광 발전 시스템의 필수 구성 요소 중 하나는 나중에 사용하기 위해 태양광 패널에서 생성된 에너지를 저장하는 태양광 배터리입니다. 이번 에세이에서는 다양한 유형의 집 태양 전지 귀하의 집에 가장 적합한 옵션을 선택하는 방법에 대한 지침을 제공합니다.

주거용 태양전지의 종류

주거용으로 사용할 수 있는 태양전지에는 납축전지, 리튬이온전지, 플로우전지 등 세 가지 주요 유형이 있습니다. 각 유형에는 장점과 단점이 있으므로 다양한 응용 분야와 요구 사항에 적합합니다.

1. 납축전지

납산 배터리 배터리 업계에서 가장 오래되고 가장 확립된 기술입니다. 납축전지는 납과 이산화납(PbO2)을 음극과 양극의 활물질로, 묽은황산을 전해질로 사용하는 화학에너지 저장장치로 전기화학적 반응을 통해 전기에너지와 화학에너지의 상호 변환을 실제로 구현하는 장치이다. 반응; 모든 종류의 에너지 저장 시스템, 비상 전원 공급 장치 및 소프트/블랙 스타트 장치에 선호되는 화학 전원입니다.

단일 셀 납산 배터리의 공칭 전압은 2.0V이며, 1.5V로 방전되고 2.4V로 재충전될 수 있습니다. 실제 응용에서는 종종 6개의 단일 셀과 직렬로 연결되어 공칭 전압이 12V인 납산 배터리 모듈을 형성한 다음 12V를 기준으로 적절한 직렬 및 병렬을 통해 시스템에서 허용되는 전압 값(예: 48V, 96V)를 확보하여 정상적인 충전 및 방전 작업을 구현합니다.

납축전지의 주요 부품으로는 양극과 음극, 극판, 분리막, 전해액, 용기 등이 있습니다. 배터리 모듈에는 많은 양의 화학 용액이 들어 있기 때문에 일반적으로 무겁습니다.

납산 배터리는 FLA(플러드 납산)와 SLA(밀폐형 납산)의 두 가지 하위 범주로, AGM(흡수성 유리 매트) 및 젤 배터리를 모두 포함합니다.

실제 사용에서는 콜로이드 배터리와 납탄소 배터리의 비중이 늘어나고 있다. 콜로이드 배터리의 과방전, 자체 복구 능력 및 저온 충전 및 방전 성능이 조금 더 좋습니다. 납탄소전지는 전해액에 탄소(그래핀)를 첨가해 음극 황산화 현상을 방지하고, 쉽게 고장이 나는 문제를 개선해 배터리 수명을 대폭 늘린다.

납산 배터리의 충전 모드에는 일반적으로 정전류, 정전압, 부동 충전(3단계 충전이라고도 함)의 세 가지 모드가 있습니다. 충전 전류는 매우 중요한 매개변수이며 단위는 일반적으로 C로 표시됩니다. 배터리 사양 매개변수는 배터리의 최대 충전 전류(일반적으로 0.1C, 0.2C 또는 0.3C)로 명확하게 표시됩니다.

예를 들어, 배터리 용량이 200Ah인 경우 0.1C의 충전 전류는 0.1×200=20A이고, 0.2C는 0.2×200=40A입니다. 무정비 납산 배터리의 최고 충전 전류는 약 0.1C여야 하며, 충전 전류가 너무 많거나 너무 적으면 배터리 수명에 영향을 미칩니다.

장점:

낮은 초기 비용

폭넓은 가용성

재활용 가능하고 환경 친화적인

단점:

수명 단축(3~5년)

낮은 에너지 밀도

FLA 배터리는 정기적인 유지 관리가 필요합니다.

심방전에 적합하지 않음(50% 이상)

2. 리튬이온 배터리

리튬 배터리 납산 배터리에 비해 많은 장점으로 인해 최근 몇 년 동안 점점 더 인기를 얻고 있습니다. 전기차, 스마트폰, 노트북 등에 흔히 사용된다.

리튬 배터리는 리튬 금속 또는 리튬 합금을 양극/음극 재료로 만들고 비수 전해질 용액을 사용하여 만든 배터리 종류입니다. 크게 리튬금속전지와 리튬이온전지로 나뉜다. 일반적으로 리튬 배터리는 리튬 이온 배터리를 말하며, 이는 2차 배터리로서 충전 및 방전을 지원할 수 있습니다.

리튬 이온 배터리는 리튬 합금 금속 산화물을 양극 재료로, 흑연을 음극 재료로 사용하며, 리튬 이온 배터리 본체 저장 리튬은 음극 재료로 배터리 충전 및 방전 성능에 핵심 역할을 합니다. 효율성, 사이클 수 등

리튬이온전지는 양극재에 따라 크게 코발트산리튬, 망간산리튬, 니켈산리튬, 인산철리튬, 리튬삼원전지 등으로 분류된다.

종합적인 계량 가격 비용, 성능, 안전 및 기타 요소를 실제적으로 에너지 저장 시스템 애플리케이션 , 더 많은 리튬 철 인산염 배터리를 사용합니다. 인산철리튬 배터리는 일반적으로 중금속 및 희소 금속이 포함되어 있지 않으며 무독성, 무공해 친환경 배터리로 간주됩니다.

인산철리튬(LiFePO4)을 양극재로, 탄소를 음극재로 사용하며, 단일 셀 정격은 3.2V, 충전 차단 전압은 약 3.6~3.65V이다. 필요한 전압과 용량은 직렬 및 병렬로 달성됩니다.

장점:

높은 에너지 밀도

더 길어진 수명(10~15년)

낮은 유지 보수 요구 사항

효율성 향상

더 빨라진 충전 시간

심방전(80~90%)에 적합

단점:

더 높은 초기 비용

고온에 민감함

제한된 재활용 인프라

인산철리튬 모노블록 배터리의 주요 성능 지표:

공칭 용량 - Ah 또는 mAh 단위

공칭 전압 — 약 3.2V

충전 종료 전압 — 약 3.55V~3.6V

방전종료전압 - 약 2V~2.5V

내부 저항 - 약. <20mΩ

배터리 사이클 시간 - 일반적으로 >3000회

자체 방전율 - 약 5%~8%

리튬 배터리에는 일반적으로 중앙 제어 장치, 수집 장치, 디스플레이 장치, 데이터 로깅 장치 및 외부 확장 장치를 포함하는 배터리 관리 시스템인 BMS(배터리 관리 시스템)도 포함되어야 합니다.

BMS의 주요 기능은 다음과 같습니다.

1. 단일 배터리 매개변수 모니터링
2. SOC(충전 상태) 계산
3. 온도 모니터링 및 관리
4. 배터리 에너지 밸런스 제어
5. 고장 진단 및 경보
6. 정보 표시
7. 데이터 로깅
8. 상위 컴퓨터와의 통신

집에 적합한 태양전지 선택하기

집 전체의 태양전지를 선택할 때 다음 요소를 고려하십시오.

        1. 납산 배터리 또는 리튬 배터리

첫째, 에너지저장장치에서 배터리가 차지하는 비중이 높다. 납산 배터리와 리튬 배터리를 모두 지원하는 에너지 저장 인버터의 경우 투자 의지, 프로젝트 유형, 프로젝트 위치, 보증 요구 사항 등에 따라 선택이 달라집니다.

리튬 배터리의 에너지 밀도(ρ=E/V)는 납축 배터리의 약 6~7배로 높고, 더 작고 가벼우며 긴 수명을 가지며, 납축 배터리의 1.5~5배입니다. 따라서 보증 배터리를 제공하는 일반 에너지 저장 장치 제조업체는 리튬 배터리입니다. 그러나 리튬 배터리는 저온 조건에서 상대적으로 성능이 떨어지며 가격도 납축 배터리보다 일반적으로 2~4배 이상 높습니다.

        2. 용량 선정

용량은 배터리가 저장할 수 있는 총 에너지량을 나타내며, 킬로와트시(kWh)로 측정됩니다. 배터리의 출력은 한 번에 전달할 수 있는 전기량으로, 킬로와트(kW) 단위로 측정됩니다.

배터리 용량 선택은 시스템 용량을 고려하면서 가장 중요하거나 사용자의 저장 요구 사항을 기반으로 결정됩니다. 예를 들어, 사용자가 30kWh/일을 저장해야 하고 3KW 독립형 에너지 저장 시스템 세트를 설치했으며 유틸리티 보완이 없으면 배터리 세트가 완전 충전 상태에 도달하는 데 최소 2일이 필요합니다. 계속되는 장마를 만나면 오랫동안 가득 차지 않을 수 있습니다.

시스템 설계 단계의 이러한 상황은 다양한 요인의 제약을 고려하고, 태양광 모듈의 설치 용량을 늘리며, 에너지 저장 제어 장비의 출력 용량을 늘려야 합니다. 납산 배터리 사양에는 "xxx V / xxx Ah"라고 표시되어 있습니다(예: 일반 12V/100Ah). 단일 블록 용량은 12 × 100 = 1200VAh = 1200Wh = 1.2KWh, 즉 30KWh에 대한 수요가 있는 경우 1.2도의 전기입니다. 저장 용량은 약 30 ¼ 1.2=25개입니다.

리튬 배터리는 일반적으로 2.56KWh 배터리 팩의 단일 팩, 2팩은 5.12KWh, 10팩은 25.6KWh와 같이 PACK 용량에 따라 직접 선택할 수 있습니다.

        3. 고전압 배터리 또는 저전압 배터리

에너지저장장치 인버터에는 고전압(HV) 시리즈와 저전압(LV) 시리즈가 있으며, 이에 따라 가정용 태양전지에는 고전압과 저전압이 있습니다. 저전압 배터리를 사용하는 일반적인 단상 출력 배터리 인버터의 단자 전압은 약 48V ~ 52V입니다.

이때 납산 배터리를 선택하면 4개의 12V 시리즈를 통해 48V로 변환됩니다. 리튬 배터리가 48V 배터리 팩의 전압 레벨을 직접 선택할 수 있는 경우; 고전압 가정용 태양광 배터리를 갖춘 3상 및 독립형 통합(하이브리드) 에너지 저장 기계, 전압은 약 100V ~ 550V입니다. 더 강력한 통합 기계, BSLBATT와 같이 배터리 전압이 더 높습니다. 성냥갑 시리즈 오프 그리드 통합 기계의 정격 배터리 전압은 716V이고 전압 범위는 627-817V일 수 있으며 직렬 및 병렬 방식은 저전압 배터리와 유사합니다.

        4. 방전 심도(DoD)

DoD는 재충전이 필요하기 전에 사용할 수 있는 배터리 용량의 백분율입니다. DoD가 높다는 것은 배터리를 재충전하기 전에 배터리에 저장된 에너지를 더 많이 사용할 수 있다는 의미입니다. 저장된 에너지를 최대한 활용하려면 DoD가 80% 이상인 배터리를 찾으세요.

        5. 호환성

선택한 태양광 배터리가 인버터 및 충전 컨트롤러를 포함하여 기존 태양광 발전 시스템과 호환되는지 확인하세요. 일부 배터리에는 특정 장비나 특정 설정이 필요할 수 있으므로 결정을 내리기 전에 호환성을 확인하는 것이 중요합니다.

        6. 배터리 수명 및 보증

태양전지는 수명이 제한되어 있으며 일반적으로 주기로 측정됩니다(1주기는 완전 충전 및 방전을 의미함). 용량이 크게 떨어지기 전에 배터리가 수행할 수 있는 사이클 수에 따라 수명이 결정됩니다. 긴 주기 수명과 특정 주기 수 또는 사용 기간을 보장하는 보증을 제공하는 배터리를 찾으세요.

결론적으로, 가정용 태양전지를 선택할 때 모든 상황에 맞는 단일 솔루션은 없습니다. 에너지 요구 사항, 예산, 공간 제약, 기후 및 환경 영향을 평가함으로써 귀하의 필요에 가장 적합한 정보를 바탕으로 결정을 내릴 수 있습니다. 태양광 배터리 기술이 계속 발전함에 따라 주택 소유자는 선택할 수 있는 옵션이 더욱 많아지고 모든 사람이 깨끗하고 지속 가능한 에너지로 전환하는 것이 더 쉬워질 것입니다.