Ev Tipi Güneş Pillerinin Çeşitleri ve Seçimi

Temiz ve sürdürülebilir enerji kaynaklarına olan talep arttıkça, daha fazla ev sahibi güneş enerjisine yöneliyor. Güneş enerjisi sisteminin önemli bir bileşeni, güneş panelleri tarafından üretilen enerjiyi daha sonra kullanmak üzere depolayan güneş pilidir. Bu yazıda çeşitli türleri tartışacağız. ev güneş pilleri ve eviniz için en uygun seçeneği seçme konusunda rehberlik sunun.

Konutsal Güneş Pil Çeşitleri

Konutlarda kullanıma yönelik üç ana güneş pili türü vardır: kurşun-asit, lityum-iyon ve akış pilleri. Her türün avantaj ve dezavantajları vardır ve bu da onları farklı uygulamalara ve gereksinimlere uygun hale getirir.

1. Kurşun-Asit Aküler

Kurşun asitli aküler Akü sektöründeki en eski ve en köklü teknolojidir. Kurşun-asit batarya, negatif ve pozitif elektrotların aktif maddeleri olarak kurşun ve kurşun dioksit (PbO2) kullanan ve aslında elektrokimyasal yoluyla elektrik enerjisi ile kimyasal enerji arasındaki karşılıklı dönüşümü gerçekleştiren elektrolit olarak seyreltik sülfürik asidi kullanan bir kimyasal enerji depolama cihazıdır. reaksiyon; her türlü enerji depolama sistemi, acil durum güç kaynağı ve yumuşak/siyah start cihazları için tercih edilen kimyasal güç kaynağıdır.

Tek hücreli kurşun-asit akünün nominal voltajı 2,0V olup, 1,5V'ye boşaltılabilir ve 2,4V'a şarj edilebilir; Pratik uygulamada, 12V nominal gerilime sahip bir kurşun-asit akü modülü oluşturmak için genellikle 6 tek hücreli seri halinde bağlanır ve daha sonra sistem tarafından kabul edilen gerilim değeri olan 12V bazında uygun seri ve paralel aracılığıyla (örneğin, Normal şarj ve deşarj işini gerçekleştirmek için 48V, 96V olarak elde edilir.

Kurşun-asit akülerin ana bileşenleri arasında pozitif ve negatif kutuplar, kutup plakaları, ayırıcılar, elektrolitler, kaplar vb. bulunur. Akü modülünde çok miktarda kimyasal çözelti bulunduğundan genellikle ağırdır.

Kurşun-asit aküler iki alt kategoridir: sulu kurşun-asit (FLA) ve kapalı kurşun-asit (SLA), bunlar hem Emici Cam Mat (AGM) hem de Jel aküleri içerir.

Gerçek kullanımda koloidal ve kurşun-karbon pillerin oranı artıyor. Kolloidal pillerin aşırı deşarj, kendini kurtarma yeteneği ve düşük sıcaklıkta şarj ve deşarj performansı biraz daha iyidir; Kurşun-karbon piller, elektrolite karbon (grafen) eklenmesi nedeniyle negatif elektrot sülfatlama olgusunu önler ve kolay pil arızası sorununu iyileştirir, böylece pillerin servis ömrü büyük ölçüde artar.

Kurşun-asit akülerin şarj modu genellikle üç moda sahiptir: sabit akım, sabit voltaj ve üç aşamalı şarj olarak da bilinen değişken şarj. Şarj akımı çok önemli bir parametredir; birim genellikle C cinsinden ifade edilir. Pil spesifikasyon parametreleri, pilin maksimum şarj akımıyla, genellikle 0,1C, 0,2C veya 0,3C ile açıkça işaretlenecektir;

Örneğin bir akünün kapasitesi 200Ah ise 0,1C şarj akımı 0,1×200=20A, 0,2C ise 0,2×200=40A; Kurşun-asit bakım gerektirmeyen akünün en iyi şarj akımı yaklaşık 0,1C olmalıdır, çok fazla veya çok az şarj akımı akünün servis ömrünü etkileyecektir.

Artıları:

Düşük ön maliyet

Geniş kullanılabilirlik

Geri dönüştürülebilir ve çevre dostu

Eksileri:

Daha kısa ömür (3-5 yıl)

Daha düşük enerji yoğunluğu

FLA aküleri için düzenli bakım gereklidir

Derin deşarja uygun değildir (%50 veya daha fazla)

2. Lityum İyon Piller

Lityum piller kurşun-asit akülere göre sayısız avantajları nedeniyle son yıllarda giderek daha popüler hale geldi. Yaygın olarak elektrikli araçlarda, akıllı telefonlarda ve dizüstü bilgisayarlarda kullanılırlar.

Lityum pil, pozitif/negatif malzemeler olarak lityum metali veya lityum alaşımından yapılmış ve sulu olmayan elektrolit çözeltisi kullanan bir pil sınıfıdır; esas olarak lityum metal pillere ve lityum iyon pillere bölünmüştür. Genel olarak lityum piller, ikincil piller olan lityum iyon pilleri ifade eder, yani şarj ve deşarjı destekleyebilirler.

Lityum-iyon piller, pozitif malzeme olarak lityum alaşımlı metal oksit, negatif malzeme olarak grafit kullanır, lityum-iyon pil depolama lityumunun ana gövdesi, pil şarjı ve deşarjının performansında önemli bir rol oynayan negatif malzemedir. verimlilik, döngü sayısı vb.

Lityum-iyon piller esas olarak farklı katot malzemelerine göre lityum kobalt-asit, lityum manganat, lityum nikel-asit, lityum demir fosfat, lityum üçlü pillere vb.

Gerçekte kapsamlı tartım fiyatı maliyeti, performansı, güvenliği ve diğer faktörler enerji depolama sistemi uygulamaları , daha fazla lityum demir fosfat pil kullanılması. Lityum demir fosfat pillerin genellikle ağır metaller ve nadir metaller içermediği kabul edilir, toksik olmayan, çevreyi kirletmeyen yeşil pillerdir.

Pozitif elektrot malzemesi olarak lityum demir fosfat (LiFePO4) ve negatif elektrot malzemesi olarak karbon kullanır; 3,2V değerinde tek bir hücre ve yaklaşık 3,6V ila 3,65V şarj kesme voltajı vardır; gerekli voltaj ve kapasiteye seri ve paralel bağlanarak ulaşılır.

Artıları:

Yüksek enerji yoğunluğu

Daha uzun ömür (10-15 yıl)

Düşük bakım gereksinimleri

Daha fazla verimlilik

Daha hızlı şarj süreleri

Derin deşarja uygun (%80-90)

Eksileri:

Daha yüksek ön maliyet

Yüksek sıcaklıklara duyarlı

Sınırlı geri dönüşüm altyapısı

Lityum demir fosfat monoblok pillerin ana performans göstergeleri:

Nominal kapasite — Ah veya mAh cinsinden

Nominal voltaj – yaklaşık 3,2V

Şarj sonlandırma voltajı — yaklaşık 3,55V~3,6V

Deşarj sonlandırma voltajı — yaklaşık 2V~2,5V

İç direnç — yakl. <20mΩ

Pilin çevrim süresi — genellikle >3000 kez

Kendi kendine deşarj oranı — yaklaşık %5~%8

Lityum piller aynı zamanda genellikle merkezi bir kontrol ünitesi, bir toplama ünitesi, görüntüleme ünitesi, veri kayıt ünitesi ve harici genişletme ünitesi içeren BMS (Pil Yönetim Sistemi), yani pil yönetim sistemini de içermelidir.

BMS'nin ana fonksiyonları şunlardır:

1. Tek akü parametresi izleme
2. SOC (şarj durumu) hesaplaması
3. Sıcaklık izleme ve yönetimi
4. Pil enerji dengesi kontrolü
5. Arıza teşhisi ve alarm
6. Bilgi ekranı
7. Veri kaydı
8. Üst bilgisayarla iletişim

Eviniz için Doğru Güneş Pilini Seçmek

Tüm ev tipi güneş pilini seçerken aşağıdaki faktörleri göz önünde bulundurun:

        1. Kurşun-asit batarya veya lityum batarya

Birincisi, batarya enerji depolama sisteminin büyük bir kısmını oluşturuyor. Hem kurşun-asit aküleri hem de lityum aküleri destekleyen enerji depolama invertörleri için seçim, yatırım isteğine, proje türüne, projenin konumuna, garanti gerekliliklerine vb. bağlıdır.

Lityum pilin enerji yoğunluğu (ρ=E/V), kurşun asitli pilinkinden yaklaşık 6 ila 7 kat daha yüksektir, daha küçük, daha hafiftir ve uzun çevrim ömrüne sahiptir, kurşun asitli pilin 1,5 ila 5 katıdır. Bu nedenle, garanti pilleri sağlayan genel enerji depolama makinesi üreticileri lityum pillerdir. Bununla birlikte, lityum piller düşük sıcaklık koşullarında nispeten daha kötü performansa sahipken fiyatı da daha yüksektir, genellikle kurşun asitli pillerin 2 ila 4 katından daha fazladır.

        2. Kapasite seçimi

Kapasite, bir pilin depolayabileceği kilovatsaat (kWh) cinsinden ölçülen toplam enerji miktarını ifade eder. Bir pilin gücü, kilowatt (kW) cinsinden ölçülen, aynı anda sağlayabileceği elektrik miktarıdır.

Pil kapasitesi seçimi en önemlisidir veya sistem kapasitesini dikkate alırken kullanıcının depolama ihtiyaçlarına göre belirlenir. Örneğin, bir kullanıcının günde 30kWh depolaması gerekiyorsa, 3KW'lık bir şebekeden bağımsız enerji depolama sistemi kurduysa ve tamamlayıcı bir yardımcı program yoksa, pil setinin tam şarj durumuna ulaşması en az 2 güne ihtiyaç duyacaktır; Sürekli yağışlı bir sezonla karşılaşıldığında uzun süre dolu olmayabilir.

Sistem tasarımı aşamasındaki bu durumun çeşitli faktörlerin kısıtlamalarını dikkate alması, fotovoltaik modüllerin kurulum kapasitesinin arttırılması ve enerji depolama kontrol ekipmanlarının çıkış kapasitesinin arttırılması gerekmektedir. Kurşun-asit akü özelliklerinde “xxx V / xxx Ah” yazıyordu, örneğin ortak 12V / 100Ah, tek blok kapasitesi 12 × 100 = 1200VAh = 1200Wh = 1,2KWh, yani 30KWh talep edilirse 1,2 derece elektrik. depolama kapasitesi, yaklaşık 30 ÷ 1,2=25 adet.

Lityum piller genellikle PACK kapasitelerine göre doğrudan seçilebilir; örneğin 2,56KWh pil paketinden oluşan tek bir PACK, 2 paket 5,12KWh ve 10 paket 25,6KWh'dir.

        3. Yüksek voltajlı pil veya düşük voltajlı pil

Enerji depolama invertörlerinin yüksek gerilim (HV) serisi ve alçak gerilim (LV) serisi olmak üzere, buna bağlı olarak yüksek gerilim ve alçak gerilim ev tipi güneş pilleri de bulunmaktadır. Düşük voltajlı aküye sahip genel tek fazlı çıkış aküsü invertörünün terminal voltajı yaklaşık 48V ~ 52V'dir.

Şu anda, dört adet 12V serisinden 48V'a kadar kurşun-asit akü seçimi yapılırsa; lityum piller doğrudan 48V pil takımının voltaj seviyesini seçebiliyorsa; yüksek voltajlı ev güneş pili ile üç fazlı ve şebekeden bağımsız entegre (Hibrit) enerji depolama makinesi, voltaj yaklaşık 100V ~ 550V'dir; daha güçlü entegre makine, akü voltajı BSLBATT gibi daha yüksektir Kibrit Kutusu serisi ve şebekeden bağımsız entegre makine, nominal akü voltajı 716V, voltaj aralığı 627-817V olabilir, seri ve paralel yöntem düşük voltajlı aküye benzer.

        4. Deşarj Derinliği (DoD)

DoD, pilin yeniden şarj edilmesi gerekmeden önce kullanılabilecek kapasitesinin yüzdesidir. Daha yüksek bir DoD, pili yeniden şarj etmeden önce depolanan enerjinin daha fazlasını kullanabileceğiniz anlamına gelir. Depolanan enerjinizden en iyi şekilde yararlanmak için DoD'si en az %80 olan bir pil arayın.

        5. Uyumluluk

Seçtiğiniz güneş pilinin, invertör ve şarj kontrol cihazı da dahil olmak üzere mevcut güneş enerjisi sisteminizle uyumlu olduğundan emin olun. Bazı piller özel ekipman veya belirli bir kurulum gerektirebilir, bu nedenle karar vermeden önce uyumluluğun doğrulanması önemlidir.

        6. Pil Ömrü ve Garanti

Güneş pillerinin, genellikle döngülerle ölçülen sınırlı bir ömrü vardır (bir döngü, tam şarj ve deşarjdır). Bir pilin kapasitesi önemli ölçüde düşmeden önce gerçekleştirebileceği döngü sayısı, pilin ömrünü belirleyecektir. Uzun çevrim ömrüne sahip ve belirli sayıda çevrim veya yıllık kullanım garantisi veren bir pil arayın.

Sonuç olarak, ev güneş pili seçimi söz konusu olduğunda herkese uyan tek bir çözüm yoktur. Enerji gereksinimlerinizi, bütçenizi, alan kısıtlamalarınızı, ikliminizi ve çevresel etkinizi değerlendirerek ihtiyaçlarınıza en uygun bilinçli kararı verebilirsiniz. Güneş pili teknolojisi gelişmeye devam ettikçe, ev sahipleri daha fazla seçeneğe sahip olacak ve bu da temiz ve sürdürülebilir enerjiye geçişi herkes için daha erişilebilir hale getirecek.