La fel cum diferite tipuri de panouri solare schimbă modul în care este operat și întreținut un sistem de energie solară, mai multe tipuri de baterii vor afecta performanța și întreținerea unui sistem de stocare solar-plus. Dacă cineva este în căutarea unui produs ieftin și durabil de stocare a energiei, bateriile cu plumb-acid ar putea fi calea de urmat, dar acest lucru necesită mai multă întreținere. Sistemele de stocare a bateriilor litiu-ion sunt o opțiune principală pentru proprietarii de sisteme de energie solară care necesită o abordare fără întreținere, dar nu sunt potrivite pentru medii extreme.
Diferite niveluri de lucrări de întreținere a bateriei pot afecta sistemul de stocare a energiei care este utilizat pentru stocarea energiei solare + a energiei. Următoarele vor explica cerințele de întreținere ale mai multor produse comune de stocare a energiei bateriei utilizate în industria de generare a energiei solare: baterii litiu-ion, baterii plumb-acid, baterii nichel-cadmiu, baterii de flux.
(1) Baterie litiu-ion
Potrivit Brent Harris, fondator și CTO al Eguana Technologies, baterii litiu-ion sunt produsul de stocare a energiei de alegere pentru cele mai multe aplicații de energie solară, din cauza densității lor ridicate, întreținere redusă, și costuri reduse. Bateriile cu litiu nu sunt potrivite pentru anumite aplicații specifice, cum ar fi intervalele extreme de temperatură sau în cazul în care este necesară stocarea energiei pe termen lung, iar alte baterii pot fi mai rentabile. Cel mai mare element de întreținere pentru bateriile litiu-ion este rata de degradare. La fel ca bateriile telefoanelor mobile, bateriile cu litiu utilizate în sistemele de stocare a energiei în instalațiile de energie solară sunt grav epuizate după un anumit număr de încărcări și descărcări. Dezvoltatorii trebuie să planifice pentru această rată de degradare. Cele mai frecvente două tipuri de baterii litiu-ion utilizate în proiecte de stocare solară plus sunt bateriile litiu-fier fosfat (LFP) și bateriile litiu nichel mangan cobalt (NMC).
(2) Baterie litiu-fier fosfat (LFP)
Bateriile litiu-fier fosfat (LFP) sunt baterii sigure și durabile. Deoarece nu se utilizează cobalt, nu există nici o problemă de scurgere termică (incendiu) și nu sunt necesare măsuri de ventilație sau răcire, astfel încât să poată fi instalat cu ușurință în interior, ceea ce îl face ideal pentru aplicații rezidențiale de stocare a energiei. Potrivit Sonnen Corporation, producător de baterii litiu-fier fosfat (LFP), bateriile sunt ideale pentru aplicații staționare de stocare a energiei, în special atunci când bateriile trebuie să fie pedalate zilnic pentru optimizarea autoconsumului de energie solară și servicii conectate la rețea.
Bateriile litiu-fier fosfat (LFP) nu mai necesită întreținere, dar în cazul în care sunt instalate pot afecta performanța. Bateriile cu litiu sunt necesare pentru a utiliza un sistem de gestionare a bateriei (BMS) care monitorizează automat temperatura fiecărei baterii, starea de încărcare, durata de viață a ciclului de viață etc. pentru a maximiza performanța. Atâta timp cât sistemul de stocare a energiei este instalat într-un interval de temperatură și altitudine acceptabil, nu sunt necesare măsuri de întreținere.
"Atâta timp cât bateriile cu fosfat de litiu-fier (LFP) sunt stocate și instalate într-o locație care se potrivește cu mediul în care este implementat produsul, nu este necesară întreținerea regulată", a declarat Carlos Restrepo, vicepreședintele sonnen pentru tehnologie. Este important. Bateriile nu trebuie să fie pregătite pentru schimbările sezoniere de temperatură."
Brad Hansen, CEO al EnSync Energy, a declarat: "Bateriile litiu-fier fosfat (LFP) pot fi supuse amenințărilor de suprataxare, temperaturi ridicate și chiar daune fizice și stres, astfel încât siguranța trebuie menținută. Atunci când bateriile sunt utilizate în sau în apropierea spațiilor de locuit, alegerea celei mai sigure baterii ca parte esențială a sistemului este un principiu călăuzitor important."
(3) Baterie de oxid de cobalt litiu nichel mangan (NMC)
Bateriile litiu nichel de oxid de cobalt de mangan (NMC) sunt durabile și foarte sigure, atâta timp cât sunt monitorizate de un sistem de gestionare a bateriei. Prin adăugarea de elemente precum nichelul și manganul la chimia bateriei, bateria poate stoca mai multă energie electrică decât alte tipuri de baterii litiu-ion.
Ca și alte baterii cu litiu, bateriile cu oxid de cobalt de litiu nichel mangan (NMC) nu necesită o întreținere majoră. Un sistem de management al bateriei (BMS) va monitoriza tensiunea, curentul și temperatura bateriei pentru a asigura siguranța și durata de funcționare.
Harris Eguana a spus: "Funcționarea extremă poate scurta durata de viață a bateriei, iar sistemul de monitorizare înregistrează funcționarea prin sistemul de gestionare a bateriei (BMS) pentru a notifica cererile de garanție. În orice condiții de funcționare potențial nesigure, sistemul de gestionare a bateriei (BMS) închide sistemul." Sistemul de stocare a energiei bateriei companiei utilizează baterii litiu nichel oxid de cobalt mangan (NMC) de la LG Chem.
Bateriile litiu nichel oxid de cobalt mangan (NMC) pot fi utilizate în timpul iernii, atâta timp cât intervalul de temperatură în condiții de siguranță este confirmat.
"Dacă sunt necesare sisteme sezoniere de stocare a energiei, acestea ar trebui depozitate în interior", a spus Harris, citând iernile canadiene ca un exemplu extrem.
(4) Baterii de flux - în special baterii cu bromură de zinc (ZNBR)
Bateriile cu flux de bromură de zinc (ZNBR) (cel mai frecvent fabricate de Primus Power) sunt potrivite pentru sistemele de stocare a energiei pe termen lung la scară largă. Bateriile de flux utilizează două componente chimice dizolvate într-un lichid separat printr-un separator pentru a asigura sarcina electrică. Bateriile cu debit de bromură de zinc (ZNBR) au săruri de bromură de zinc dizolvate într-un electrolit. Tehnologia bateriei utilizată de Primus Power este ușor diferită de bateriile convenționale cu flux de bromură de zinc (ZNBR), iar separatorul său nu necesită curățare sau înlocuire. Primus Power utilizează rezervoare de stocare pentru a stoca electrolit, iar bateriile sale de debit au cicluri infinite de încărcare-descărcare fără degradarea performanței. Bateriile cu flux necesită, în general, foarte puțină întreținere.
Bateriile de flux sunt ca niște pile de combustie, deci sunt doar cutii cu electronice și electrolizoare. Primus spune că produsele sale Energy Pods necesită doar vizite anuale de întreținere din partea tehnicienilor de service certificați pentru operațiuni și întreținere (O&M) pentru a efectua inspecții de rutină, a înlocui filtrele de aer și a alimenta electroliții. Bateriile de flux pot fi utilizate în timpul iernii și pot fi instalate în condiții foarte reci.
"Monitorizăm toate bateriile implementate 24/7 pentru a asigura funcționarea corectă și pentru a aborda proactiv orice probleme potențiale de teren. Aceste date sunt, de asemenea, disponibile furnizorului O&M al proprietarului în timp real", a declarat jorg Heinemann, CCO de la Primus Power. Bateriile sunt concepute pentru a dura atâta timp cât, dacă nu chiar mai mult, centralele solare cu soluții de stocare a energiei și nu necesită adăugiri sau înlocuiri regulate, cum ar fi bateriile litiu-ion."
(5) Baterie plumb-acid
Este bine cunoscut faptul că bateriile plumb-acid sunt fiabile și ieftine. Structurile lor asemănătoare rețelei sunt scufundate în electroliți acidi, ai căror electroliți pot necesita reaprovizionare pe termen lung. Bateriile sunt grele din cauza materialului, iar unele trebuie instalate în zone ventilate. Cerințele lor de funcționare și întreținere sunt bine înțelese în acest moment, astfel încât acestea sunt ideale pentru majoritatea aplicațiilor solare + de stocare și ar trebui să fie stocate într-o locație uscată, cu temperaturi moderate.
Conexiunile terminale ale bateriilor plumb-acid trebuie verificate de mai multe ori pe an pentru a se asigura că acestea nu se slăbesc în timp. Bateriile plumb-acid inundate trebuie să fie alimentate cu apă distilată în mod regulat. Bateriile separator din fibră de sticlă (AGM) și bateriile gel plumb-acid sunt închise ermetic și, prin urmare, nu necesită reaprovizionarea electrolitului.
Dacă bateria plumb-acid nu este utilizată temporar, aceasta trebuie să fie stocată corect. Trojan Battery spune că bateriile plumb-acid se auto-descarcă în timp și trebuie încărcate la un nivel minim chiar și atunci când nu sunt conectate la o sarcină. Această rată de auto-descărcare variază în funcție de temperatură, temperaturile ridicate crescând rata de descărcare și temperaturile scăzute scăzând rata de descărcare.
Experții Trojan Battery au declarat: "Întreținerea necesară pentru bateriile plumb-acid nu este foarte dificilă, dar lucrările de întreținere sunt mari. Acest lucru este valabil mai ales pentru bateriile plumb-acid care trebuie umplute cu apă. Atunci când se adaugă apă distilată pentru a reface nivelul de electrolit, Acid va fi expus. Recomandăm personalului de întreținere a bateriei să poarte ochelari de protecție și mănuși. În cazul în care clienții sunt preocupați de întreținerea bateriei, aceștia pot solicita ajutor din exterior pentru a finaliza această sarcină."
(6) Nichel-cadmiu (NiCd) baterie
Bateriile pe bază de nichel sunt ideale pentru instalațiile off-grid de la distanță în aplicații solicitante, unde este necesară o putere de rezervă fiabilă și nu este posibilă întreținerea regulată. Ele funcționează bine la temperaturi extreme și descărcări adânci.
EnerSys a spus că, similar cu întreținetorii de baterii plumb-acid, bateriile nichel-cadmiu (NiCd) ar trebui să fie inspectate și completate în mod regulat. Deoarece bateriile nichel-cadmiu (NiCd) pot funcționa pe o gamă largă de temperaturi de funcționare, nu trebuie să vă pregătiți pentru frig extrem în timpul iernii, dar bateriile nu trebuie depozitate sub -22 ° F. Bateriile nichel-cadmiu (NiCd) pot fi stocate (nu sunt conectate la o sarcină) timp de până la 12 luni, atâta timp cât mediul este uscat și în intervalul de temperatură adecvat.
Jay Frankhouser, director de dezvoltare a afacerilor și marketing pentru puterea de rezervă la EnerSys. "Citirile de tensiune și verificările nivelului de electroliți pe bateriile NiCd pot fi făcute cu ușurință de către proprietarul sistemului de baterii. Adăugarea apei se poate face de către proprietar, dar va trebui să ia măsurile de siguranță prezentate în manualul de instalare și operare. În timp ce testarea capacității sau alte teste electronice ar trebui să fie efectuate de tehnicieni calificați."