Τι πρέπει να γνωρίζετε για τις ηλιακές μπαταρίες

Το Powerwall της Tesla, το οποίο η εταιρεία άρχισε να εμπορεύεται ευρέως το 2015, ήταν η πρώτη σημαντική εφαρμογή τεχνολογίας ιόντων λιθίου στην αποθήκευση ηλιακής ενέργειας. Από τότε, αρκετοί ανταγωνιστές έχουν εισέλθει στην αγορά με προϊόντα εξίσου καλά ή καλύτερα.

Αυτό είναι καλά νέα για τα ηλιακά νοικοκυριά. Η τεχνολογία της μπαταρίας είναι εξίσου σημαντική με τα ίδια τα πάνελ, τα οποία είναι γίνονται όλο και πιο προσιτές και πιο αποτελεσματική.

Μετακόμισα στο ηλιακό μου ακίνητο το 2008. Εκείνη την εποχή, η τράπεζα μπαταριών αποτελούνταν από 16 τέρατα μολύβδου-οξέος, το καθένα ζύγιζε 50 κιλά ή περισσότερο και χρειαζόταν νερό κάθε τρεις μήνες περίπου. Χωρίς αυτό το νερό, οι μπαταρίες θα στέγνωναν και θα πέθαιναν σαν φυτά, και μερικές το έκαναν.

Ο μετατροπέας που μετέτρεψε την ισχύ της μπαταρίας συνεχούς ρεύματος σε τροφοδοσία εναλλασσόμενου ρεύματος 120 volt για τα φώτα και τις συσκευές ήταν ένα μεγαθήριο 200 λιβρών. Πρακτικά έσπασε την πλάτη μου όταν το έσυρα μέχρι το Όρεγκον για σέρβις, αφού ένας κεραυνός το έσκασε.

Σημερινή ηλιακές μπαταρίες δεν είναι μόνο ελαφρύτερα και έχουν μεγαλύτερη διάρκεια, αλλά πολλά διαθέτουν ενσωματωμένους μετατροπείς και ελεγκτές φόρτισης. Αυτό τα κάνει μικρότερα και ευκολότερα στην εγκατάσταση. Είναι επίσης πιο αποτελεσματικά. Οι έξυπνες μπαταρίες μπορούν να ρυθμιστούν μόνες τους, παραμένοντας σε λειτουργία φόρτισης ενώ ο ήλιος είναι έξω και αλλάζουν σε αποφόρτιση τη νύχτα. Αυτό εξασφαλίζει αδιάλειπτη ροή ηλεκτρικής ενέργειας.

Επίσης σημαντικό να σημειωθεί ότι από την 1η Ιανουαρίου 2023, πιστώσεις φόρου για τα συστήματα ηλιακής ενέργειας είναι πλέον διαθέσιμα. Περιλήφθηκαν ως μέρος του νόμου για τη μείωση του πληθωρισμού που ψηφίστηκε το 2022. Οι ιδιοκτήτες σπιτιού μπορούν να λάβουν έκπτωση φόρου 30 τοις εκατό για τα ηλιακά συστήματα ενέργειας.

Τι είναι οι ηλιακές μπαταρίες;

Όπως όλοι γνωρίζουν, η μπαταρία είναι μια συσκευή που αποθηκεύει ηλεκτρική ενέργεια. Αυτές τις μέρες, είναι σχεδόν παντού. Αυτά τα χαρακτηριστικά διακρίνουν τις ηλιακές μπαταρίες από τις υπόλοιπες:

• Χημεία: Οι περισσότερες ηλιακές μπαταρίες ενσωματώνουν κάποια μορφή τεχνολογίας ιόντων λιθίου. Σε αντίθεση με τις αλκαλικές ή τις μπαταρίες μολύβδου-οξέος, δεν έχουν υγρό ηλεκτρολύτη και δεν μπορούν να διαρρεύσουν. Σε αντίθεση με τις μπαταρίες νικελίου-καδμίου (Ni-Cad), δεν είναι τοξικές.
• Βάθος εκκένωσης (DoD): Οι ηλιακές μπαταρίες είναι ένας τύπος μπαταριών βαθιάς εκφόρτισης, που σημαίνει ότι μπορούν να αποφορτιστούν με ασφάλεια σχεδόν πλήρως πριν χρειαστεί επαναφόρτιση. Το ελάχιστο DoD για τις παραδοσιακές επαναφορτιζόμενες μπαταρίες είναι 50 τοις εκατό, αλλά το DoD πολλών ηλιακών μπαταριών πλησιάζει το 100 τοις εκατό.
• Αξιολόγηση ισχύος: Αυτό δείχνει πόση ενέργεια μπορείτε να πάρετε από την μπαταρία ταυτόχρονα, μετρημένη σε κιλοβάτ (kW). Εκτός από τη συνεχή ονομαστική ισχύ, πολλές ηλιακές μπαταρίες έχουν επίσης βαθμολογία στιγμιαίας ισχύος πέντε λεπτών. Μετρά πόση ισχύ μπορεί να παρέχει η μπαταρία σε σύντομες εκρήξεις. Αυτό είναι σημαντικό εάν έχετε μια συσκευή που χρειάζεται πολλή ισχύ ταυτόχρονα, όπως μια αντλία φρεατίου.
• Χωρητικότητα: Μετρημένο σε κιλοβατώρες (kWh), αυτό δείχνει πόση ενέργεια μπορεί να αποθηκεύσει η μπαταρία. Οι ηλιακές μπαταρίες έχουν γενικά υψηλότερη χωρητικότητα από άλλους τύπους.
• Ρυθμός εκφόρτισης (C-rate): Οι ηλιακές μπαταρίες έχουν υψηλότερο ρυθμό εκφόρτισης από τις συνηθισμένες επαναφορτιζόμενες μπαταρίες. Αυτό σημαίνει ότι περισσότερη από την αποθηκευμένη ισχύ της μπαταρίας είναι διαθέσιμη βραχυπρόθεσμα για τη λειτουργία συσκευών.
• Διάρκεια ζωής: Οι ηλιακές μπαταρίες διαρκούν συνήθως 10 έως 15 χρόνια, περισσότερο από τις συνηθισμένες επαναφορτιζόμενες.
• Συντήρηση: Οι περισσότερες σύγχρονες ηλιακές μπαταρίες είναι σφραγισμένες και δεν απαιτούν συντήρηση. Η απόρριψη δεν είναι συνήθως πρόβλημα επειδή τα περισσότερα από τα εξαρτήματά τους είναι ανακυκλώσιμα.

Τύποι ηλιακών μπαταριών

Εάν κατηγοριοποιήσετε τις ηλιακές μπαταρίες με βάση τη χημεία, υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι: ιόντων λιθίου, ροής και οξέος μολύβδου.

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι οι πιο συνηθισμένες επειδή είναι ελαφριές και καθαρές με μεγάλη αποθήκευση ενέργειας. Υπάρχουν δύο τύποι: οξείδιο κοβαλτίου νικελίου-νικελίου (NMC) και φωσφορικό λίθιο σιδήρου (LFP). Οι μπαταρίες NMC τείνουν να είναι πιο ισχυρές, ώστε να μπορούν να είναι μικρότερες, ενώ οι μπαταρίες LFP διαρκούν περισσότερο.

Οι μπαταρίες ροής είναι γενικά βιομηχανικού μεγέθους και επί του παρόντος δεν αποτελούν επιλογή για τους ιδιοκτήτες σπιτιού. Οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος είναι αξιόπιστες, αλλά, όπως αναφέρθηκε παραπάνω, πιο δύσκαμπτες και απαιτούν περισσότερη συντήρηση από ό, τι ιόντων λιθίου.

Εκτός από τη χημεία, υπάρχουν τέσσερις άλλοι τρόποι σύγκρισης των ηλιακών μπαταριών:

• Ενσωματωμένος μετατροπέας: Ορισμένες ηλιακές μπαταρίες απαιτούν εξωτερικό μετατροπέα (επιπλέον κόστος), αλλά πολλές έχουν ενσωματωμένους μετατροπείς και ελεγκτές φόρτισης.
• Σύζευξη: Οι μπαταρίες μπορούν να έχουν σύζευξη AC ή DC, πράγμα που σημαίνει ότι μπορούν να συνδεθούν με φορτία AC ή DC. Ο σύνδεσμος AC είναι ευκολότερος στην εγκατάσταση, επειδή η έξοδος μπορεί να τροφοδοτηθεί απευθείας στον ηλεκτρικό πίνακα. Η σύζευξη DC, ωστόσο, έχει καλύτερη συνολική ενεργειακή απόδοση.
• Στοιβαζόμενο: Ορισμένες ηλιακές μπαταρίες μπορούν να συνδεθούν με πρόσθετες μπαταρίες. Αυτό παρέχει την ευελιξία του μεγέθους ενός συστήματος αποθήκευσης σύμφωνα με τις ανάγκες σας.
• Τάση: Οι ηλιακές μπαταρίες μπορούν να λειτουργήσουν στα έξι, 12, 24 ή 48 βολτ. Η τάση της μπαταρίας πρέπει να ταιριάζει με αυτή των ηλιακών συλλεκτών.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα ηλιακής μπαταρίας

Ενα Η ηλιακή ιδιοκτησία εκτός δικτύου χρειάζεται αποθήκευση μπαταρίας, αλλά όχι απαραίτητα συνδεδεμένο στο πλέγμα. Ένα συνδεδεμένο με το δίκτυο ηλιακό σύστημα παραγωγής μπορεί να τροφοδοτεί απευθείας την ηλεκτρική ενέργεια στην εταιρεία παραγωγής ενέργειας και ακόμη και όταν δεν το κάνει, το δίκτυο μπορεί να λειτουργήσει ως εφεδρικό.

Ωστόσο, τα σπίτια που είναι συνδεδεμένα με πλέγμα μπορούν να επωφεληθούν από τις μπαταρίες, αν και υπάρχουν ορισμένα μειονεκτήματα.

Πλεονεκτήματα

• Ηλεκτρικό ρεύμα σε διακοπές ρεύματος: Πιο ήσυχα και πιο καθαρό από μια γεννήτρια, μια ηλιακή μπαταρία παρέχει ρεύμα κατά τη διάρκεια καταιγίδων, περιστρεφόμενων διακοπών και διακοπών δημόσιας ασφάλειας. Τα τελευταία είναι ολοένα και συχνότερα στη χώρα με τις πυρκαγιές.
• Χαμηλότερο ενεργειακό κόστος: Με εφεδρική μπαταρία, μπορείτε να απενεργοποιήσετε το ηλεκτρικό δίκτυο όταν οι τιμές ηλεκτρικής ενέργειας είναι υψηλότερες, εξοικονομώντας χρήματα.
• Ευκολία φόρτωσης στο ηλεκτρικό δίκτυο: Οποιαδήποτε αποθηκευμένη ενέργεια που χρησιμοποιείτε σημαίνει λιγότερη ενεργειακή ζήτηση για την εταιρεία ηλεκτρικής ενέργειας.

Μειονεκτήματα

• Κόστος: Οι ηλιακές μπαταρίες δεν είναι φθηνές. Οι τιμές για την πλήρη εγκατάσταση κυμαίνονται από 6.000 $ έως 20.000 $ και δεν διαρκούν για πάντα. Οι περίοδοι εγγύησης είναι συνήθως 10 χρόνια περίπου.
• Αυξημένη πολυπλοκότητα: Θα χρειαστείτε χώρο για τις μπαταρίες. Και πρέπει να προσθέσετε επιπλέον καλωδίωση και έναν διακόπτη μεταφοράς, ώστε να μπορείτε να αποσυνδέσετε τον πίνακα σας από το δίκτυο όταν χρησιμοποιείτε μπαταρία κατά τη διάρκεια μιας διακοπής λειτουργίας.
• Περιβαλλοντική επίπτωση: Η εξόρυξη λιθίου επηρεάζει αρνητικά το περιβάλλον. Αυτό αντισταθμίζεται εν μέρει επειδή τα περισσότερα υλικά στις ηλιακές μπαταρίες είναι ανακυκλώσιμα, αλλά εξακολουθεί να αποτελεί στρατηγικό πρόβλημα καθώς αυξάνεται η ζήτηση για μπαταρίες ιόντων λιθίου.

Ο Chris Deziel δραστηριοποιείται στο χώρο του οικοδομικού κλάδου για περισσότερα από 30 χρόνια. Βοήθησε να χτιστεί μια μικρή πόλη στην έρημο του Όρεγκον από την αρχή και βοήθησε στην ίδρυση δύο εταιρειών εξωραϊσμού. Έχει εργαστεί ως ξυλουργός, υδραυλικός και φανοποιός επίπλων. Ο Deziel γράφει άρθρα DIY από το 2010 και έχει εργαστεί ως διαδικτυακός σύμβουλος, πιο πρόσφατα με την υπηρεσία Pro Referral της Home Depot. Η δουλειά του έχει δημοσιευτεί στα Landlordology, Apartments.com και Hunker. Ο Deziel έχει επίσης δημοσιεύσει επιστημονικό περιεχόμενο και είναι μανιώδης μουσικός.