Mit kell tudni a napelemekről

A Tesla Powerwall-ja, amelyet a vállalat 2015-ben kezdett el széles körben forgalmazni, volt a lítium-ion technológia első jelentős alkalmazása napenergia tárolására. Azóta több versenytárs is megjelent a piacra ugyanolyan jó vagy jobb termékkel.

Ez jó hír a napelemes háztartásoknak. Az akkumulátor technológia ugyanolyan fontos, mint maguk a panelek, amelyek egyre megfizethetőbbé válik és hatékonyabb.

2008-ban költöztem napelemes ingatlanomba. Abban az időben az akkumulátorbank 16 ólom-savas szörnyetegből állt, mindegyik legalább 50 font súlyú, és körülbelül háromhavonta volt szükségük vízre. Enélkül a víz nélkül az akkumulátorok kiszáradnának és meghalnának, mint a növények, és néhányan meg is tették.

Az inverter, amely az egyenáramú akkumulátort 120 V-os váltakozó áramra alakította át a lámpák és a készülékek számára, egy 200 kilós behemót volt. Gyakorlatilag eltörte a hátam, amikor egészen Oregonba cipeltem szervizbe, miután egy villámcsapás kiütötte.

A mai napelemek nemcsak könnyebbek és hosszabb élettartamúak, hanem sok beépített inverterrel és töltésvezérlővel is rendelkezik. Így kisebbek és könnyebben telepíthetők. Hatékonyabbak is. Az intelligens akkumulátorok képesek szabályozni magukat, töltési módban maradnak, amíg süt a nap, és éjszaka lemerülésre kapcsolnak. Ez biztosítja az áram megszakítás nélküli áramlását.

Szintén fontos megjegyezni, hogy 2023. január 1-től adójóváírás A napelemes rendszerek már elérhetőek. A 2022-ben elfogadott inflációcsökkentési törvény részeként szerepeltek. A lakástulajdonosok 30 százalékos adókedvezményt kaphatnak a napelemes rendszerek után.

Mik azok a napelemek?

Mint mindenki tudja, az akkumulátor olyan eszköz, amely elektromos energiát tárol. Manapság szinte mindenhol ott vannak. Ezek a tulajdonságok különböztetik meg a napelemeket a többitől:

• Kémia: A legtöbb napelemes akkumulátor valamilyen lítium-ion technológiát tartalmaz. Ellentétben az alkáli- vagy ólom-savas akkumulátorokkal, nincs folyékony elektrolitjuk, és nem szivároghatnak. A nikkel-kadmium (Ni-Cad) akkumulátorokkal ellentétben ezek nem mérgezőek.
• Kisülési mélység (DoD): A napelemek a mélykisütésű akkumulátorok egyik fajtája, ami azt jelenti, hogy biztonságosan szinte teljesen lemeríthetők, mielőtt újra kellene tölteni. A hagyományos újratölthető akkumulátorok minimális DoD-értéke 50 százalék, de sok napelemes akkumulátor DoD-értéke megközelíti a 100 százalékot.
• Teljesítmény értékelése: Ez azt mutatja, hogy mennyi energiát nyerhet ki egyszerre az akkumulátor, kilowattban (kW) mérve. A folyamatos teljesítmény mellett sok napelemnek van ötperces pillanatnyi teljesítménye is. Azt méri, hogy az akkumulátor mennyi energiát képes biztosítani rövid sorozatokban. Ez akkor fontos, ha olyan eszközzel rendelkezik, amely egyszerre sok energiát igényel, például egy olajteknő szivattyú.
• Kapacitás: Kilowattórában (kWh) mérve ez azt mutatja, hogy mennyi energiát képes tárolni az akkumulátor. A napelemek általában nagyobb kapacitásúak, mint más típusok.
• Kisülési sebesség (C-ráta): A napelemek kisülési sebessége nagyobb, mint a hagyományos újratölthető akkumulátorok. Ez azt jelenti, hogy az akkumulátorban tárolt energiából több áll rendelkezésre rövid távon a működő készülékek számára.
• Élettartam: A napelemek általában 10-15 évig bírják, hosszabb ideig, mint a hagyományos újratölthető elemek.
• Karbantartás: A legtöbb modern napelemes akkumulátor zárt, és nem igényel karbantartást. Az ártalmatlanítás általában nem jelent problémát, mivel a legtöbb alkatrészük újrahasznosítható.

A napelemek típusai

Ha a napelemeket kémiai kategóriákba sorolja, három fő típusa van: lítium-ion, áramlási és ólom-sav.

A lítium-ion akkumulátorok a leggyakoribbak, mivel könnyűek és tiszták, sok energiát tárolnak. Két típusa létezik: lítium-nikkel-mangán-kobalt-oxid (NMC) és lítium-vas-foszfát (LFP). Az NMC akkumulátorok általában erősebbek, így kisebbek lehetnek, míg az LFP akkumulátorok tovább bírják.

A Flow akkumulátorok általában ipari méretűek, és jelenleg nem választhatóak a lakástulajdonosok számára. Az ólom-savas akkumulátorok megbízhatóak, de, mint fentebb említettük, körülményesebbek és több karbantartást igényelnek, mint a lítium-ion akkumulátorok.

A kémia mellett négy másik módszer is van a napelemek összehasonlítására:

• Integrált inverter: Egyes napelemek külső invertert igényelnek (extra költség), de sokban van beépített inverter és töltésvezérlő.
• Csatolás: Az akkumulátorok AC vagy DC csatolással rendelkezhetnek, ami azt jelenti, hogy AC vagy DC terheléshez köthetők. A váltakozó áramú csatlakozó könnyebben telepíthető, mivel a kimenet közvetlenül az elektromos panelbe táplálható. Az egyenáramú csatolásnak azonban jobb az általános energiahatékonysága.
• Egymásra rakható: Egyes napelemek további akkumulátorokhoz kapcsolhatók. Ez biztosítja a tárolórendszerek igényeinek megfelelő rugalmas méretezését.
• Feszültség: A napelemek hat, 12, 24 vagy 48 volton működhetnek. Az akkumulátor feszültségének meg kell egyeznie a napelemek feszültségével.

A napelemes akkumulátor előnyei és hátrányai

An hálózaton kívüli napelemes ingatlannak akkumulátortárolásra van szüksége, de nem feltétlenül rácshoz kötött. A hálózatra kötött napelemes rendszer közvetlenül az áramszolgáltatónak táplálhatja az áramot, és még ha nem is, a hálózat tartalékként működhet.

Mindazonáltal a rácsra kötött házak számára hasznosak lehetnek az akkumulátorok, bár vannak hátrányai.

Profik

• Áramszünet esetén az áram: Halkabb és tisztább, mint egy generátor, napelem biztosítja az áramot vihar, forgó kimaradás és közbiztonsági leállás idején. Az utóbbiak azok egyre gyakoribb az erdőtüzek országában.
• Alacsonyabb energiaköltségek: Az akkumulátoros tartalékkal akkor kapcsolhatja ki az elektromos hálózatot, amikor magasabb az áramdíj, így pénzt takaríthat meg.
• Könnyebb terhelés az elektromos hálózaton: Bármilyen tárolt energia, amelyet felhasznál, kisebb energiaigényt jelent az áramszolgáltató számára.

Hátrányok

• Költség: A napelemek nem olcsók. A teljes telepítés ára 6 000 és 20 000 dollár között mozog, és nem tartanak örökké. A jótállási idő általában körülbelül 10 év.
• Fokozott összetettség: Helyre lesz szüksége az akkumulátoroknak. És hozzá kell adnia további vezetékeket és egy átviteli kapcsolót, hogy a panelt le tudja választani a hálózatról, amikor akkumulátorról működik. üzemszünet során.
• Környezeti hatás: A lítium bányászata negatívan hat a környezetre. Ezt részben ellensúlyozza, mert a napelemek legtöbb anyaga újrahasznosítható, de ez még mindig stratégiai probléma, mivel a lítium-ion akkumulátorok iránti kereslet növekszik.

Chris Deziel több mint 30 éve tevékenykedik az építőiparban. Az alapoktól segített felépíteni egy kis várost az oregoni sivatagban, és segített két tereprendezéssel foglalkozó cég létrehozásában. Dolgozott asztalosként, vízvezeték-szerelőként és bútorfelújítóként. Deziel 2010 óta ír barkács cikkeket, és online tanácsadóként dolgozott, legutóbb a Home Depot Pro Referral szolgáltatásával. Munkáját a Landlordology, az Apartments.com és a Hunker oldalakon tették közzé. Deziel tudományos tartalmakat is publikált, és lelkes zenész.