Благодаря массовому строительству солнечных энергосистем солнечная энергия постепенно восстанавливает отношения между человеком и природой. Мы больше не зависим полностью от традиционных методов получения энергии, которые приводят к загрязнению окружающей среды.
Однако люди обнаружили, что когда солнце садится, оно уже не может обеспечить энергией частные электросети. Решить эту проблему поможет технология аккумуляторов, которая развивается в последние годы.
В этой статье мы подробно расскажем о роли, принципе работы, типе, моментах выбора и т.д. солнечных элементов, чтобы помочь пользователям лучше понять и выбрать подходящие солнечные элементы.
Роль солнечных батарей
Солнечные батареи играют важнейшую роль в солнечных энергосистемах, в первую очередь они используются для хранения энергии, собранной солнечными панелями, и обеспечивают стабильное электроснабжение в различных условиях. Ниже перечислены некоторые ключевые функции солнечных батарей:
Хранение избыточной энергии
Одна из основных функций солнечных батарей - накапливать избыточную энергию, вырабатываемую солнечными панелями в течение дня. Когда солнечные панели вырабатывают больше электроэнергии, чем требуется дому или коммерческому зданию, избыток энергии накапливается в солнечных батареях. В зависимости от количества ячеек, объем накопленной энергии может составлять от нескольких киловатт-часов до нескольких мегаватт-часов. Накопленная энергия может быть использована в периоды отсутствия солнечного света (например, ночью или в пасмурные дни) для обеспечения непрерывного энергоснабжения.
Резервное питание во время перебоев
Солнечные батареи можно использовать в качестве аварийных резервных источников питания, обеспечивающих подачу электроэнергии при сбоях в электросети. Подключив солнечные батареи к частной электросети, пользователи могут полагаться на накопленную энергию для продолжения работы во время отключения электричества. Особенно это актуально для производственных компаний. коммерческая система хранения энергии позволяет избежать серьезных последствий перебоев в подаче электроэнергии, приводящих к остановке производства и даже повреждению оборудования.
Стабилизация напряжения и управление нагрузкой
Солнечные батареи также помогают стабилизировать напряжение и управлять нагрузками. Когда сеть или солнечные батареи вырабатывают нестабильную мощность, батарея может высвободить накопленную энергию, чтобы сбалансировать напряжение, обеспечивая стабильное электроснабжение домов или коммерческих учреждений. Кроме того, солнечные батареи помогают управлять пиковая мощностьпредотвращая колебания напряжения или перебои в подаче электроэнергии, вызванные чрезмерным потреблением энергии, оптимизируя общую эффективность энергосистемы.
Как работают солнечные батареи?
Принцип работы солнечной батареи основан на фундаментальной концепции накопления и разрядки электрической энергии, интегрированной с солнечными фотоэлектрическими (PV) системами для оптимизации использования и управления энергией. Вот обзор процесса:
Солнечные панели преобразуют солнечный свет в электричество постоянного тока (DC) за счет фотоэлектрического эффекта. Когда солнечный свет попадает на солнечные панели, фотоны (частицы солнечного света) возбуждают электроны внутри панелей, вырабатывая ток.
Когда электричество, вырабатываемое панелями, превышает непосредственные потребности дома или объекта, избыток энергии накапливается в солнечной батарее. Ночью или в пасмурные дни, когда нет солнечного света, батарея действует как "банк энергии", высвобождая накопленную энергию для питания освещения, приборов, кондиционеров и других устройств, обеспечивая непрерывное электроснабжение без солнечного света.
Безопасны ли солнечные батареи?
Солнечные батареи, как правило, очень безопасны в использовании, но для обеспечения долговременной стабильной работы требуется выбор квалифицированных батарей и правильная установка. Вот некоторые важные соображения безопасности:
Защита от перезарядки: Большинство современных солнечных батарей оснащены функциями защиты от перезаряда и переразряда, автоматически отключающими питание, когда батарея полностью заряжена или заряд слишком низкий, что предотвращает повреждение батареи.
Контроль температуры: Солнечные батареи обычно оснащены системами контроля температуры для предотвращения проблем с безопасностью, вызванных перегревом. Правильная вентиляция и системы отвода тепла необходимы, особенно в экстремальных погодных условиях, чтобы продлить срок службы батареи.
Система управления аккумулятором (BMS): Сайт BMS Контролирует состояние аккумулятора в режиме реального времени, обеспечивая его работу в безопасном диапазоне напряжений и предотвращая чрезмерный разряд и перезаряд.
Соответствие: Выбор солнечных батарей, отвечающих международным стандартам безопасности (например, сертификации UL), является залогом безопасного использования.
Однако, как и все батареи, солнечные батареи несут в себе потенциальный риск, особенно если батарея старая или поврежденная. Неправильная установка или использование некачественных батарей может привести к угрозе безопасности. Поэтому очень важно выбирать марки с хорошей репутацией и пользоваться услугами профессиональных специалистов по установке и обслуживанию.
Дальнейшее чтение: Почему батарею LiFePO4 называют самой безопасной?
Типы солнечных батарей
Солнечные батареи бывают разных типов, основанных на химических материалах, способах установки и сценариях применения. Выбор правильного типа солнечной батареи может повысить энергоэффективность и удовлетворить специфические потребности различных домохозяйств и предприятий. Ниже представлены различные типы солнечных батарей:
Классификация химических материалов
Химический материал, используемый в солнечных батареях, напрямую влияет на их производительность, срок службы и стоимость. К распространенным типам относятся:
Литий-ионные аккумуляторы
Литий-ионные батареи - наиболее распространенный тип, используемый в солнечных энергосистемах, благодаря высокой плотности энергии, длительному сроку службы и высокой безопасности. Они могут эффективно хранить большое количество энергии, быстро заряжаться и иметь большую глубину разряда, что делает их идеальными для домашних хозяйств и предприятий, нуждающихся в эффективной и долговечной энергии. К популярным типам относятся литиевые никель-кобальт-марганцевые (NCM) и литий-железо-фосфатные (LiFePO4) батареи.
Свинцово-кислотные аккумуляторы
Свинцово-кислотные батареи - это традиционный тип, известный своей низкой стоимостью, что делает их подходящими для экономных пользователей. Хотя свинцово-кислотные батареи более доступны по цене, они имеют более низкую энергетическую плотность, занимают больше места и имеют более короткий срок службы (обычно 3-5 лет). Кроме того, они требуют более длительной зарядки и склонны к снижению производительности.
Литий-железо-фосфатные (LiFePO4) аккумуляторы
Литий-железо-фосфатные батареи это разновидность литиевых батарей, известная своей повышенной безопасностью, длительным сроком службы (более 10 лет) и стабильной работой, особенно при длительном использовании. Несмотря на более низкую энергетическую плотность по сравнению с другими типами литиевых батарей, они обладают отличной термостойкостью и устойчивостью к перезаряду, что делает их идеальными для домашних систем хранения солнечной энергии.
Метод установки Классификация
Солнечные батареи могут быть установлены различными способами, в основном классифицируемыми на настенные и стоечные системы, исходя из различных требований к пространству:
Настенные аккумуляторы
Настенные солнечные батареи обычно меньше по размеру, что делает их подходящими для домов или предприятий с ограниченным пространством. Их дизайн ориентирован на экономию места, и они могут быть установлены прямо на стену, что обеспечивает аккуратный внешний вид и простоту монтажа. Среди популярных марок настенных аккумуляторов - Tesla Powerwall и LG Chem RESU.
Батареи для монтажа в стойку
Солнечные батареи на стойках идеально подходят для пользователей, которым требуется большая емкость и долгосрочное хранение энергии. Такие батареи обычно устанавливаются на земле с помощью стоек, что позволяет накапливать больше энергии. Аккумуляторы для серверных стоек обычно встречаются в больших жилых домах, коммерческих зданиях или на промышленных объектах.
Классификация сценариев применения
Исходя из способа подключения к системе, солнечные батареи можно разделить на следующие два типа:
Системы автономного электроснабжения
Автономные солнечные системы не подключены к электросети и используются в отдаленных районах или местах, где нет доступа к электросети. Автономные системы Как правило, они оснащены более емкими аккумуляторными батареями для обеспечения электроснабжения в дни без солнечного света. Такие системы идеально подходят для ферм, горных домиков и удаленных мест.
Системы с подключением к сети
Солнечные системы, привязанные к сети, подключаются к электросети, позволяя пользователям отправлять излишки энергии обратно в сеть. Этот тип подходит для большинства домов и предприятий, позволяя пользователям продавать излишки электроэнергии для компенсации счетов за электричество или получения скидок. Батареи в системах с подключением к сети используются в основном для хранения электроэнергии, выработанной в течение дня, для использования ночью или в пасмурные дни.
Что лучше: Литий-ионные, свинцово-кислотные или литий-железо-фосфатные?
- Литий-ионные аккумуляторы:
Литий-ионные батареи обладают высокой плотностью энергии, большим сроком службы (обычно более 10 лет), а также высокой эффективностью зарядки и разрядки. Они компактны, легки и идеально подходят для приложений, требующих длительного использования и ограниченного пространства. Несмотря на то, что изначально они дороже, в долгосрочной перспективе они оказываются выгоднее благодаря своей эффективности и долговечности. - Свинцово-кислотные аккумуляторы:
Свинцово-кислотные батареи экономически эффективны, технологически отработаны и широко распространены. Однако они имеют более низкую плотность энергии, короткий срок службы (обычно 3-5 лет) и более низкую эффективность зарядки и разрядки. Кроме того, свинцово-кислотные батареи громоздки и содержат вредные вещества, что представляет опасность для окружающей среды. - Литий-железо-фосфатные (LiFePO4) аккумуляторы:
Литий-железо-фосфатные батареи, являющиеся одним из видов литиевых батарей, отличаются высокой безопасностью, длительным сроком службы (более 10 лет) и превосходной стабильностью, особенно в условиях высоких температур. Хотя они имеют более низкую плотность энергии по сравнению с некоторыми другими литиевыми батареями, их растущая доступность делает их идеальным долгосрочным решением. По сравнению с традиционными свинцово-кислотными батареями они отличаются более высокой эффективностью зарядки и более длительным сроком службы.
В целом литий-железо-фосфатные батареи имеют значительные преимущества в плане безопасности, срока службы и эффективности, что делает их предпочтительным выбором для высококлассных систем хранения солнечной энергии. Хотя их первоначальная стоимость выше, они обеспечивают отличную отдачу в долгосрочной перспективе благодаря своей долговечности и меньшим затратам на обслуживание.
Преимущества использования солнечных батарей
- Энергетическая независимость:
Аккумулируя солнечную энергию, пользователи могут уменьшить свою зависимость от сети, достигая частичной или полной энергетической самодостаточности. - Экономия средств:
Храня и используя солнечную энергию, пользователи могут значительно снизить свои счета за электричество, особенно в периоды пиковых цен. - Воздействие на окружающую среду:
Солнечные батареи способствуют использованию экологически чистой энергии, помогая сократить выбросы углекислого газа и поддержать экологическую устойчивость. - Резервное питание:
В случае отключения электроэнергии солнечные батареи могут служить резервным источником питания, обеспечивая нормальную работу дома и бытовой техники.
Недостатки использования солнечных батарей
- Высокая начальная стоимость:
Хотя солнечные батареи позволяют экономить на электроэнергии в долгосрочной перспективе, их первоначальная стоимость покупки и установки относительно высока, особенно для высокопроизводительных литиевых батарей. Эти первоначальные затраты могут стать препятствием для некоторых домохозяйств и малых предприятий. - Требования к помещению:
Некоторые типы солнечных батарей, особенно стоечные, требуют значительного пространства, что может не подойти для небольших домов или ограниченного пространства. Настенные батареи, хотя и занимают меньше места, часто имеют меньшую емкость, что может не соответствовать потребностям больших систем. - Требования к обслуживанию:
Хотя солнечные батареи в целом долговечны, они требуют регулярного обслуживания и проверок, особенно в экстремальных климатических условиях. Системы управления батареями и контроля температуры должны поддерживаться в оптимальном рабочем состоянии, чтобы предотвратить проблемы с безопасностью. - Деградация производительности:
Со временем эффективность солнечных батарей может снижаться, особенно после многих лет использования. По мере старения батарей их емкость уменьшается, что может повлиять на стабильность электроснабжения.
Как правильно выбрать солнечную батарею?
При выборе солнечной батареи важно учитывать несколько факторов, чтобы убедиться, что батарея соответствует потребностям пользователя. К ключевым факторам относятся:
Тип батареи:
В зависимости от бюджета и требований пользователям необходимо выбрать подходящий тип аккумулятора. Литий-ионные батареи идеально подходят для длительного использования в условиях ограниченного пространства, а свинцово-кислотные - для тех, у кого ограниченный бюджет. Литий-железо-фосфатные батареи - лучший выбор для тех, кто стремится к повышенной безопасности и долговечности.
Вместимость:
Емкость аккумулятора - один из самых важных факторов при выборе солнечной батареи. Пользователям следует выбирать батарею, соответствующую их ежедневным потребностям в энергии. Слишком маленькая батарея может привести к недостаточной мощности, а слишком большая - к напрасной трате энергии.
Пространство для установки:
Учитывая требования к пространству, которое занимает батарея, пользователь может сделать выбор в зависимости от свободного места в доме или на предприятии. Для ограниченного пространства идеально подходят настенные батареи. Для тех, кому требуется большая емкость, больше подойдут батареи, монтируемые в стойку.
Срок службы аккумулятора и гарантия:
Важно знать срок службы батареи и гарантию. Выбор более качественной батареи с большим сроком службы может снизить необходимость в частой замене. Большинство литиевых батарей служат более 10 лет, в то время как свинцово-кислотные - всего 3-5 лет.
Бюджет и эффективность затрат:
Важно учитывать как первоначальные инвестиции, так и долгосрочную экономическую эффективность батареи. Хотя литий-ионные батареи изначально дороже, их более длительный срок службы и низкие эксплуатационные расходы делают их более экономичным вариантом в долгосрочной перспективе.
Каждый проект по хранению энергии уникален. Выбрать подходящую батарею для снижения затрат и использовать наиболее подходящий комплект для создания системы резервного электроснабжения - дело непростое. Вы можете обратиться в компанию PKNERGY, чтобы Получите бесплатные, не требующие согласования решения в области энергетики.
Солнечная батарея против генератора: Что лучше?
Солнечная батарея:
- Лучшее для: Долгосрочное использование, эко-сознание и желание сократить расходы на электроэнергию, особенно в солнечных районах.
- Источник энергии: Солнечная энергия, которая является экологически чистой, возобновляемой и экономически эффективной в долгосрочной перспективе.
- Идеальные пользователи: Жилые и коммерческие потребители в солнечных регионах, нуждающиеся в стабильных, устойчивых энергетических решениях.
Генератор:
- Лучшее для: Аварийное электроснабжение, автономные районы и кратковременные потребности в высокой мощности.
- Источник энергии: Обычно работает на топливе (дизельном, бензиновом или природном газе), что требует регулярных закупок топлива.
- Идеальные пользователи: Места, где требуется резервное питание во время перебоев или в местах, где нет доступа к электросети, особенно для тяжелых условий эксплуатации.
Ключевые сравнения:
Долгосрочная экономическая жизнеспособность:
Солнечные батареи более экономичны в долгосрочной перспективе, поскольку они зависят от солнечной энергии и не требуют постоянных расходов на топливо. Генераторы имеют более высокие эксплуатационные расходы, связанные с покупкой топлива и техническим обслуживанием.
Воздействие на окружающую среду:
Солнечные батареи экологичны и не выделяют парниковых газов, в то время как генераторы, работающие на ископаемом топливе, способствуют загрязнению окружающей среды и выбросам углекислого газа.
Спрос и использование электроэнергии:
Солнечные батареи отлично подходят для стабильного и устойчивого энергоснабжения, особенно в районах с обильным солнечным светом. Генераторы же обеспечивают надежное и быстрое электроснабжение в чрезвычайных ситуациях или когда высокая мощность нужна мгновенно.
Стоимость солнечной батареи:
Стоимость солнечных батарей зависит от типа и марки. Общие ценовые диапазоны следующие:
- Литий-ионная батарея: $300-$1200 за кВтч
- Свинцово-кислотная батарея: $100-$300 за кВтч
- Литий-железо-фосфатный (LiFePO4) аккумулятор: $500-$1500 за кВтч
Сколько солнечных батарей необходимо для работы дома?
Чтобы определить необходимое количество солнечных батарей, учитывайте следующие факторы:
Рассчитайте суточное потребление электроэнергии: Оцените потребление электроэнергии бытовыми приборами. Ниже перечислены распространенные бытовые приборы и их потребляемая мощность:
- Холодильник: 100-200 Вт, работает 10 часов в день, потребляет около 1-2 кВт-ч в день.
- Кондиционер: 1500-2500 Вт, работает 6-8 часов в день, потребляет 9-20 кВт/ч в день.
- Телевизор: 100-200 Вт, работает 4 часа в день, потребляет 0,4-0,8 кВт-ч в день.
- Освещение: 10-20 Вт на лампу, 20 ламп в течение 4 часов, потребление 0,8-1,6 кВт-ч в день.
- Предположим, что общее среднесуточное потребление домохозяйства составляет 20 кВт/ч.
Потребности в электроэнергии в дневное и ночное время:
В течение дня солнечные панели будут подавать энергию, а ее избыток будет накапливаться в аккумуляторе.
Ночью солнечные панели не будут вырабатывать электроэнергию, поэтому ее будут поставлять аккумуляторы.
Если вы полностью автономны и хотите заменить всю электроэнергию из сети, вам понадобится аккумулятор, чтобы накопить достаточно энергии на ночь.
Оцените требуемую емкость батареи: Если домохозяйству требуется 20 кВт-ч в день, а эффективность батареи составляет 80%, то необходимая емкость батареи составит:
Требуемая емкость = 20 кВт-ч ÷ 0,8 (эффективность батареи) = 25 кВт-ч.
Таким образом, для автономной работы домашнего хозяйства вам потребуется не менее 25 кВт-ч емкости солнечных батарей.
Подбор солнечных панелей к батареям
Чтобы удовлетворить дневной спрос на электроэнергию и накопить ее на ночь, солнечные панели должны быть правильно подобраны в зависимости от количества солнечных часов в вашем регионе.
- Необходимость хранения солнечных батарей:
Согласно расчетам, вам необходимо 25 кВтч хранилища для удовлетворения потребностей в энергии в ночное время. - Эффективность и производительность солнечной панели:
Предположим, что каждая панель производит 150 Вт на квадратный метр солнечной панели и работает 10 часов в день в районе с 10 часами солнечного света.- Суточная выработка энергии на панель:
150 Вт × 10 часов = 1,5 кВт-ч на квадратный метр. - Необходимая площадь панели:
Чтобы производить 25 кВт-ч в день, вам потребуется:
- Суточная выработка энергии на панель:
Необходимая площадь = 25 кВт-ч/1,5 кВт-ч/кв. м ≈ 16,67 кв. м.
Таким образом, около 17 квадратных метров солнечных панелей необходимы.
Имейте в виду, что эта оценка может меняться в зависимости от местных условий солнечного освещения и эффективности используемых солнечных панелей.
Как выбрать солнечную батарею?
При выборе солнечной батареи необходимо учитывать несколько ключевых факторов:
Вместимость:
Убедитесь, что емкость батареи соответствует потребностям вашего дома в энергии. Вам необходимо оценить ежедневное потребление энергии и выбрать батарею, способную обеспечить достаточный запас энергии, особенно для использования в ночное время или в пасмурные дни.
Тип батареи:
Литий-ионные аккумуляторы: Более высокая эффективность, длительный срок службы, но более дорогие.
Свинцово-кислотные аккумуляторы: Дешевле, но имеют меньший срок службы и меньшую эффективность.
Литий-железо-фосфат (LiFePO4): Хороший баланс между ценой, сроком службы и эффективностью, хотя и немного дороже свинцово-кислотных батарей.
Продолжительность жизни:
Ищите батареи с большим сроком службы, в идеале - не менее 10-15 лет. Литий-ионные и LiFePO4 батареи обычно имеют более длительный срок службы по сравнению со свинцово-кислотными.
Эффективность:
Высокоэффективные батареи лучше накапливают и разряжают энергию, что приводит к меньшим потерям энергии.
Репутация бренда:
Выбирайте солнечную батарею от известного бренда, чтобы гарантировать качество, надежность работы и хорошее обслуживание клиентов. Известные бренды часто предлагают лучшие гарантии и поддержку.
Можно ли соединять солнечные батареи разных марок?
Обычно не рекомендуется соединять солнечные батареи разных марок. Основными причинами являются:
Различные системы управления аккумуляторами (BMS): Разные бренды могут использовать различные конструкции BMS и протоколы связи, что может помешать правильной синхронизации и вызвать проблемы в работе.
Различия в производительности аккумуляторов: Даже в батареях одного и того же бренда, выпущенных из разных партий или в разное время, могут наблюдаться незначительные различия в характеристиках. Смешивание батарей разных марок или партий может привести к неравномерному разряду и ускорить износ батареи.
Для солнечных систем "сделай сам": Если вы планируете создать свою солнечную систему, лучше всего использовать батареи одного производителя, а в идеале - из одной партии, чтобы обеспечить стабильность характеристик и срок службы. Даже когда батареи не используются, они испытывают незначительную потерю энергии, которая может зависеть от даты производства. Это может привести к несбалансированному разряду батареи и более быстрой деградации.
Сколько людей используют солнечные батареи?
С ростом популярности солнечных технологий и повышением стоимости электроэнергии все больше людей предпочитают использовать солнечные батареи для хранения энергии в домашних условиях. По данным маркетинговых исследований, число пользователей солнечных батарей во всем мире неуклонно растет.
Глобальный рост использования: По состоянию на 2020 год более 5 миллионов домов по всему миру были оснащены солнечными системами, многие из которых работали в паре с накопителями энергии. Ожидается, что к 2025 году мировой рынок солнечных батарей достигнет более 100 миллионов пользователей.
Ключевые регионы: Страны с высоким потенциалом солнечной энергии, такие как США, Европа и Австралия, демонстрируют более высокие темпы внедрения солнечных батарей. В этих регионах потребители, как правило, отдают предпочтение резервному питанию во время перебоев в сети и стремятся снизить расходы на электроэнергию, полагаясь на солнечную энергию.
Рекомендации по использованию солнечных батарей
PKNERGY - производитель солнечных батарей, расположенный в Китае, с различными типами элементов. Здесь вы можете найти решения мощностью 5 кВтч~2 мВтч.
Заключение
Солнечные батареи накапливают избыточную энергию, вырабатываемую солнечными панелями, и отдают ее при необходимости, обеспечивая непрерывное энергоснабжение домов и коммерческих объектов. Поскольку солнечные технологии продолжают развиваться, а стоимость энергии растет, использование солнечных батарей становится все более распространенным, обеспечивая как экономию, так и экологическую устойчивость.
Экономия денег, защита окружающей среды
PKNERGY поможет вам сократить расходы на электроэнергию для вашего дома, храня солнечную энергию для использования в любое время - ночью или во время отключения.
RU 
EN 
FR 
ES 
DE 
IT 
PT 
ID 
SL 
KO 