Ponieważ systemy fotowoltaiczne (PV) stają się coraz bardziej przystępne cenowo, coraz więcej właścicieli domów i firm inwestuje w czystą, odnawialną energię. Jednak bez magazynowania nadwyżki energii mogą pozostać niewykorzystane, a w nocy lub w pochmurne dni nadal można polegać na sieci energetycznej. Dodanie akumulatorów do instalacji fotowoltaicznej przekształca przerywane światło słoneczne w ciągłą moc, zwiększa odporność i maksymalizuje zwrot z inwestycji. Niniejszy przewodnik zawiera informacje na temat najnowszych technologii, praktycznych metod doboru wielkości, rozważań dotyczących instalacji i najlepszych praktyk - umożliwiając podejmowanie świadomych decyzji zgodnych z unikalnymi celami energetycznymi.

Po co dodawać baterie do systemu solarnego?

1. Niezależność energetyczna i odporność

Przerwy w dostawie prądu, spowodowane trudnymi warunkami pogodowymi lub pracami konserwacyjnymi, mogą sprawić, że pozostaniesz w ciemności. System solarny z akumulatorem zapewnia płynne przejście na zasilanie awaryjne dla krytycznych obciążeń - lodówek, oświetlenia, sprzętu medycznego i urządzeń komunikacyjnych - zapewniając komfort i bezpieczeństwo.

2. Oszczędności czasu użytkowania (TOU)

Wiele zakładów energetycznych oferuje obecnie rozliczenia TOU, naliczając wyższe stawki w godzinach wieczornego szczytu. Przechowując nadwyżkę energii słonecznej wyprodukowanej w południe i rozładowując ją, gdy stawki rosną, można znacznie obniżyć rachunki za energię elektryczną i uniknąć kar za godziny szczytu.

3. Zwiększona konsumpcja własna

Bez magazynowania, systemy fotowoltaiczne często oddają nadmiar energii z powrotem do sieci przy niskich stawkach eksportowych. Akumulatory zwiększają zużycie własne, przechwytując tę nadwyżkę i wykorzystując ją, gdy moc słoneczna spada, poprawiając ogólną ekonomikę systemu.

4. Usługi sieciowe i zmiana obciążenia

Zaawansowane systemy magazynowania energii mogą uczestniczyć w programach reagowania na popyt, regulacji częstotliwości i innych usługach sieciowych - potencjalnie uzyskując zachęty lub kredyty od zakładu energetycznego.

Wybór odpowiedniego składu chemicznego akumulatora

Chociaż istnieje wiele typów akumulatorów, litowo-jonowe - w szczególności litowo-żelazowo-fosforanowe (LiFePO₄) - stały się branżowym standardem dla akumulatorów litowo-jonowych. magazynowanie energii słonecznej. Kluczowe zalety obejmują:

• Wysoka żywotność: 3000-5000 cykli przy głębokości rozładowania 80-100%, co odpowiada 10-15-letniej żywotności.

• Możliwość głębokiego rozładowania: Pojemność użytkowa do 95% bez uszkadzania ogniw, maksymalizując wykorzystanie energii.

• Kompaktowa obudowa i niewielka waga: Do 70% lżejszy niż równoważne akumulatory kwasowo-ołowiowe, co pozwala zaoszczędzić cenną przestrzeń.

• Szybkie ładowanie: Wysokie współczynniki C umożliwiają szybkie uzupełnianie energii z paneli słonecznych.

• Zwiększone bezpieczeństwo: Chemia LiFePO₄ charakteryzuje się stabilnością termiczną, zmniejszając ryzyko pożaru w porównaniu z innymi formułami litowymi.

Akumulatory kwasowo-ołowiowe (AGM i żelowe) pozostają tańszymi opcjami, ale ich ograniczony DoD (50%) i krótsza żywotność (500-1000 cykli) sprawiają, że z czasem stają się mniej opłacalne. Akumulatory przepływowe i niklowe mają niszowe zastosowania, ale rzadko są używane do przechowywania energii słonecznej w budynkach mieszkalnych lub małych obiektach komercyjnych.

Dobór wielkości systemu magazynowania energii słonecznej plus

Określenie optymalnej pojemności baterii wymaga zrównoważenia potrzeb energetycznych, budżetu i celów systemu:

1. Audyt zużycia energii

   • Przejrzyj historyczne rachunki za media, aby obliczyć średnie dzienne zużycie (w kWh).

   • Zidentyfikuj krytyczne obciążenia, których kopie zapasowe mają być tworzone podczas awarii.

2. Szacunkowa produkcja energii słonecznej

   • Użyj mocy wyjściowej AC systemu fotowoltaicznego i danych lokalnego natężenia napromieniowania, aby ocenić średnią dzienną produkcję.

   • Uwzględnienie zmian sezonowych.

3. Ustaw swoje cele tworzenia kopii zapasowych

   • Kopia zapasowa całego domu: Dobór dla wszystkich obciążeń wymaga baterii równych dziennemu zużyciu.

   • Częściowa kopia zapasowa: Priorytetyzacja podstawowych obwodów - oświetlenie, lodówka, łączność.

4. Uwzględnienie głębokości rozładowania (DoD)

   • W przypadku LiFePO₄ należy założyć pojemność użytkową do 90%; w przypadku akumulatorów kwasowo-ołowiowych należy ograniczyć do 50%.

5. Uwzględnienie marginesów rezerw

   • Dodaj 10-20% dodatkowej pojemności, aby pokryć pochmurne dni, przyszły wzrost obciążenia lub nieoczekiwane zdarzenia.

Przykład
Jeśli twój dom zużywa 30 kWh dziennie i chcesz pokryć 60% z tego podczas awarii sieci, potrzebujesz około 18 kWh użytecznego akumulatora. Z Akumulatory LiFePO₄ (90% DoD), należy określić bank co najmniej 20 kWh.

Integracja akumulatorów: Falowniki i architektura systemu

1. Falowniki hybrydowe a systemy sprzężone AC

• Falowniki hybrydowe (sprzężone z prądem stałym)
  Bezpośrednie podłączenie paneli słonecznych i akumulatorów do tego samego falownika. Korzyści obejmują wyższą wydajność (pojedyncza konwersja), uproszczone okablowanie i ujednolicone monitorowanie systemu. Wiele falowników hybrydowych oferuje również wbudowaną funkcję tworzenia kopii zapasowych, płynnie przełączając się na zasilanie bateryjne podczas awarii.

• Systemy sprzężone AC
  Dodanie baterii do istniejącej instalacji fotowoltaicznej za pomocą dedykowanego falownika baterii. Chociaż mniej wydajne ze względu na podwójną konwersję (PV→AC→akumulator i z powrotem), sprzężenie AC jest idealne do modernizacji, minimalizując zakłócenia w oryginalnym systemie.

2. Tryb tworzenia sieci a tryb połączenia z siecią

Aby uzyskać możliwość tworzenia kopii zapasowych, należy wybrać falownik tworzący sieć, który może utworzyć stabilną wyspę mikrosieci podczas awarii. Falowniki podłączone do sieci wyłączają się same ze względów bezpieczeństwa, gdy sieć ulegnie awarii.

3. Komunikacja i monitorowanie

Nowoczesne rozwiązania pamięci masowej komunikują się za pośrednictwem magistrali CAN, Modbus lub Wi-Fi, dostarczając w czasie rzeczywistym dane o stanie naładowania, przepływie energii i kondycji systemu. Intuicyjne aplikacje mobilne i pulpity nawigacyjne umożliwiają zdalną diagnostykę i aktualizację oprogramowania układowego.

Przedstawiamy RICHYE: najwyższej jakości rozwiązania do magazynowania energii słonecznej

RICHYE to profesjonalny producent akumulatorów litowo-jonowych, którego produkty wyróżniają się jakością, wydajnością, bezpieczeństwem i wartością. Specjalizując się w technologii LiFePO₄, akumulatory RICHYE zapewniają solidne, długotrwałe magazynowanie energii dostosowane do zastosowań solarnych. Dzięki zintegrowanym inteligentnym systemom zarządzania bateriami (BMS), modułowej konstrukcji i globalnemu wsparciu, RICHYE zapewnia niezawodną moc - dając pewność przy każdym zachodzie słońca i burzy.

Najlepsze praktyki instalacji

1. Wybór lokalizacji

   • Wybierz chłodne, dobrze wentylowane miejsce z dala od bezpośredniego światła słonecznego.

   • Zapewnić równą, niepalną powierzchnię montażową.

2. Okablowanie i ochrona

   • Należy używać kabli miedzianych cynowanych o odpowiednich rozmiarach z profesjonalnymi zaciskanymi końcówkami.

   • Zainstalować bezpieczniki lub wyłączniki automatyczne prądu stałego w odległości do 6 cali od dodatniego bieguna akumulatora.

3. Uziemienie i połączenie

   • Podłącz stojaki akumulatorowe, falowniki i obudowy do wspólnej szyny uziemiającej.

   • Sprawdzić zgodność z NFPA 70 (NEC) i lokalnymi przepisami elektrycznymi.

4. Zarządzanie ciepłem

   • Chociaż akumulatory LiFePO₄ tolerują szeroki zakres temperatur, należy unikać skrajności.

   • W przypadku instalacji na zewnątrz lub w nieklimatyzowanych pomieszczeniach należy rozważyć izolowane obudowy lub aktywne chłodzenie.

5. Uruchomienie i testowanie

   • Zaktualizuj oprogramowanie sprzętowe falownika i BMS do najnowszych wersji.

   • Wykonaj wstępne cykle ładowania/rozładowania pod obciążeniem, aby potwierdzić wydajność.

   • Dokumentowanie podstawowych wskaźników wydajności do wykorzystania w przyszłości.

Monitorowanie i konserwacja

• Czeki miesięczne: Sprawdzić zaciski, kable i obudowy pod kątem korozji lub uszkodzeń.

• Przeglądy kwartalne: Analiza dzienników BMS pod kątem trendów wydajności, anomalii temperatury i aktywności równoważenia.

• Roczne testy wydajności: Przeprowadzić testy kontrolowanego rozładowania w celu sprawdzenia pozostałej pojemności użytkowej.

• Aktualizacje oprogramowania sprzętowego: Zainstaluj dostarczone przez producenta aktualizacje falowników i systemu BMS, aby zapewnić optymalną wydajność i bezpieczeństwo.

Rutynowe monitorowanie maksymalizuje czas pracy systemu, wydłuża żywotność baterii i wykrywa potencjalne problemy przed ich eskalacją.

Maksymalizacja inwestycji: Zachęty finansowe i zwrot z inwestycji

• Federalne i stanowe ulgi podatkowe: Amerykańska ulga podatkowa na inwestycje (ITC) pokrywa obecnie 30% kosztów magazynowania baterii w połączeniu z energią słoneczną.

• Rabaty i programy użyteczności publicznej: Wiele zakładów energetycznych oferuje zachęty, net-metering lub plany taryfowe TOU, które faworyzują klientów korzystających z energii słonecznej i magazynowania.

• Gwarancje wydajności: Należy szukać gwarancji producenta obejmujących cykl życia, utrzymanie pojemności i jakość wykonania - zazwyczaj 10 lat dla systemów LiFePO₄.

Łącząc zachęty z oszczędnościami na rachunkach za energię, można osiągnąć okres zwrotu nawet 5-7 lat, w zależności od lokalizacji i profilu zużycia.

Wnioski

Ulepszenie systemu fotowoltaicznego o akumulatory pozwala uzyskać prawdziwą niezależność energetyczną, zwiększa odporność i poprawia zyski finansowe. Wybierając odpowiedni skład chemiczny, inteligentnie dobierając rozmiar, integrując się z falownikami hybrydowymi i przestrzegając najlepszych praktyk instalacyjnych, wykorzystasz każdą kilowatogodzinę wyprodukowaną przez panele i zabezpieczysz się przed zakłóceniami w sieci. Dzięki najnowocześniejszym akumulatorom LiFePO₄ RICHYE zyskujesz trwałe, wydajne i bezpieczne przechowywanie - zapewniając, że Twoja inwestycja w energię słoneczną świeci w dzień iw nocy, w deszczu lub w słońcu.