Точно както различните видове слънчеви панели променят начина, по който слънчевата енергийна система се управлява и поддържа, множеството видове батерии ще повлияят на производителността и поддръжката на една слънчева система за съхранение. Ако някой търси евтин и издръжлив продукт за съхранение на енергия, оловно-киселинните батерии може да са правилният начин, но това изисква малко повече поддръжка. Системите за съхранение на литиево-йонни батерии са основна опция за собствениците на слънчеви енергийни системи, които изискват подход без поддръжка, но не са подходящи за екстремни среди.
Различните нива на работа по поддръжката на батерията могат да повлияят на това коя система за съхранение на енергия се използва за съхранение на слънчева и енергия. По-долу ще бъдат обяснени изискванията за поддръжка на няколко общи продукти за съхранение на енергия от батерии, използвани в индустрията за производство на слънчева енергия: литиево-йонни батерии, оловно-киселинни батерии, никел-кадмиеви батерии, проточни батерии.
(1) Литиево-йонна батерия
Според Брент Харис, основател и главен технически директор на Eguana Technologies, литиево-йонните батерии са предпочитаният продукт за съхранение на енергия за повечето приложения за слънчева енергия поради тяхната висока плътност, ниска поддръжка и ниска цена. Литиевите батерии не са подходящи за някои специфични приложения, като например екстремни температурни диапазони или където се изисква дългосрочно съхранение на енергия, а други батерии може да са по-рентабилни. Най-големият елемент за поддръжка на литиево-йонните батерии е скоростта на разграждане. Точно като батериите за мобилни телефони, литиевите батерии, използвани в системите за съхранение на енергия в съоръженията за слънчева енергия, се изтощават сериозно след определен брой зареждания и разреждания. Разработчиците трябва да планират тази скорост на влошаване. Двата най-често срещани типа литиево-йонни батерии, използвани в проекти за слънчево и съхранение, са литиево-желязо-фосфатни (LFP) батерии и литиево-никел-манган-кобалтови (NMC) батерии.
(2) Батерия с литиево-желязо фосфат (LFP).
Батериите с литиево-железен фосфат (LFP) са безопасни и издръжливи батерии. Тъй като не се използва кобалт, няма проблем с термичното изтичане (пожар) и не са необходими мерки за вентилация или охлаждане, така че може лесно да се монтира на закрито, което го прави идеален за приложения за съхранение на енергия в жилищни сгради. Според Sonnen Corporation, производител на литиево-желязо фосфатни (LFP) батерии, батериите са идеални за стационарни приложения за съхранение на енергия, особено когато се изисква батериите да се циклират ежедневно за оптимизиране на собственото потребление на слънчева енергия и услуги, свързани с мрежата.
Батериите с литиево-железен фосфат (LFP) не изискват повече поддръжка, но мястото, където са инсталирани, може да повлияе на производителността. Литиевите батерии са необходими, за да използват система за управление на батерията (BMS), която автоматично следи температурата на всяка батерия, състоянието на зареждане, живота на цикъла и т.н., за да максимизира производителността. Докато системата за съхранение на енергия е инсталирана в приемлив температурен диапазон и надморска височина, не са необходими мерки за поддръжка.
„Докато батериите с литиево-желязо фосфат (LFP) се съхраняват и инсталират на място, което съответства на средата, в която продуктът е разположен, не се изисква редовна поддръжка“, каза Карлос Рестрепо, вицепрезидент по технологиите на Sonnen. Важно е. Батериите не трябва да бъдат подготвени за сезонни температурни промени."
Брад Хансен, главен изпълнителен директор на EnSync Energy, каза: „Батериите с литиево-желязо фосфат (LFP) могат да бъдат обект на заплахи от презареждане, високи температури и дори физически повреди и стрес, така че безопасността трябва да се поддържа. Когато батериите се използват в или близо до жилищни пространства, Изборът на най-безопасната батерия като съществена част от системата е важен ръководен принцип."
(3) Батерия с литиево-никел манган и кобалт оксид (NMC).
Батериите с литиево-никел манган и кобалт оксид (NMC) са издръжливи и много безопасни, стига да се наблюдават от система за управление на батерията. Чрез добавяне на елементи като никел и манган към химията на батерията, батерията може да съхранява повече електроенергия от други видове литиево-йонни батерии.
Подобно на други литиеви батерии, батериите с литиево-никел-манган-кобалт оксид (NMC) не изискват сериозна поддръжка. Система за управление на батерията (BMS) ще следи напрежението, тока и температурата на батерията, за да осигури безопасност и експлоатационен живот.
Харис от Eguana каза: „Екстремната работа може да съкрати живота на батерията и системата за наблюдение записва работата чрез системата за управление на батерията (BMS), за да уведоми за гаранционни претенции. При всякакви потенциално опасни условия на работа, системата за управление на батерията (BMS) се изключва надолу по системата." Системата за съхранение на енергия от батерии на компанията използва литиево-никел-манган-кобалт оксид (NMC) батерии от LG Chem.
Батериите с литиево-никел манган и кобалт оксид (NMC) могат да се използват през зимата, стига да се потвърди безопасният температурен диапазон.
„Ако са необходими сезонни системи за съхранение на енергия, те трябва да се съхраняват на закрито“, каза Харис, цитирайки канадските зими като краен пример.
(4) Проточни батерии - особено цинково бромидни (ZNBR) батерии
Цинков бромид (ZNBR) батерии (най-често произвеждани от Primus Power) са много подходящи за мащабни системи за дългосрочно съхранение на енергия. Проточните батерии използват два химически компонента, разтворени в течност, разделени от сепаратор, за да осигурят електрически заряд. Проточните батерии с цинков бромид (ZNBR) имат соли на цинков бромид, разтворени в електролит. Технологията на батериите, използвана от Primus Power, е малко по-различна от конвенционалните проточни батерии с цинков бромид (ZNBR) и нейният сепаратор не изисква почистване или смяна. Primus Power използва резервоари за съхранение за съхраняване на електролит, а неговите проточни батерии имат безкрайни цикли на зареждане-разреждане без влошаване на производителността. Проточните батерии обикновено изискват много малко поддръжка.
Проточните батерии са като горивните клетки, така че са просто кутии с електроника и електролизатори. Primus казва, че продуктите на Energy Pods изискват само годишни посещения за поддръжка от сертифицирани сервизни техници за операции и поддръжка (O&M), за да извършват рутинни проверки, да сменят въздушните филтри и да доливат електролити. Батериите Flow могат да се използват през зимата и могат да се монтират при много студени условия.
"Ние наблюдаваме всички разгърнати батерии 24 часа в денонощието, 7 дни в денонощието, за да гарантираме правилната работа и проактивно да се справяме с всякакви потенциални проблеми на място. Тези данни са достъпни и за доставчика на експлоатация и поддръжка на собственика в реално време", каза главният изпълнителен директор на Primus Power Йорг Хайнеман. Батериите са проектирани да издържат толкова дълго, колкото, ако не и повече, слънчеви електроцентрали с решения за съхранение на енергия и не изискват добавки или редовна подмяна като литиево-йонните батерии."
(5) Оловно-киселинна батерия
Добре известно е, че оловно-киселинните батерии са надеждни и евтини. Техните решетъчни структури са потопени в киселинни електролити, чиито електролити може да изискват дългосрочно попълване. Батериите са тежки поради материала и някои трябва да бъдат инсталирани във вентилирани помещения. Техните изисквания за експлоатация и поддръжка са добре разбрани в този момент, така че те са идеални за повечето приложения за съхранение на слънчева енергия и трябва да се съхраняват на сухо място с умерени температури.
Клемните връзки на оловно-киселинните батерии трябва да се проверяват няколко пъти годишно, за да се гарантира, че няма да се разхлабят с течение на времето. Наводнените оловно-киселинни акумулатори трябва редовно да се допълват с дестилирана вода. Батериите със сепаратор от фибростъкло (AGM) и гел оловно-киселинните батерии са херметически затворени и следователно не изискват попълване на електролит.
Ако оловно-киселинната батерия не се използва временно, тя трябва да се съхранява правилно. Trojan Battery казва, че оловно-киселинните батерии се саморазреждат с течение на времето и трябва да бъдат заредени до минимално ниво, дори когато не са свързани към товар. Тази скорост на саморазреждане варира в зависимост от температурата, като високите температури увеличават скоростта на разреждане, а ниските температури намаляват скоростта на разреждане.
Експертите на Trojan Battery казаха: „Необходимата поддръжка на оловно-киселинните батерии не е много трудна, но работата по поддръжката е голяма. Това е особено вярно за оловно-киселинните батерии, които трябва да се напълнят с вода. При добавяне на дестилирана вода за попълване на ниво на електролита, киселина ще бъде изложена. Препоръчваме на служителите по поддръжката на акумулаторите да носят предпазни очила и ръкавици. Ако клиентите се интересуват от поддръжката на батерията, те могат да поискат външна помощ, за да изпълнят тази задача."
(6) Никел-кадмиева (NiCd) батерия
Батериите на базата на никел са идеални за отдалечени инсталации извън мрежата във взискателни приложения, където се изисква надеждно резервно захранване и не е възможна редовна поддръжка. Те работят добре при екстремни температури и дълбоки разряди.
EnerSys каза, че подобно на поддържащите оловно-киселинни батерии, никел-кадмиевите (NiCd) батерии трябва редовно да се проверяват и зареждат. Тъй като никел-кадмиевите (NiCd) батерии могат да работят в широк диапазон на работни температури, не е нужно да се подготвяте за екстремни студове през зимата, но батериите не трябва да се съхраняват под -22 градуса F. Никел-кадмиеви (NiCd) ) батериите могат да се съхраняват (не са свързани към товар) до 12 месеца, докато околната среда е суха и в правилния температурен диапазон.
Джей Франкхаузър, директор на бизнес развитие и маркетинг за резервно захранване в EnerSys. „Отчитанията на напрежението и проверките на нивото на електролита на NiCd батериите могат лесно да бъдат направени от собственика на акумулаторната система. Добавянето на вода може да се извърши от собственика, но той ще трябва да вземе мерките за безопасност, посочени в ръководството за монтаж и експлоатация. Докато тестват капацитета или други електронни тестове трябва да се извършват от квалифицирани техници."