Как долго работают бытовые аккумуляторы энергии?

В первых двух частях этой серии журнал pv рассмотрел продуктивный срок службы солнечных панелей и инверторов. Теперь мы исследуем домашние аккумуляторные батареи, насколько хорошо они работают с течением времени и как долго они служат.

Бытовое накопление энергии становится все более популярной особенностью домашней солнечной энергии. Недавний опрос SunPower, в котором приняли участие более 1500 домохозяйств, показал, что около 40% американцев регулярно беспокоятся об отключении электроэнергии. Из респондентов, активно рассматривающих солнечную энергию для своих домов, 70% заявили, что планируют включить систему накопления энергии на батареях.

Помимо обеспечения резервного питания во время отключений, многие батареи интегрированы с технологией, позволяющей интеллектуально планировать импорт и экспорт энергии. Идея здесь состоит в том, чтобы максимизировать ценность солнечной системы дома. Кроме того, некоторые батареи оптимизированы для интеграции с зарядным устройством для электромобилей.

Хотя развертывание накопителей энергии неуклонно растет, скорость подключения аккумуляторов остается низкой. По данным Национальной лаборатории Лоуренса Беркли (LBL), в 2020 году 8,1% жилых солнечных систем были подключены к батареям.

Существует множество вариантов с несколькими химическими батареями, доступными для домашнего хранения энергии. Но суть в том, что в Соединенных Штатах доминируют два бренда. По данным LBL, более 90% рынка обслуживают LG Chem и Tesla Powerwall, которые представляют собой литий-ионные батареи. Тесла занимает более 60% всей доли рынка.

Tesla PowerWall имеет ограниченную гарантию, которая гласит, что устройство не будет иметь дефектов в течение 10 лет после установки. Это также гарантирует, что PowerWall начнет свою жизнь с мощностью 13,5 кВтч и сохранит энергоемкость в соответствии с графиком деградации.

LG заявляет, что ее система сохранит не менее 60% своей номинальной мощности (9,8 кВтч) в течение 10 лет. Аккумулятор должен работать при температуре от -10 C до 45 C, чтобы на него распространялась гарантия. Общая пропускная способность энергии в рамках гарантии ограничена 27,4 МВтч.

Срок службы батареи

Установщик солнечных батарей Sunrun сказал, что батареи могут работать от пяти до 15 лет. Это означает, что замена, вероятно, потребуется в течение 20-30 лет жизни солнечной системы.

Ожидаемый срок службы батареи в основном зависит от циклов использования. Как показывают гарантии на продукты LG и Tesla, пороговые значения 60% или 70% емкости гарантируются через определенное количество циклов зарядки.

По словам Института Фарадея, причиной такой деградации являются два сценария использования: чрезмерная зарядка и непрерывная зарядка. Перезарядка — это процесс подачи тока в полностью заряженную батарею. Это может привести к его перегреву или даже возможному возгоранию.

Капельный заряд включает в себя процесс, при котором батарея постоянно заряжается до 100%, что неизбежно приводит к потерям. Скачок между 100% и чуть менее 100% может привести к повышению внутренней температуры, уменьшению емкости и срока службы.

По словам Фарадея, еще одной причиной деградации со временем является потеря подвижных ионов лития в аккумуляторе. Побочные реакции в батарее могут улавливать свободный пригодный для использования литий, тем самым постепенно снижая емкость.

В то время как низкие температуры могут остановить работу литий-ионного аккумулятора, на самом деле они не ухудшают работу аккумулятора и не сокращают срок его службы. Однако общий срок службы батареи уменьшается при высоких температурах, сказал Фарадей. Это связано с тем, что электролит, который находится между электродами, разрушается при повышенных температурах, в результате чего батарея теряет способность к литий-ионному транспорту. Это может уменьшить количество ионов лития, которые электрод может принять в свою структуру, истощая емкость литий-ионного аккумулятора.

Вопросы технического обслуживания

Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) рекомендует устанавливать батарею в прохладном, сухом месте, предпочтительно в гараже, где воздействие огня (небольшая, но ненулевая угроза) может быть сведено к минимуму. Батареи и компоненты вокруг них должны иметь надлежащее расстояние для обеспечения охлаждения, а регулярные проверки технического обслуживания могут помочь обеспечить оптимальную работу.

В NREL заявили, что по возможности избегают повторной глубокой разрядки аккумуляторов, так как чем больше они разряжаются, тем короче срок службы. Если домашняя батарея сильно разряжается каждый день, возможно, пришло время увеличить размер аккумуляторной батареи.

По словам NREL, последовательно соединенные батареи должны иметь одинаковый заряд. Хотя общий заряд батареи может составлять 24 вольта, напряжение между батареями может быть разным, что менее полезно для защиты всей системы в долгосрочной перспективе. Кроме того, NREL рекомендовал установить правильные уставки напряжения для зарядных устройств и контроллеров заряда, как это определено производителем.

По словам NREL, проверки также должны проводиться часто. Некоторые вещи, которые следует искать, включают утечку (накопление на внешней стороне батареи), соответствующие уровни жидкости и одинаковое напряжение. В NREL заявили, что у каждого производителя аккумуляторов могут быть дополнительные рекомендации, поэтому рекомендуется проверять техническое обслуживание и паспорта аккумуляторов.

Прочитано 3071 раз(а)