Πόσο διαρκούν οι οικιακές μπαταρίες αποθήκευσης ενέργειας;
οικιακές μπαταρίες, μπαταρία, φωτοβολταϊκά, νέα τεχνολογία
Πολλοί παράγοντες μπορούν να επηρεάσουν τη διάρκεια ζωής των οικιακών συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας μπαταριών.
Εξετάζουμε τις οικιακές μπαταρίες, πόσο καλά αποδίδουν με την πάροδο του χρόνου και πόσο διαρκούν.
Η αποθήκευση ενέργειας σε κατοικίες έχει γίνει ένα ολοένα και πιο δημοφιλές χαρακτηριστικό της ηλιακής ενέργειας στο σπίτι. Μια πρόσφατη έρευνα της SunPower σε περισσότερα από 1.500 νοικοκυριά διαπίστωσε ότι περίπου το 40% των Αμερικανών ανησυχούν για διακοπές ρεύματος σε τακτική βάση. Από τους ερωτηθέντες στην έρευνα που σκέφτονται ενεργά την ηλιακή ενέργεια για τα σπίτια τους, το 70% είπε ότι σχεδίαζε να συμπεριλάβει ένα σύστημα αποθήκευσης ενέργειας από μπαταρία.
Εκτός από την παροχή εφεδρικής ισχύος κατά τη διάρκεια διακοπών, πολλές μπαταρίες είναι ενσωματωμένες με τεχνολογία που επιτρέπει τον έξυπνο προγραμματισμό της εισαγωγής και εξαγωγής ενέργειας. Η ιδέα εδώ είναι να μεγιστοποιηθεί η αξία του ηλιακού συστήματος του σπιτιού. Και, ορισμένες οικιακές μπαταρίες είναι βελτιστοποιημένες για να ενσωματώνουν φορτιστή ηλεκτρικού οχήματος.
Αν και η ανάπτυξη της αποθήκευσης ενέργειας βρίσκεται σε σταθερή άνοδο, τα ποσοστά προσάρτησης των μπαταριών παραμένουν χαμηλά. Το 2020, το 8,1% των οικιακών ηλιακών συστημάτων προσάρτησε μπαταρίες, σύμφωνα με το Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Berkeley (LBL).
Υπάρχουν πολλές επιλογές με πολλές χημικές μπαταρίες διαθέσιμες για αποθήκευση ενέργειας στο σπίτι. Αλλά η ουσία είναι ότι στις Ηνωμένες Πολιτείες, δύο μάρκες κυριαρχούν στον χώρο. Πάνω από το 90% της αγοράς εξυπηρετείται από την LG Chem και την Tesla Powerwall, οι οποίες είναι μπαταρίες ιόντων λιθίου, σύμφωνα με την LBL. Η Tesla κατέχει περισσότερο από το 60% του συνολικού μεριδίου αγοράς.
Το Tesla PowerWall έχει περιορισμένη εγγύηση και ισχυρίζεται ότι η συσκευή είναι απαλλαγμένη από ελαττώματα για 10 χρόνια μετά την εγκατάσταση. Εγγυάται επίσης ότι το PowerWall θα ξεκινήσει τη ζωή της με χωρητικότητα 13,5 kWh και θα διατηρήσει την ενεργειακή χωρητικότητα βάσει ενός προγράμματος υποβάθμισης.
Η LG λέει ότι το σύστημά της θα διατηρήσει τουλάχιστον το 60% της ονομαστικής ενεργειακής της χωρητικότητας (9,8 kWh) για 10 χρόνια. Η μπαταρία πρέπει να λειτουργεί μεταξύ -10 C και 45 C για να παραμείνει καλυμμένη από την εγγύηση. Η συνολική παροχή ενέργειας εντός της εγγύησης περιορίζεται σε 27,4 MWh.
Διάρκεια ζωής μπαταρίας
Ο εγκαταστάτης ηλιακής ενέργειας Sunrun είπε ότι οι οικιακές μπαταρίες μπορούν να διαρκέσουν από 5 έως 15 χρόνια. Αυτό σημαίνει ότι πιθανότατα θα χρειαστεί αντικατάσταση κατά τη διάρκεια των 20 έως 30 ετών ζωής ενός ηλιακού συστήματος.
Η προσδοκώμενη διάρκεια ζωής της μπαταρίας καθορίζεται κυρίως από τους κύκλους χρήσης. Όπως αποδεικνύεται από τις εγγυήσεις προϊόντων της LG και της Tesla, τα όρια χωρητικότητας 60% ή 70% εγγυώνται μέσω ενός συγκεκριμένου αριθμού κύκλων φόρτισης.
Δύο σενάρια χρήσης οδηγούν σε αυτή την υποβάθμιση: η υπερβολική φόρτιση και η στάγδην φόρτιση, δήλωσε το Ινστιτούτο Faraday. Υπερφόρτιση είναι η πράξη ώθησης ρεύματος σε μια μπαταρία που είναι πλήρως φορτισμένη. Κάνοντας αυτό μπορεί να προκληθεί υπερθέρμανση ή ακόμη και να πάρει φωτιά.
Η επαναφόρτιση περιλαμβάνει μια διαδικασία κατά την οποία η μπαταρία φορτίζεται συνεχώς έως και 100%, και αναπόφευκτα συμβαίνουν απώλειες. Η αναπήδηση μεταξύ 100% και λίγο κάτω από το 100% μπορεί να ανεβάσει τις εσωτερικές θερμοκρασίες, μειώνοντας την ικανότητα και τη διάρκεια ζωής.
Μια άλλη αιτία υποβάθμισης με την πάροδο του χρόνου είναι η απώλεια κινητών ιόντων λιθίου στην μπαταρία, είπε ο Faraday. Οι παρενέργειες στην μπαταρία μπορούν να παγιδεύσουν ελεύθερο χρησιμοποιήσιμο λίθιο, μειώνοντας έτσι τη χωρητικότητα σταδιακά.
Ενώ οι χαμηλές θερμοκρασίες μπορούν να σταματήσουν την απόδοση μιας μπαταρίας ιόντων λιθίου, στην πραγματικότητα δεν υποβαθμίζουν την μπαταρία ούτε μειώνουν την αποτελεσματική διάρκεια ζωής της. Η συνολική διάρκεια ζωής της μπαταρίας, ωστόσο, μειώνεται σε υψηλές θερμοκρασίες, είπε ο Faraday. Αυτό συμβαίνει επειδή ο ηλεκτρολύτης που βρίσκεται ανάμεσα στα ηλεκτρόδια διασπάται σε υψηλές θερμοκρασίες, με αποτέλεσμα η μπαταρία να χάσει την ικανότητά της για μεταφορά ιόντων λιθίου. Αυτό μπορεί να μειώσει τον αριθμό των ιόντων λιθίου που μπορεί να δεχθεί το ηλεκτρόδιο στη δομή του, εξαντλώντας τη χωρητικότητα της μπαταρίας ιόντων λιθίου.
Συντήρηση
Συνιστάται από το Εθνικό Εργαστήριο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (NREL) να εγκαταστήσετε μια μπαταρία σε δροσερό, ξηρό μέρος, κατά προτίμηση σε γκαράζ, όπου μπορεί να ελαχιστοποιηθεί ο αντίκτυπος μιας πυρκαγιάς (μια μικρή, αλλά μη μηδενική απειλή). Οι μπαταρίες και τα εξαρτήματα γύρω τους θα πρέπει να έχουν κατάλληλη απόσταση για να επιτρέπουν την ψύξη και οι τακτικοί έλεγχοι συντήρησης μπορούν να είναι χρήσιμοι για τη διασφάλιση της βέλτιστης λειτουργίας.
Η NREL δήλωσε ότι όποτε είναι δυνατόν, αποφύγετε την επαναλαμβανόμενη βαθιά εκφόρτιση των μπαταριών, καθώς όσο περισσότερο αποφορτίζονται, τόσο μικρότερη είναι η διάρκεια ζωής. Εάν η οικιακή μπαταρία αποφορτίζεται βαθιά κάθε μέρα, ίσως είναι καιρός να αυξήσετε το μέγεθος των μπαταριών.
Οι μπαταρίες σε σειρά θα πρέπει να διατηρούνται με την ίδια φόρτιση, είπε η NREL. Αν και ολόκληρη η συστοιχία μπαταριών μπορεί να εμφανίζει συνολική φόρτιση 24 βολτ, μπορεί να υπάρχει ποικίλη τάση μεταξύ των μπαταριών, κάτι που είναι λιγότερο ωφέλιμο για την προστασία ολόκληρου του συστήματος μακροπρόθεσμα. Επιπλέον, η NREL συνέστησε να οριστούν τα σωστά σημεία ρύθμισης τάσης για φορτιστές και ελεγκτές φόρτισης, όπως καθορίζονται από τον κατασκευαστή.
Οι επιθεωρήσεις θα πρέπει επίσης να γίνονται συχνά, είπε η NREL. Μερικά πράγματα που πρέπει να αναζητήσετε περιλαμβάνουν διαρροή (συσσώρευση στο εξωτερικό της μπαταρίας), κατάλληλα επίπεδα υγρών και ίση τάση. Η NREL είπε ότι κάθε κατασκευαστής μπαταριών μπορεί να έχει πρόσθετες συστάσεις, επομένως ο έλεγχος των φύλλων συντήρησης και δεδομένων σε μια μπαταρία είναι μια βέλτιστη πρακτική.
