לאחר שהתקרבתי התקנת פאנלים פוטו-וולטאיים, נראה לנו הגיוני לכסות את נושא הסוללות, החיוניות למימוש מתקן סולארי אוטונומי או להגברת הצריכה העצמית הסולארית שלו. ואכן, אם בחרתם בהתקנה מחוץ לרשת ולכן אינה מחוברת לרשת החשמל, החשמל המיוצר על ידי הפאנלים הסולאריים שלכם יצטרך להיות מאוחסן בסוללות, כך שניתן יהיה להשתמש בו לפי הצורך. בצריכה עצמית, ייתכן שתרצה גם לאגור חלק מהאנרגיה המופקת שלך, במקום למכור אותה ישירות ברשת. לשם כך, זמינות עבורך אפשרויות שונות של סוללות.
בואו נעשה חשבון נפש של טכנולוגיות סוללות סולאריות נייחות בשנת 2022.
תזכורות כיצד פועלת סוללה
הסוללה היא מכשיר אלקטרו-כימי המשמש לאחסון ולאחר מכן אספקת חשמל. הוא מורכב משתי אלקטרודות: האנודה והקתודה ששניהם רוחצים בנוזל, משחה או ג'ל הנקרא אלקטרוליט שהוא תווך המאפשר העברת אלקטרונים, ולכן חשמל.
האלקטרודות מגיבות עם האלקטרוליט כדי להמיר אנרגיה כימית לאנרגיה חשמלית. ואכן, האלקטרודות מורכבות מחומרים שונים מה שגורם למתח חשמלי שכן כאשר המעגל סגור, האנודה נוטה להניב אלקטרונים ואילו הקתודה נוטה למשוך אותם. הסוללה מתרוקנת בהדרגה במהלך תגובה זו.
במהלך הטעינה מתרחש היפוך של התהליך הכימי, המאפשר מבנה מחדש של האלקטרודות. במהלך מחזורי פריקה וטעינה של הסוללה, הסוללה נוטה להתבלות בהדרגה, ומאבדת חלק מהקיבולת שלה עם הזמן. זה נקרא רגישות לפריקה. לפיכך, בהתאם לסוג הסוללה שבה נעשה שימוש, הרגישות לפריקה עשויה להשתנות, ולעיתים להגדיל או להקטין את חיי הסוללה באופן ניכר. לכן חיוני לבחור את סוג המצבר המתאים בהתאם לשימוש הרצוי.
מהם הסוגים השונים של סוללות?
ישנם שלושה סוגים עיקריים של סוללות:
- לס סוללות חומצת עופרת הם הידועים ביותר, הוותיקים והכי פחות יקרים לקנייה. בקטגוריה זו, למשל, אנו מוצאים סוללות עופרת/חומצה המשמשות להתנעת מכוניות. סוללות עופרת בסך הכל בעלות צפיפות אנרגיה נמוכה המאפשרת להן אגירת אנרגיה קטנה בהתאם למשקל שלהן. לכן הם יהיו בעיקר סוללות כבדות לטיפול, אך קריטריון זה אינו חשוב במיוחד באחסון נייח. מצד שני, סוללות אלו מתאימות דווקא במצבים בהם תידרש כמות גדולה של אנרגיה כדי לספק במהירות רבה.
- לס סוללות ליתיום, שהטכנולוגיה שלהם היא העדכנית ביותר, בעלי תוחלת חיים ארוכה יותר אך רגישות הרבה יותר לתחזוקה. מחיר הרכישה שלהם גבוה יותר, אבל מתחיל להיות דמוקרטי יותר. צפיפות האנרגיה שלהם גבוהה, מה שהופך אותם לסוללות קלות למדי לטיפול. עם זאת, בשל הרגישות האלקטרו-כימית שלהן, השימוש בסוללות ליתיום מצריך Battery Management System או BMS, כלומר מעגל המאפשר איזון מחדש של המתח בין כל תא של הסוללה. BMS זה יכול להיות משולב או צריך להוסיף אותו בהתאם למותג שנבחר. מדובר אפוא בסוללות שיכולות להיות מורכבות ויקרות יותר להתקנה, אך מהווים ערובה לבטיחות וביצועים להתקנה לטווח ארוך.
- לס סוללות ניקל הם הטכנולוגיה השלישית הזמינה. אלו הן סוללות חזקות המסוגלות להחזיק מעמד בקלות עשרים שנה אם הן מתוחזקות באופן קבוע. מצד שני, מדובר בסוללות שניתן לשפץ כדי להאריך את אורך החיים שלהן. עם זאת, סוללות ניקל עלולות לגרום לבעיות בסביבה ובמהלך המיחזור. המזהמים ביותר היו סוללות ניקל קדמיום, למרבה המזל אסורות היום.
באיזו סוללה להשתמש עבור ההתקנה הסולארית שלי: ההשוואה שלנו?
למרות הצמיחה של סוללות ליתיום, טכנולוגיית סוללות עופרת-חומצה שומרת על נתח שוק המוקדש לשמש. לְמַעֲשֶׂה; המחיר המועיל שלהם הופך אותם לסוללות מעניינות עבור התקנות קטנות. במיוחד אם הם מיועדים לשימוש זמני או לתקופות קצרות. מדובר בסוללות בעלות אורך חיים ממוצע של כעשר שנים במקרה הטוב ובתנאי שמכבדים את עומק הפריקה המומלץ.
כמה סוללות חומצת עופרת מותאמות לפריקות עמוקות יותר. זה במיוחד המקרה עבור סוללות AGM או opzs שיכולות להיות להן מאפיינים מעניינים מאוד עבור ההתקנה הסולארית שלך, תוך שמירה על תקציב סביר.
הטבלאות הבאות לקוחות מהסרטון:
השוואה בין סוללות עופרת
| סוג הסוללה | עופרת/חומצה | AGM | AGM Supercycle | קריש | אופס | opzv |
|---|---|---|---|---|---|---|
| מחיר קנייה ממוצע | כ-100 יורו לקוט"ש | כ-190 יורו לקוט"ש | כ-250 יורו לקוט"ש | כ-200 יורו לקוט"ש | כ-340 יורו לקוט"ש | כ-410 יורו לקוט"ש |
| עומק הפריקה | 80% | 100% | 90% | 80% | 80% | |
| מספר אפשרי של מחזורים בהתאם לעומק הפריקה | 30% = 800 מחזורים 50% = 500 מחזורים 70% = 300 מחזורים |
30% = 1500 מחזורים 50% = 600 מחזורים 70% = 400 מחזורים |
40% = 1000 מחזורים 60% = 700 מחזורים 100% = 300 מחזורים |
30% = 1800 מחזורים 50% = 750 מחזורים 70% = 500 מחזורים |
30% = 4400 מחזורים 50% = 2500 מחזורים 70% = 1350 מחזורים |
30% = 4600 מחזורים 50% = 2600 מחזורים 70% = 1400 מחזורים |
| מהירות פריקה | עדשה | קביל | עדשה | מהיר | מהיר | |
| צפיפות אנרגיה | חלש (סוללה כבדה) | חלש (סוללה כבדה) | קל יותר מסוללות AGM סטנדרטיות | חלש (סוללה כבדה) | חלש (סוללה כבדה) | חלש (סוללה כבדה) |
| אפקט זיכרון | פייבל | אין אפקט זיכרון | פייבל | פייבל | פייבל | |
| תשואה | 80% | 95% | 90% | 85% | 85% | |
| נדרש BMS | לֹא | לֹא | לֹא | לֹא | לֹא | |
| Etanchéité | לֹא | oui | oui | oui | לֹא | oui |
| תחזוקה | לפעמים דורש הוספת נוזל כל 6 חודשים | כמעט ולא דורש תחזוקה | נדרשת מעט מאוד תחזוקה | לפעמים דורש תוספת של נוזל | כמעט ולא דורש תחזוקה | |
באוטונומיה, או עבור מתקנים גדולים יותר, היכולת לאגור את האנרגיה המופקת ביעילות הופכת חיונית. סוללות ליתיום מציעות יתרונות רבים. פחות מסורבל, מצויד באיטום טוב יותר אך גם עם תוחלת חיים ארוכה יותר, ההיבטים הפרקטיים משכיחים אותך במהירות את מחיר הרכישה שלהם שנשאר גבוה יותר. אורך החיים שלהם הוא גם כעשר שנים, אבל עומק הפריקה שלהם גמיש יותר, מה שמקנה להם ביצועים טובים יותר!!
השוואה בין סוללות ליתיום
| סוג הסוללה | ליתיום ברזל פוספט LiFePO4 או LiFe |
ליתיום טיטניום אוקסיד LTO |
|---|---|---|
| מחיר קנייה ממוצע | כ-480 יורו לקוט"ש | כ-600 יורו לקוט"ש |
| עומק הפריקה | 95% | 95% |
| מספר אפשרי של מחזורים בהתאם לעומק הפריקה | 30% = 10000 מחזורים 50% = 4500 מחזורים 70% = 3000 מחזורים |
30% = 20000 מחזורים 50% = 9000 מחזורים 70% = 6000 מחזורים |
| מהירות פריקה | מהיר | מהיר |
| צפיפות אנרגיה | חזק (סוללה קלה) | חזק (סוללה קלה) |
| אפקט זיכרון | חלש מאוד | חלש מאוד |
| תשואה | 95% | 97% |
| נדרש BMS | oui לפעמים משולבים |
oui |
| Etanchéité | oui | oui |
| תחזוקה | כמעט ולא דורש תחזוקה | כמעט ולא דורש תחזוקה |
לבסוף, סוללות ניקל מתאימות להתקנות המתבצעות בתנאים מורכבים. הם תומכים בהפרשה
עמוק, טעינת יתר ולמעשה ללא תחזוקה בנוסף להיותו עמיד למים. מצד שני, אלו סוללות שיספיקו
יקר לקנייה. עם זאת, הם יהיו שימושיים במיוחד לביצוע התקנות באתר מבודד או בתנאי אקלים.
מורכב.
השוואת סוללות ניקל
| סוג הסוללה | NiCd (קדמיום = מזהם) | NiMH | NiFe (ניקל/ברזל) |
|---|---|---|---|
| מחיר קנייה ממוצע | כ-400 יורו לקוט"ש | כ-700 יורו לקוט"ש | כ-500 יורו לקוט"ש |
| עומק הפריקה | 85% | 85% | 85% |
| מספר אפשרי של מחזורים בהתאם לעומק הפריקה | 70% = 2000 מחזורים | 70% = 2000 מחזורים | 70% = 2400 מחזורים |
| מהירות פריקה | מהיר | מהיר | די מהר |
| צפיפות אנרגיה | חזק (סוללה קלה מאוד) | חזק (סוללה קלה מאוד) | חזק (סוללה קלה) |
| אפקט זיכרון | חָשׁוּב | פייבל | פייבל |
| תשואה | 90% | 90% | 80% |
| נדרש BMS | אופציונאלי | אופציונאלי | לֹא |
| Etanchéité | oui | oui | oui |
| תחזוקה | כמעט ולא דורש תחזוקה | כמעט ולא דורש תחזוקה | כמעט ולא דורש תחזוקה |
במקביל לקריטריונים הקשורים ישירות לטכנולוגיית הסוללה שבה יש להשתמש, יש לקחת בחשבון גם אלמנטים נוספים. קיבולת אחסון היא נקודה חשובה, שכן המתקן שלך חייב להיות מסוגל לאגור את כל האנרגיה שאתה מייצר. גם משך תקופת האחריות הוא נקודה מעניינת ללימוד במידה ומדובר בפרמטר די משתנה לפי הספקים השונים!! לבסוף, יש להקפיד על התאמה של הסוללות שנבחרו לשאר ההתקנה הסולארית.
כיצד ממוחזרים סוללות סופיות?
הסרטון הבא מספק סקירה כללית של תהליך מיחזור הסוללות בצרפת:
מדובר במיחזור במספר שלבים הכוללים תהליכים כימיים שמטרתם, בין היתר, להחזיר מלחי מתכת מטוהרים שניתן להשתמש בהם לייצור סוללות חדשות. לאור מורכבות המיחזור, קל להבין את האינטרס של שימוש בסוללות שיכולות להיות בעלות תוחלת חיים משמעותית, ובכך להפחית את הצורך בהחלפתן ולכן למחזרן לעתים קרובות מדי.
כדי לייעל את חיי הסוללות שלך, כמה טיפים יכולים להיות שימושיים. אחסון הסוללות בתוך הבית ובמקום ממוזג מייעל את היכולות שלהן. למעשה, סוללות לא סובלות היטב חום או טמפרטורות קרות מדי, ולא כולן שוות מול הלחות. לדוגמה, טמפרטורת הפעולה האופטימלית עבור סוללת עופרת היא 19 מעלות צלזיוס. מצד שני, במהלך ההתקנה יש לסדר את הסוללות כך שישאיר רווח ביניהן. בפעולה, הסוללות שלך ייצרו חום שעלול לפגוע במהירות במכשיר אם לא נעשה דבר כדי לפנות אותו כראוי. לבסוף, חשוב לכבד את האינדיקציות שניתנו על ידי הספק, בפרט לגבי עומק הפריקה האופטימלי.
סוללות וירטואליות? הסוללה של סטארט-אפים!
תחום האנרגיה הסולארית מתפתח כל הזמן, ופתרונות טכניים חדשים מופיעים באופן קבוע. אז אם אתם מחפשים לבצע התקנה, יתכן שנתקלתם במונחים " סוללה וירטואלית" , איפה " סוללה תרמיתe" במהלך החיפוש שלך.
La סוללה וירטואלית הוא פתרון אחסון אנרגיה "על הרשת". האנרגיה העודפת המופקת מוזרקת לרשת של הספק שלך, אשר חייבת להיות תואמת, ולאחר מכן ניתן "לקבל בחזרה" בצורה של אשראי אנרגיה מורשה בעת הצורך. עם זאת, פתרון זה דורש בהכרח התקנת צריכה עצמית המחוברת לרשת. יש לזה גם עלות מספק האנרגיה שלך. מדינות מסוימות מתחילות להטיל מס על נוהג זה כמו בלגיה עם מס צרכנים.
לבסוף, סוללה תרמית מורכב מאגירת אנרגיה לא בצורה של חשמל, אלא ישירות בצורה של חום, למשל במיכל מים חמים. אפשרות זו מפחיתה באופן דרסטי את הרווחיות של ההתקנה הסולארית שלך, שכן קוט"ש חשמלי הוא הרבה יותר יקר מקוט"ש תרמי.