باتری خورشیدی چگونه کار می کند؟|ذخیره انرژی توضیح داده شده است

باتری خورشیدی می تواند یک مکمل مهم برای سیستم انرژی خورشیدی شما باشد.این به شما کمک می کند برق اضافی را ذخیره کنید که می توانید از آن در زمانی که پنل های خورشیدی شما انرژی کافی تولید نمی کنند استفاده کنید، و گزینه های بیشتری برای نحوه تامین انرژی خانه در اختیار شما قرار می دهد.

اگر به دنبال پاسخ «باطری‌های خورشیدی چگونه کار می‌کنند؟» هستید، این مقاله توضیح می‌دهد که باتری خورشیدی چیست، علم باتری خورشیدی، نحوه کار باتری‌های خورشیدی با سیستم انرژی خورشیدی و مزایای کلی استفاده از انرژی خورشیدی ذخیره سازی باتری

باتری خورشیدی چیست؟

بیایید با یک پاسخ ساده به سوال "باتری خورشیدی چیست؟" شروع کنیم:

باتری خورشیدی وسیله ای است که می توانید آن را به سیستم انرژی خورشیدی خود اضافه کنید تا برق اضافی تولید شده توسط پنل های خورشیدی خود را ذخیره کند.

سپس می توانید از انرژی ذخیره شده برای تامین انرژی خانه خود در مواقعی که پنل های خورشیدی شما برق کافی تولید نمی کنند، از جمله شب ها، روزهای ابری و در زمان قطع برق استفاده کنید.

هدف باتری خورشیدی این است که به شما کمک کند از انرژی خورشیدی که تولید می کنید بیشتر استفاده کنید.اگر ذخیره باتری ندارید، هر گونه الکتریسیته اضافی از انرژی خورشیدی به شبکه می رود، به این معنی که شما در حال تولید برق و ارائه آن به افراد دیگر هستید بدون اینکه از برقی که پانل های خود در ابتدا ایجاد می کنند، استفاده کامل کنید.

برای اطلاعات بیشتر، ما را بررسی کنیدراهنمای باتری خورشیدی: مزایا، ویژگی ها و هزینه

علم باتری های خورشیدی

باتری های لیتیوم یونی محبوب ترین نوع باتری های خورشیدی در حال حاضر در بازار هستند.این همان فناوری است که برای گوشی های هوشمند و دیگر باتری های با تکنولوژی بالا استفاده می شود.

باتری های لیتیوم یونی از طریق یک واکنش شیمیایی کار می کنند که انرژی شیمیایی را قبل از تبدیل آن به انرژی الکتریکی ذخیره می کند.واکنش زمانی رخ می‌دهد که یون‌های لیتیوم الکترون‌های آزاد آزاد می‌کنند و آن الکترون‌ها از آند با بار منفی به کاتد با بار مثبت جریان می‌یابند.

این حرکت توسط الکترولیت نمک لیتیوم، مایعی در داخل باتری که واکنش را با ارائه یون های مثبت لازم متعادل می کند، تشویق و تقویت می شود.این جریان الکترون های آزاد جریان لازم را برای مردم برای استفاده از برق ایجاد می کند.

هنگامی که الکتریسیته را از باتری می گیرید، یون های لیتیوم از طریق الکترولیت به سمت الکترود مثبت برمی گردند.در همان زمان، الکترون ها از طریق مدار بیرونی از الکترود منفی به الکترود مثبت حرکت می کنند و دستگاه متصل به برق را تغذیه می کنند.

باتری‌های ذخیره‌سازی انرژی خورشیدی خانگی سلول‌های باتری یونی متعدد را با لوازم الکترونیکی پیچیده ترکیب می‌کنند که عملکرد و ایمنی کل سیستم باتری خورشیدی را تنظیم می‌کند.بنابراین، باتری های خورشیدی به عنوان باتری های قابل شارژ عمل می کنند که از نیروی خورشید به عنوان ورودی اولیه استفاده می کنند که کل فرآیند ایجاد جریان الکتریکی را آغاز می کند.

مقایسه فن آوری های ذخیره سازی باتری

وقتی صحبت از انواع باتری های خورشیدی می شود، دو گزینه رایج وجود دارد: لیتیوم یون و سرب اسید.شرکت‌های تولید پنل‌های خورشیدی باتری‌های لیتیوم یونی را ترجیح می‌دهند، زیرا می‌توانند انرژی بیشتری را ذخیره کنند، انرژی را طولانی‌تر از باتری‌های دیگر نگه دارند و عمق تخلیه بالاتری دارند.

همچنین به عنوان DoD شناخته می شود، عمق تخلیه درصدی است که می توان از باتری استفاده کرد، مربوط به ظرفیت کل آن.به عنوان مثال، اگر یک باتری دارای DoD 95٪ باشد، می تواند با خیال راحت تا 95٪ از ظرفیت باتری را قبل از نیاز به شارژ مجدد استفاده کند.

باتری لیتیوم یونی

همانطور که قبلا ذکر شد، سازندگان باتری، فناوری باتری لیتیوم یون را به دلیل DoD بالاتر، طول عمر قابل اعتماد، توانایی نگهداری انرژی بیشتر برای مدت طولانی تر و اندازه فشرده تر ترجیح می دهند.با این حال، به دلیل مزایای متعدد، باتری‌های لیتیوم یونی نیز در مقایسه با باتری‌های اسید سرب گران‌تر هستند.

باتری سربی - اسیدی

باتری‌های سرب اسید (همان فناوری بیشتر باتری‌های خودرو) سال‌هاست که وجود داشته‌اند و به‌طور گسترده به عنوان سیستم‌های ذخیره انرژی در خانه برای گزینه‌های برق خارج از شبکه استفاده می‌شوند.در حالی که آنها هنوز با قیمت های مناسب در بازار هستند، محبوبیت آنها به دلیل DoD پایین و طول عمر کوتاه تر در حال محو شدن است.

ذخیره سازی کوپل شده AC در مقابل ذخیره سازی جفت شده DC

کوپلینگ به نحوه سیم‌کشی پنل‌های خورشیدی شما به سیستم ذخیره‌سازی باتری اشاره دارد و گزینه‌ها کوپلینگ جریان مستقیم (DC) یا کوپلینگ جریان متناوب (AC) هستند.تفاوت اصلی بین این دو در مسیر طی شده توسط الکتریسیته ای است که پنل های خورشیدی ایجاد می کنند.

سلول های خورشیدی الکتریسیته DC ایجاد می کنند و قبل از اینکه بتوان در خانه از آن استفاده کرد، آن برق DC باید به برق AC تبدیل شود.با این حال، باتری های خورشیدی فقط می توانند برق DC را ذخیره کنند، بنابراین راه های مختلفی برای اتصال باتری خورشیدی به سیستم انرژی خورشیدی شما وجود دارد.

DC Coupled Storage

با کوپلینگ DC، الکتریسیته DC ایجاد شده توسط پنل های خورشیدی از طریق یک کنترل کننده شارژ جریان می یابد و سپس مستقیماً به باتری خورشیدی می رسد.هیچ تغییری در جریان قبل از ذخیره سازی وجود ندارد و تبدیل از DC به AC تنها زمانی اتفاق می افتد که باتری برق را به خانه شما ارسال کند یا به شبکه بازگردد.

یک باتری ذخیره‌سازی متصل به DC کارآمدتر است، زیرا الکتریسیته فقط یک بار باید از DC به AC تغییر کند.با این حال، ذخیره‌سازی DC-coupled معمولاً به نصب پیچیده‌تری نیاز دارد که می‌تواند هزینه اولیه را افزایش دهد و جدول زمانی کلی نصب را طولانی‌تر کند.

ذخیره سازی کوپل شده AC

با کوپلینگ AC، الکتریسیته DC تولید شده توسط پنل های خورشیدی شما ابتدا از یک اینورتر عبور می کند تا به برق AC برای استفاده روزمره توسط وسایل خانه شما تبدیل شود.این جریان AC همچنین می تواند به یک اینورتر جداگانه ارسال شود تا برای ذخیره در باتری خورشیدی به جریان DC تبدیل شود.وقتی زمان استفاده از انرژی ذخیره شده فرا می رسد، الکتریسیته از باتری خارج شده و به یک اینورتر برمی گردد تا دوباره به برق AC برای خانه شما تبدیل شود.

با ذخیره‌سازی کوپل‌شده AC، الکتریسیته سه بار معکوس می‌شود: یک بار زمانی که از پنل‌های خورشیدی به داخل خانه می‌روید، دیگری هنگام رفتن از خانه به ذخیره‌سازی باتری، و بار سوم هنگام بازگشت از ذخیره‌سازی باتری به خانه.هر وارونگی منجر به تلفات بازدهی می شود، بنابراین ذخیره سازی جفت شده AC کمی کارآمدتر از یک سیستم جفت شده DC است.

برخلاف ذخیره‌سازی جفت شده DC که فقط انرژی را از پنل‌های خورشیدی ذخیره می‌کند، یکی از مزیت‌های بزرگ ذخیره‌سازی کوپل شده AC این است که می‌تواند انرژی را هم از پنل‌های خورشیدی و هم از شبکه ذخیره کند.این بدان معناست که حتی اگر پنل‌های خورشیدی شما برق کافی برای شارژ کامل باتری شما تولید نمی‌کنند، همچنان می‌توانید باتری را با برق از شبکه پر کنید تا برق پشتیبان برای شما فراهم کند یا از آربیتراژ نرخ برق استفاده کنید.

همچنین ارتقای سیستم انرژی خورشیدی موجود خود با ذخیره سازی باتری AC آسان تر است، زیرا به جای نیاز به ادغام در آن، می توان آن را به طراحی سیستم موجود اضافه کرد.این باعث می‌شود ذخیره‌سازی باتری AC به گزینه‌ای محبوب‌تر برای نصب‌های مقاوم‌سازی شود.

نحوه کار باتری های خورشیدی با سیستم انرژی خورشیدی

کل فرآیند با تولید برق از پنل های خورشیدی روی سقف شروع می شود.در اینجا یک تفکیک گام به گام از آنچه در سیستم DC-coupled اتفاق می‌افتد آورده شده است:

1. نور خورشید به صفحات خورشیدی برخورد می کند و انرژی به برق DC تبدیل می شود.
2. الکتریسیته وارد باتری شده و به صورت برق DC ذخیره می شود.
3. برق DC سپس باتری را ترک می کند و وارد یک اینورتر می شود تا به برق AC تبدیل شود که خانه می تواند از آن استفاده کند.

این فرآیند با سیستم AC-coupled کمی متفاوت است.

1. نور خورشید به صفحات خورشیدی برخورد می کند و انرژی به برق DC تبدیل می شود.
2. برق وارد اینورتر می شود تا به برق AC تبدیل شود که خانه می تواند از آن استفاده کند.
3. الکتریسیته اضافی سپس از طریق اینورتر دیگر جریان می یابد تا دوباره به برق DC تبدیل شود که می تواند برای بعد ذخیره شود.
4. اگر خانه نیاز به استفاده از انرژی ذخیره شده در باتری داشته باشد، آن برق باید دوباره از اینورتر عبور کند تا به برق AC تبدیل شود.

نحوه کار باتری های خورشیدی با اینورتر هیبریدی

اگر یک اینورتر هیبریدی دارید، یک دستگاه می تواند برق DC را به برق AC تبدیل کند و همچنین می تواند برق AC را به برق DC تبدیل کند.در نتیجه، در سیستم فتوولتائیک (PV) خود به دو اینورتر نیاز ندارید: یکی برای تبدیل برق از پنل های خورشیدی (اینورتر خورشیدی) و دیگری برای تبدیل برق از باتری خورشیدی (اینورتر باتری).

اینورتر هیبریدی که به عنوان یک اینورتر مبتنی بر باتری یا اینورتر متصل به شبکه ترکیبی نیز شناخته می شود، اینورتر باتری و اینورتر خورشیدی را در یک قطعه واحد ترکیب می کند.با عملکرد به عنوان یک اینورتر برای برق باتری خورشیدی و برق پانل های خورشیدی شما، نیاز به دو اینورتر مجزا در یک راه اندازی را از بین می برد.

اینورترهای هیبریدی در حال افزایش محبوبیت هستند زیرا با و بدون ذخیره باتری کار می کنند.می‌توانید در طول نصب اولیه، یک اینورتر هیبریدی را در سیستم انرژی خورشیدی بدون باتری خود نصب کنید و به شما امکان اضافه کردن ذخیره انرژی خورشیدی را می‌دهد.

مزایای ذخیره سازی باتری خورشیدی

افزودن پشتیبان باتری برای پنل های خورشیدی یک راه عالی برای اطمینان از اینکه بیشترین بهره را از سیستم انرژی خورشیدی خود می برید.در اینجا برخی از مزایای اصلی سیستم ذخیره سازی باتری خورشیدی خانگی آورده شده است:

تولید برق اضافی را ذخیره می کند

سیستم پنل خورشیدی شما اغلب می تواند بیش از نیاز شما انرژی تولید کند، به خصوص در روزهای آفتابی که هیچ کس در خانه نیست.اگر ذخیره باتری انرژی خورشیدی ندارید، انرژی اضافی به شبکه ارسال می شود.اگر در یکبرنامه نت مترینگ، می توانید برای آن تولید اضافی اعتبار کسب کنید، اما معمولاً نسبت 1:1 برای برقی که تولید می کنید نیست.

با ذخیره باتری، برق اضافی باتری شما را برای استفاده بعدی شارژ می کند، به جای اینکه به شبکه برود.شما می توانید از انرژی ذخیره شده در زمان تولید کمتر استفاده کنید، که باعث کاهش اتکای شما به شبکه برای برق می شود.

باعث رهایی از قطع برق می شود

از آنجایی که باتری‌های شما می‌توانند انرژی اضافی ایجاد شده توسط پنل‌های خورشیدی شما را ذخیره کنند، خانه شما در هنگام قطع برق و سایر مواقعی که شبکه قطع می‌شود، برق در دسترس خواهد داشت.

ردپای کربن شما را کاهش می دهد

با ذخیره سازی باتری پنل خورشیدی، می توانید با استفاده حداکثری از انرژی پاک تولید شده توسط سیستم پنل خورشیدی خود، سبز شوید.اگر این انرژی ذخیره نشود، زمانی که پنل های خورشیدی شما به اندازه کافی برای نیازهای شما تولید نمی کنند، به شبکه تکیه خواهید کرد.با این حال، بیشتر برق شبکه با استفاده از سوخت‌های فسیلی تولید می‌شود، بنابراین هنگام کشیدن از شبکه احتمالاً با انرژی کثیف کار می‌کنید.

برق را حتی پس از غروب خورشید تامین می کند

وقتی خورشید غروب می‌کند و پنل‌های خورشیدی برق تولید نمی‌کنند، اگر ذخیره باتری ندارید، شبکه وارد عمل می‌شود تا برق مورد نیاز را تامین کند.با استفاده از باتری خورشیدی، در شب بیشتر از برق خورشیدی خود استفاده خواهید کرد، که به شما استقلال انرژی بیشتری می‌دهد و به شما کمک می‌کند قبض برق خود را پایین نگه دارید.

یک راه حل بی سر و صدا برای نیازهای برق پشتیبان

باتری انرژی خورشیدی یک گزینه ذخیره سازی برق پشتیبان 100٪ بدون نویز است.شما می توانید از انرژی پاک بدون نیاز به تعمیر و نگهداری بهره مند شوید و مجبور نیستید با نویز ناشی از یک ژنراتور پشتیبان گازسوز مقابله کنید.

خوراکی های کلیدی

اگر به فکر اضافه کردن ذخیره انرژی پنل خورشیدی به سیستم انرژی خورشیدی خود هستید، درک نحوه عملکرد باتری خورشیدی مهم است.از آنجایی که مانند یک باتری قابل شارژ بزرگ برای خانه شما عمل می کند، می توانید از انرژی خورشیدی اضافی که پنل های خورشیدی شما ایجاد می کنند استفاده کنید و کنترل بیشتری بر زمان و نحوه استفاده از انرژی خورشیدی به شما می دهد.

باتری های لیتیوم یونی محبوب ترین نوع باتری خورشیدی هستند و از طریق یک واکنش شیمیایی کار می کنند که انرژی را ذخیره می کند و سپس آن را به عنوان انرژی الکتریکی برای استفاده در خانه آزاد می کند.چه یک سیستم جفت DC، AC-coupled یا سیستم هیبریدی را انتخاب کنید، می توانید بازده سرمایه گذاری سیستم انرژی خورشیدی خود را بدون اتکا به شبکه افزایش دهید.