Akkurat som forskjellige typer solcellepaneler endrer hvordan et solenergisystem drives og vedlikeholdes, vil flere typer batterier påvirke ytelsen og vedlikeholdet til et solenergi-pluss-lagringssystem. Hvis noen leter etter et billig og holdbart energilagringsprodukt, kan blybatterier være veien å gå, men det krever litt mer vedlikehold. Lithium-ion batterilagringssystemer er et vanlig alternativ for eiere av solenergisystemer som krever en vedlikeholdsfri tilnærming, men de er ikke egnet for ekstreme miljøer.
Ulike nivåer av batterivedlikeholdsarbeid kan påvirke hvilket energilagringssystem som brukes til solenergi pluss energilagring. Følgende vil forklare vedlikeholdskravene til flere vanlige batterienergilagringsprodukter som brukes i solenergiproduksjonsindustrien: litium-ion-batterier, bly-syre-batterier, nikkel-kadmium-batterier, strømningsbatterier.
(1) Litium-ion-batteri
I følge Brent Harris, grunnlegger og CTO av Eguana Technologies, er litiumionbatterier det foretrukne energilagringsproduktet for de fleste solenergiapplikasjoner på grunn av deres høye tetthet, lave vedlikehold og lave kostnader. Litiumbatterier er ikke egnet for noen spesifikke bruksområder, for eksempel ekstreme temperaturområder eller hvor langsiktig energilagring er nødvendig, og andre batterier kan være mer kostnadseffektive. Det største vedlikeholdselementet for litium-ion-batterier er nedbrytningshastigheten. Akkurat som mobiltelefonbatterier, er litiumbatterier som brukes i energilagringssystemer i solenergianlegg kraftig oppbrukt etter et visst antall ladninger og utladninger. Utbyggere må planlegge for denne forringelsesraten. De to vanligste typene litiumionbatterier som brukes i solenergi-pluss-lagringsprosjekter er litiumjernfosfat (LFP) batterier og litium nikkel mangan kobolt (NMC) batterier.
(2) Litiumjernfosfat (LFP) batteri
Lithium Iron Phosphate (LFP)-batterier er trygge og holdbare batterier. Siden det ikke brukes kobolt, er det ikke noe problem med termisk løping (brann), og ingen ventilasjon eller kjøling er nødvendig, så den kan enkelt installeres innendørs, noe som gjør den ideell for energilagring i boliger. I følge Sonnen Corporation, produsent av litiumjernfosfat (LFP)-batterier, er batteriene ideelle for stasjonære energilagringsapplikasjoner, spesielt når batteriene må sykles daglig for optimalisering av solenergi-selvforbruk og netttilkoblede tjenester.
Lithium Iron Phosphate (LFP) batterier krever ikke mer vedlikehold, men hvor de er installert kan påvirke ytelsen. Litiumbatterier kreves for å bruke et batteristyringssystem (BMS) som automatisk overvåker hvert batteris temperatur, ladetilstand, sykluslevetid osv. for å maksimere ytelsen. Så lenge energilagringssystemet er installert i et akseptabelt temperaturområde og høyde, er det ikke nødvendig med vedlikeholdstiltak.
"Så lenge litiumjernfosfat (LFP)-batterier lagres og installeres på et sted som passer til miljøet der produktet brukes, er det ikke nødvendig med regelmessig vedlikehold," sa Carlos Restrepo, Sonnens visepresident for teknologi. Det er viktig. Batterier trenger ikke å være forberedt på sesongmessige temperaturendringer."
Brad Hansen, administrerende direktør i EnSync Energy, sa: "Lithium Iron Phosphate (LFP)-batterier kan utsettes for trusler fra overlading, høye temperaturer og til og med fysisk skade og stress, så sikkerheten må opprettholdes. Når batterier brukes i eller i nærheten av oppholdsrom, Å velge det sikreste batteriet som en viktig del av systemet er et viktig ledende prinsipp."
(3) Litium-nikkel-mangan-koboltoksid (NMC) batteri
Lithium Nikkel Manganese Cobalt Oxide (NMC) batterier er holdbare og svært trygge så lenge de overvåkes av et batteristyringssystem. Ved å tilføre elementer som nikkel og mangan til batterikjemien, kan batteriet lagre mer strøm enn andre typer litium-ion-batterier.
Som andre litiumbatterier krever ikke litium-nikkel-mangan-koboltoksid (NMC)-batterier stort vedlikehold. Et batteristyringssystem (BMS) vil overvåke spenningen, strømmen og temperaturen til batteriet for å sikre sikkerhet og levetid.
Eguanas Harris sa: "Ekstrem drift kan forkorte batteriets levetid, og overvåkingssystemet registrerer operasjonen gjennom batteristyringssystemet (BMS) for å varsle garantikrav. I alle potensielt usikre driftsforhold, lukkes batteristyringssystemet (BMS) ned i systemet." Selskapets batterienergilagringssystem bruker litium-nikkel-mangan-koboltoksid (NMC)-batterier fra LG Chem.
Litium-nikkel-mangan-koboltoksid (NMC)-batterier kan brukes om vinteren så lenge det sikre temperaturområdet er bekreftet.
"Hvis sesongbaserte energilagringssystemer er nødvendig, bør de lagres innendørs," sa Harris, og nevner kanadiske vintre som et ekstremt eksempel.
(4) Flow-batterier - spesielt sinkbromid-batterier (ZNBR).
Sinkbromid (ZNBR) strømningsbatterier (oftest laget av Primus Power) er godt egnet for langsiktige energilagringssystemer i stor skala. Strømningsbatterier bruker to kjemiske komponenter oppløst i en væske atskilt av en separator for å gi elektrisk ladning. Sinkbromid (ZNBR) strømningsbatterier har sinkbromidsalter oppløst i en elektrolytt. Batteriteknologien som brukes av Primus Power er litt forskjellig fra konvensjonelle sinkbromid (ZNBR) strømningsbatterier, og separatoren krever ikke rengjøring eller utskifting. Primus Power bruker lagertanker for å lagre elektrolytt, og strømningsbatteriene har uendelige lade-utladingssykluser uten forringelse av ytelsen. Strømningsbatterier krever generelt svært lite vedlikehold.
Strømningsbatterier er som brenselceller, så de er bare bokser med elektronikk og elektrolysatorer. Primus sier at deres Energy Pods-produkter bare krever årlige vedlikeholdsbesøk fra sertifiserte drifts- og vedlikeholdsteknikere (O&M) for å utføre rutinemessige inspeksjoner, bytte ut luftfiltre og fylle på elektrolytter. Flow-batterier kan brukes om vinteren og kan installeres under svært kalde forhold.
"Vi overvåker alle utplasserte batterier 24/7 for å sikre riktig drift og proaktivt adressere alle potensielle feltproblemer. Disse dataene er også tilgjengelige for eierens O&M-leverandør i sanntid," sa Primus Powers CCO Jorg Heinemann. Batterier er designet for å vare like lenge som, om ikke mer, solenergianlegg med energilagringsløsninger, og krever ikke tillegg eller regelmessige utskiftninger som litium-ion-batterier."
(5) Bly-syrebatteri
Det er velkjent at blybatterier er pålitelige og rimelige. Deres gitterlignende strukturer er nedsenket i sure elektrolytter, hvis elektrolytter kan kreve langvarig etterfylling. Batterier er tunge på grunn av materialet og noen må installeres i ventilerte områder. Deres drifts- og vedlikeholdskrav er godt forstått på dette tidspunktet, så de er ideelle for de fleste solenergi pluss lagringsapplikasjoner og bør lagres på et tørt sted med moderate temperaturer.
Terminalforbindelsene til blybatterier bør kontrolleres flere ganger i året for å sikre at de ikke løsner over tid. Oversvømmede blybatterier må etterfylles med destillert vann regelmessig. Fiberglass separator (AGM) batterier og gel bly-syre batterier er hermetisk forseglet og krever derfor ikke etterfylling av elektrolytt.
Hvis blybatteriet ikke brukes midlertidig, må det oppbevares riktig. Trojan Battery sier at blysyrebatterier selvutlades over tid og må lades til et minimumsnivå selv når de ikke er koblet til en last. Denne selvutladningshastigheten varierer med temperaturen, med høye temperaturer som øker utladningshastigheten og lave temperaturer som reduserer utladningshastigheten.
Eksperter på trojanske batterier sa: "Vedlikeholdet som kreves for blysyrebatterier er ikke veldig vanskelig, men vedlikeholdsarbeidet er stort. Dette gjelder spesielt for blybatterier som må fylles med vann. Når du tilsetter destillert vann for å fylle på elektrolyttnivå, Acid vil bli eksponert. Vi anbefaler at batterivedlikeholdspersonalet bruker vernebriller og hansker. Hvis kunder er opptatt av batterivedlikehold, kan de be om hjelp utenfra for å fullføre denne oppgaven."
(6) Nikkel-kadmium (NiCd) batteri
Nikkelbaserte batterier er ideelle for eksterne installasjoner utenfor nettet i krevende applikasjoner der pålitelig reservestrøm er nødvendig og regelmessig vedlikehold ikke er mulig. De fungerer godt i ekstreme temperaturer og dype utladninger.
EnerSys sa at nikkel-kadmium (NiCd) batterier bør inspiseres regelmessig og etterfylles, i likhet med bly-syre batteri vedlikeholdere. Fordi nikkel-kadmium (NiCd)-batterier kan fungere over et bredt driftstemperaturområde, trenger du ikke forberede deg på ekstrem kulde om vinteren, men batterier bør ikke lagres under -22 grader F. Nikkel-kadmium (NiCd) ) batterier kan lagres (ikke koblet til en last) i opptil 12 måneder så lenge miljøet er tørt og innenfor riktig temperaturområde.
Jay Frankhouser, direktør for forretningsutvikling og markedsføring for reservekraft hos EnerSys. "Spenningsavlesninger og elektrolyttnivåkontroller på NiCd-batterier kan enkelt gjøres av eieren av batterisystemet. Tilsetning av vann kan gjøres av eieren, men de må ta sikkerhetstiltakene som er skissert i installasjons- og bruksanvisningen. Mens kapasitetstesting eller annen elektronisk testing bør utføres av kvalifiserte teknikere."