V minulosti většina rezidenčních solárních zákazníků, kteří nasazovali bateriové úložné systémy, používala olověné baterie, zejména ty, které byly zcela mimo síť, ale v posledních několika letech se to začalo měnit s rostoucím používáním lithium-iontových baterií pro domácnosti. systémy skladování energie. Co je tedy lepší pro systémy skladování energie, lithium-iontové nebo olověné baterie? Zde je přehled výhod a nevýhod obou.
Aplikace olověných baterií
Olověné baterie se používají jako záložní zdroj pro rezidenční solární elektrárny od 70. let 20. století. I když jsou podobné tradičním automobilovým bateriím, baterie používané v systémech skladování energie v domácnostech jsou známé jako baterie s hlubokým cyklem, protože se vybíjejí a dobíjejí častěji než většina automobilových baterií.
Olověné baterie jsou tradičně levnější než lithium-iontové baterie, což je činí atraktivnějšími pro rezidenční zákazníky. Mají však mnohem kratší životnost než lithium-iontové baterie.
Olověné baterie mají nižší životnost než lithium-iontové baterie. Zatímco některé články olověných baterií lze nabít a vybít až 1,000krát, lithium-iontové baterie lze nabíjet a vybíjet 1,000 až 4,000krát.
Většina olověných baterií má životnost asi 5 let a je na ně poskytována záruka. V důsledku toho budou muset rezidentní zákazníci během celkové životnosti solárního zařízení několikrát vyměnit olověné baterie.
Olověné baterie jsou méně účinné při ukládání energie než jiné technologie skladování energie, jako jsou lithium-iontové baterie. Vzhledem k jejich nižší účinnosti je také nelze nabíjet nebo vybíjet tak rychle jako lithiové akumulátorové systémy.
Olověné baterie mají nízkou vybíjecí kapacitu, což znamená, že přílišná spotřeba energie může způsobit rychlé zhoršení jejich schopnosti ukládat energii. Studie Národní laboratoře pro obnovitelné zdroje energie (NREL) zjistila, že uvolnění 50 procent energie v olověné baterii umožňuje dokončit 1800 nabití a vybití, než se její skladovací kapacita výrazně sníží. Při vybití na 80 % kapacity vydrží pouze 600 nabití a vybití, poté jeho kapacita výrazně klesne.
Olověné baterie vyžadují větší kapacitu a prostor než lithium-iontové baterie kvůli jejich relativně nízké skladovací účinnosti a neschopnosti se úplně vybít. Olověné baterie jsou také mnohem těžší než lithium-iontové baterie, vyžadují pevnější podpěry k jejich uchycení a více prostoru než lithium-iontové baterie.
Olovo je toxický těžký kov, a přestože je recyklovatelné, stále může způsobit znečištění nesprávnou likvidací.
Aplikace lithium-iontových baterií
Lithium-iontové baterie se rychle stávají volbou pro mnoho energetických aplikací, od bezdrátového elektrického nářadí po laptopy a vozidla. Rostoucí počet rezidenčních solárních elektráren využívá systémy ukládání lithium-iontových baterií. Lithium-iontové baterie však stále mají určitá omezení, z nichž prvním a nejdůležitějším je jejich vysoká cena.
Lithium-iontové baterie mají vyšší počáteční náklady než olověné baterie. Systém úložiště energie Powerwall společnosti Tesla se v roce 2018 prodával v USA za 5 900 nebo 6 600 USD, což zahrnuje podpůrný hardware. Jedná se o 14kWh bateriový systém, který dokáže dodat až 7kW energie ve špičce. Jeho cena nezahrnuje náklady na instalaci, které se obvykle pohybují od 600 USD do 2 USD,000.
Cena lithium-iontových baterií však rychle klesá. Během několika posledních let byly ve zprávě Energy Storage Average Cost Analysis hodnoceny náklady na různé technologie bateriového úložiště. Ve svém nejnovějším průzkumu v listopadu 2017 zjistila, že instalované náklady na systém skladování energie z olověných baterií doprovázející rezidenční solární energii byly 598 až 635 USD za kilowatthodinu. Instalační náklady na lithium-iontové baterie se pohybovaly od 831 do 1 089 USD za kWh.
Na základě těchto čísel jsou náklady na 14kWh olověnou baterii pouhých 8 372 USD, zatímco ekvivalentní kapacita lithium-iontové baterie je pouze 11 634 USD. Nízká cena olověných akumulátorů však skrývá mnoho dalších nákladů, jako je kratší životnost a vyšší provozní náklady.
V průběhu času se cena našich bateriových systémů bude značně lišit. Průzkumy ukázaly, že systémy pro skladování energie s lithium-iontovými bateriemi stojí za megawatthodinu méně než olověné baterie. Systémy olověných baterií stojí 1 160 až 1 239 USD za megawatthodinu. To je srovnatelné s náklady 1 024 až 1 274 USD za megawatthodinu pro systém lithium-iontových baterií.
Náklady na lithium-iontové baterie také nadále klesaly, jak bylo zjištěno v jiné zprávě z průzkumu. Lithium-iontové baterie se v roce 2010 prodávaly až za 1 $000 za kilowatthodinu, přičemž ceny v následujících letech klesly o více než 20 procent. Do konce roku 2016 se průměrná prodejní cena lithium-iontových baterií snížila o 209 dolarů za kilowatthodinu.
Odborník z oboru však upozornil, že tyto ceny se týkají hlavně baterií dodávaných výrobci elektromobilů. Říká: "Vzhledem k mnohem nižším objednávkám od vývojářů stacionárních systémů pro ukládání energie se očekává, že náklady na nákup baterií budou o 51 procent vyšší, než kolik platí automobilky."
Z těchto důvodů je důležité porozumět nákladům na lithium-iontové a olověné baterie, které se v současnosti používají v systémech skladování energie v domácnostech. Mohou být použity buď jako samostatné systémy pro ukládání energie, nebo ve spojení s rezidenčními solárními zařízeními na výrobu energie, aby uspokojily některé nebo všechny energetické potřeby rezidenčních zákazníků nebo podniků.
Pokud jde o provozní životnost, očekává se, že lithium-iontové baterie budou fungovat ještě přibližně 10 let a jsou schopny nabíjet a vybíjet na vyšší úrovně bez výrazného snížení kapacity. Studie National Renewable Energy Laboratory (NREL) předpokládá, že Tesla Powerwall může fungovat po dobu 15 let bez výrazné ztráty akumulace a uvolnění energie, přičemž během této doby dojde k 5 475 nabitím a vybitím.
Lithium-iontové baterie se také rychleji nabíjejí při vyšším napětí. Zatímco olověným akumulátorům může úplné nabití trvat až 16 hodin, i ty nejpomaleji se nabíjející lithium-iontové akumulátory mohou být plně nabity asi za čtyři hodiny.
Z hlediska hmotnosti. Lithium-iontové baterie používané v systémech skladování energie v domácnostech nejsou lehké, ale jsou mnohem lehčí ve srovnání s olověnými akumulátory. 13,5 kWh Tesla Powerwall váží asi 278 liber, 1,7 kWh olověná baterie váží asi 132 liber a olověná baterie se stejnou kapacitou jako Powerwall by vážila přes 1,{11}} libru.
Závěrem lze říci, že lithium-iontové baterie mají výhody oproti olověným bateriím pro aplikace pro skladování energie a budou se více používat v systémech skladování energie, jak budou klesat náklady.
|
|
|
Blue Carbon má mnoho zkušeností v oblasti skladování energie, až 17 let výzkumu v odvětví skladování energie a velmi perspektivní lithium-železofosfátové baterie pro domácí skladování energie. Vývoj produktů pro skladování energie společnosti Blue Carbon je vyspělý a technologie je nejmodernější.
Další informace o bateriích pro ukládání energie:
