Koji su sustavi za pohranu energije prikladni za automatizaciju solarnih sustava?

Kao dobavljač u području solarne automatizacije, iz prve sam ruke svjedočio brzoj evoluciji solarnih energetskih sustava i rastućoj važnosti skladištenja energije u maksimiziranju njihove učinkovitosti i pouzdanosti. U ovom blogu istražit ću različite vrste sustava za pohranu energije koji su prikladni za solarnu automatizaciju, uzimajući u obzir faktore kao što su cijena, performanse i skalabilnost.

1. Olovno-kiselinske baterije

Olovno-kiselinske baterije prisutne su već dugo i jedno su od najčešćih rješenja za pohranu energije za solarne sustave. Relativno su jeftini u usporedbi s drugim baterijskim tehnologijama, što ih čini atraktivnom opcijom za male projekte solarne automatizacije.

Osnovno načelo iza olovnih baterija je kemijska reakcija između olova, olovnog dioksida i sumporne kiseline. Kada se baterija puni, električna energija se pretvara u kemijsku energiju, a tijekom pražnjenja, kemijska energija se pretvara natrag u električnu energiju.

Za solarnu automatizaciju, olovno-kiselinske baterije mogu se koristiti u solarnim sustavima izvan mreže. U postavkama izvan mreže, solarni paneli proizvode električnu energiju tijekom dana, a višak energije pohranjuje se u olovnim baterijama. Ova pohranjena energija se zatim može koristiti noću ili tijekom razdoblja slabog sunčevog svjetla za napajanje automatizirane opreme kao što jeRukovanje solarnim materijalomsustava. Ovi sustavi često zahtijevaju stabilno napajanje za premještanje solarnih panela, komponenti i drugih materijala oko mjesta solarne instalacije.

Međutim, olovno-kiselinske baterije također imaju neka ograničenja. Imaju relativno kratak životni vijek, obično oko 3 - 5 godina, i zahtijevaju redovito održavanje, uključujući provjeru razine elektrolita i osiguravanje odgovarajuće ventilacije. Također imaju manju gustoću energije u usporedbi s drugim tipovima baterija, što znači da zauzimaju više prostora za istu količinu pohranjene energije.

2. Litij - ionske baterije

Litij - ionske baterije stekle su značajnu popularnost posljednjih godina zbog svoje visoke gustoće energije, dugog životnog vijeka i malih zahtjeva za održavanjem. Naširoko se koriste u potrošačkoj elektronici, električnim vozilima i sve više u pohrani solarne energije.

Visoka gustoća energije litij - ionskih baterija znači da mogu pohraniti veliku količinu energije u relativno malom i laganom pakiranju. Ovo je posebno korisno za solarnu automatizaciju, jer omogućuje kompaktnija rješenja za pohranu energije. Na primjer, u aSolarno automatizirano vođeno vozilosustava, litij - ionske baterije mogu pružiti dugotrajan izvor energije bez dodavanja prekomjerne težine vozilu. Vozila mogu raditi duže vrijeme između punjenja, poboljšavajući ukupnu učinkovitost procesa solarne instalacije.

Litij - ionske baterije također imaju visoku učinkovitost punjenja i pražnjenja, što znači da se gubi manje energije tijekom procesa punjenja i pražnjenja. Oni obično mogu trajati 10 - 15 godina, što je znatno duže od olovnih baterija. Međutim, početna cijena litij-ionskih baterija je viša od one za olovne baterije. Ali s obzirom na njihov dulji životni vijek i bolju izvedbu, dugoročno mogu biti isplativa opcija.

3. Protočne baterije

Protočne baterije su vrsta punjive baterije gdje se energija skladišti u tekućim elektrolitima koji se nalaze u vanjskim spremnicima. Elektroliti se pumpaju kroz skup ćelija, gdje se odvija kemijska reakcija za stvaranje ili skladištenje električne energije.

Jedna od glavnih prednosti protočnih baterija za solarnu automatizaciju je njihova skalabilnost. Kapacitet pohrane energije protočne baterije može se jednostavno povećati jednostavnim povećanjem veličine spremnika elektrolita. To ih čini prikladnima za velike solarne elektrane. U velikim solarnim postrojenjima može postojati potreba za pohranjivanjem značajne količine energije kako bi se osigurao kontinuirani rad automatizirane opreme, kao što jeRobot za rukovanje štapomsustava. Ovi se roboti koriste za rukovanje i postavljanje šipki koje podupiru solarne panele, a zahtijevaju pouzdano napajanje.

Protočne baterije također imaju dug vijek trajanja, često veći od 10.000 ciklusa, što znači da se mogu puniti i prazniti mnogo puta bez značajnog pogoršanja. Također su relativno sigurni jer su elektroliti nezapaljivi i neeksplozivni. Međutim, protočne baterije imaju manju gustoću energije u usporedbi s litij – ionskim baterijama te su složenije i skuplje za instalaciju i održavanje.

4. Skladištenje toplinske energije

Sustavi za pohranu toplinske energije (TES) pohranjuju energiju u obliku topline. U solarnom sustavu za pohranu toplinske energije, solarni kolektori apsorbiraju sunčevu svjetlost i pretvaraju je u toplinu, koja se zatim pohranjuje u mediju za pohranu topline, kao što je rastaljena sol ili voda.

TES sustavi mogu se koristiti u solarnoj automatizaciji na nekoliko načina. Na primjer, u postrojenju za desalinizaciju na solarni pogon, pohranjena toplinska energija može se koristiti za zagrijavanje vode za proces desalinizacije. Osim toga, toplina se može koristiti za osiguranje stabilnog temperaturnog okruženja za automatizirane proizvodne procese povezane s proizvodnjom solarnih ploča.

Jedna od prednosti TES-a je njegova sposobnost dugotrajnog skladištenja energije bez značajnih gubitaka. Također se može integrirati s postojećim sustavima grijanja i hlađenja u solarnoj instalaciji. Međutim, TES sustavi zahtijevaju veliku količinu prostora za medij za pohranu, a početna investicija može biti visoka.

5. Skladištenje energije komprimiranim zrakom (CAES)

Skladištenje energije komprimiranim zrakom djeluje komprimiranjem zraka i pohranjivanjem u spremnik, obično podzemnu pećinu ili veliki nadzemni spremnik. Kada je potrebna energija, komprimirani zrak se ispušta, širi kroz turbinu i koristi za proizvodnju električne energije.

Za solarnu automatizaciju, CAES se može koristiti u solarnim elektranama velikih razmjera. Tijekom razdoblja visoke proizvodnje sunčeve energije, višak električne energije može se koristiti za komprimiranje zraka. Zatim, kada je solarna proizvodnja niska, komprimirani zrak se može koristiti za proizvodnju električne energije za napajanje automatiziranih sustava u postrojenju.

CAES ima prednost jer može pohraniti velike količine energije na dulja razdoblja. Također ima relativno dug životni vijek i može se integrirati u postojeće električne mreže. Međutim, učinkovitost CAES sustava je relativno niska i zahtijevaju specifične geološke uvjete za podzemno skladištenje.

Odabir pravog sustava za pohranu energije

Prilikom odabira sustava za pohranu energije za solarnu automatizaciju potrebno je uzeti u obzir nekoliko čimbenika. Razmjer solarnog projekta presudan je faktor. Za male stambene ili komercijalne solarne instalacije, olovne ili litij-ionske baterije mogu biti dovoljne. Jednostavne su za instalaciju i mogu pružiti pouzdano napajanje za osnovnu automatiziranu opremu.

Za solarne elektrane velikih razmjera, protočne baterije, pohrana toplinske energije ili pohrana energije na komprimirani zrak mogu biti prikladniji zbog njihove skalabilnosti i sposobnosti pohranjivanja velikih količina energije. Trošak sustava za pohranu energije, uključujući početnu investiciju, troškove održavanja i operativne troškove, također treba uzeti u obzir.

Lokacija solarne instalacije također može utjecati na izbor sustava za pohranu energije. Na primjer, u područjima s ograničenim prostorom, mogu se dati prednost mogućnostima visoke gustoće energije poput litij-ionskih baterija. U područjima s odgovarajućim geološkim uvjetima, skladištenje energije komprimiranim zrakom može biti održiva opcija.

Kontakt za nabavu

Ako ste na tržištu proizvoda za solarnu automatizaciju i tražite pravi sustav za pohranu energije koji će nadopuniti vašu solarnu instalaciju, potičem vas da nam se obratite. Imamo tim stručnjaka koji vam mogu pružiti detaljne informacije o različitim opcijama skladištenja energije i pomoći vam da donesete informiranu odluku. Bez obzira pokrećete li projekt malog razmjera ili veliku solarnu elektranu, možemo ponuditi rješenja prilagođena vašim specifičnim potrebama.

Reference

• "Battery Energy Storage Systems: Technology and Applications" X. Lu, J. Li i M. Zheng
• "Flow Bateries: A Review" autora C. Menictas i A. Skyllas - Kazacos
• "Skladištenje toplinske energije: sustavi i primjene" JL Kummerta i JR Howella