Eksperci biją na alarm. Magazyny energii tracą wydajność szybciej, niż obiecywano
Najbardziej efektywnym sposobem na oszczędzanie energii jest zainstalowanie własnego magazynu energii i jego integracja z systemem. Umożliwia to lepsze zarządzanie energią niezależnie od stanu i dostępności lokalnej sieci. Dodatkowo możemy do niego dołączyć system off-grid. Niestety, magazyny energii, podobnie jak wszystkie baterie i akumulatory, zużywają się z czasem. Dlaczego magazyn energii zmniejsza swoją pojemność? Co może przyspieszyć ten proces? Jak można wydłużyć jego trwałość?
- Magazyny energii: jak działają i do czego służą?
- Degradacja baterii: Przyczyny i prewencja
- Żywotność i efektywność magazynów energii
Magazyny energii: jak działają i do czego służą?
Najprościej rzecz ujmując, magazyny energii to urządzenia przechowujące nadwyżki wytworzonej energii. Zazwyczaj są podłączane do systemów fotowoltaicznych, ale mogą także współpracować z turbinami wiatrowymi. Są one wykorzystywane zarówno w instalacjach typu off-grid, jak i on-grid. W pierwszym przypadku są niezbędne, jeśli planujemy używać wygenerowanego prądu, na przykład wieczorem i nocą.
Istnieje wiele typów tych urządzeń, ale do użytku indywidualnego zazwyczaj wybiera się magazyny elektrochemiczne. Do najczęściej wybieranych należą baterie litowo-jonowe. Mogą to być również baterie litowo-żelazowo-fosforanowe, baterie sodowo-siarkowe oraz akumulatory kwasowo-ołowiowe. Są one w formie kompaktowej, co pozwala na łatwe podłączenie i stosowanie w pobliżu paneli fotowoltaicznych.
Pod wieloma względami magazyny te funkcjonują podobnie jak baterie i akumulatory używane w pojazdach czy laptopach.
Degradacja baterii: Przyczyny i prewencja
Z biegiem czasu zasoby energii „starzeją się”. Ulegają zmniejszeniu nie tylko ich pojemność, ale również moc oraz wydajność. Jest to spowodowane właściwościami fizykochemicznymi użytych materiałów. Na przykład w popularnych bateriach litowo-jonowych atomy litu zostają uwięzione w anodzie krzemowej podczas procesu ładowania. Skutkuje to stopniową utratą pojemności zasobnika lub innej baterii bazującej na tej technologii. To zjawisko zostało niedawno odkryte, a badania nad jego ograniczeniem za pomocą dodatków chemicznych są w toku.
Zasób energii jest również podatny na wpływ pewnych czynników. Najczęstsze powody przedwczesnej lub zbyt szybkiej utraty pojemności to:
- ekstremalne temperatury – zwłaszcza powyżej 35 stopni Celsjusza i poniżej 15 stopni Celsjusza.
- częste procesy ładowania i rozładowywania (szczególnie do pełnego rozładowania do 0%)
- przechowywanie nieużywanego, rozładowanego zasobu przez długi czas.
- mechaniczne uszkodzenia prowadzące do zetknięcia diod.
Nowoczesne baterie litowo-jonowe i litowo-jonowo-żelazowe są lepiej dostosowane do częstego ładowania i rozładowywania niż starsze typy urządzeń. Niemniej jednak nie można całkowicie wyeliminować procesów degradacji i zmniejszania pojemności zasobników. Zaleca się utrzymywanie ładowania w zakresie od 20 do 80%.
Żywotność i efektywność magazynów energii
Spadek pojemności, a także wydajności i efektywności z każdym rokiem użytkowania magazynu skutkuje coraz mniejszymi oszczędnościami na własnym prądzie. Zanim zdecydujemy się na instalację fotowoltaiczną z magazynem energii, warto poznać trwałość takich baterii i co najlepiej wybrać. Oto właściwości popularnych magazynów energii:
Litowo-jonowe - aktualnie produkowane baterie litowo-jonowe są najlepszym wyborem. Pozwalają długo korzystać z wysokiej pojemności, a jednocześnie nie są kosztowne. Ich trwałość wynosi od 10 do 15 lat, co odpowiada 3000 do 6000 cykli. Optymalna temperatura pracy to 15-25 stopni C.
Litowo-żelazowo-fosforanowe – to nowoczesna, nieco droższa opcja. Działają wydajnie nawet do 8000-10000 cykli. Lepiej niż litowo-jonowe radzą sobie z wyższymi temperaturami.
Kwasowo-ołowiowe – magazyny wykonane w starszej technologii są mniej wydajne. Optymalna pojemność utrzymuje się przez około 3-5 lat.
Po okresie utraty pełnej pojemności magazyn wciąż jest użyteczny, ale osiąga około 80% początkowych parametrów. Dlatego warto zainwestować w wysokiej jakości magazyn energii, dobrany zgodnie z zapotrzebowaniem domu i dbać o jego właściwe użytkowanie.