În trecut, majoritatea clienților rezidențiali de energie solară care implementau sisteme de stocare a bateriilor foloseau baterii cu plumb-acid, în special cele care erau complet în afara rețelei, dar în ultimii câțiva ani, acest lucru a început să se schimbe odată cu utilizarea tot mai mare a bateriilor litiu-ion pentru locuințe. sisteme de stocare a energiei. Deci, care este mai bun pentru sistemele de stocare a energiei, bateriile litiu-ion sau plumb-acid? Iată o prezentare generală a avantajelor și dezavantajelor ambelor.
Aplicații ale bateriilor plumb-acid
Bateriile cu plumb-acid au fost folosite ca energie de rezervă pentru instalațiile rezidențiale de energie solară încă din anii 1970. Deși sunt similare cu bateriile auto tradiționale, bateriile utilizate în sistemele rezidențiale de stocare a energiei sunt cunoscute sub numele de baterii cu ciclu adânc, deoarece sunt descărcate și reîncărcate mai des decât majoritatea bateriilor auto.
În mod tradițional, bateriile cu plumb-acid costă mai puțin decât bateriile cu litiu-ion, ceea ce le face mai atractive pentru clienții rezidențiali. Cu toate acestea, au o durată de viață mult mai scurtă decât bateriile cu litiu-ion.
Bateriile cu plumb-acid au o durată de viață mai mică decât bateriile cu litiu-ion. În timp ce unele baterii cu plumb-acid pot fi încărcate și descărcate de până la 1,000 ori, bateriile cu litiu-ion pot fi încărcate și descărcate între 1,000 și 4,000 ori.
Majoritatea bateriilor plumb-acid au o durată de viață de aproximativ 5 ani și vin cu garanție. În consecință, clienții rezidențiali vor trebui să înlocuiască bateriile cu plumb-acid de mai multe ori pe toată durata de viață a instalației de energie solară.
Bateriile cu plumb-acid sunt mai puțin eficiente în stocarea energiei decât alte tehnologii de stocare a energiei, cum ar fi bateriile cu litiu-ion. Datorită eficienței lor mai scăzute, acestea nu pot fi încărcate sau descărcate la fel de repede ca sistemele de stocare a bateriilor cu litiu.
Bateriile cu plumb-acid au o capacitate scăzută de descărcare, ceea ce înseamnă că consumul de prea multă energie poate duce la deteriorarea rapidă a capacității lor de a stoca energie. Un studiu realizat de National Renewable Energy Laboratory (NREL) a constatat că eliberarea a 50% din energia dintr-o baterie plumb-acid îi permite să finalizeze 1.800 de încărcări și descărcări înainte ca capacitatea sa de stocare să scadă semnificativ. Dacă este descărcat la 80% din capacitate, poate rezista doar la 600 de încărcări și descărcări, după care capacitatea sa va scădea semnificativ.
Bateriile cu plumb-acid necesită mai multă capacitate și spațiu de stocare decât bateriile cu litiu-ion datorită eficienței lor de stocare relativ scăzute și incapacității de a se descărca complet. Bateriile cu plumb-acid sunt, de asemenea, mult mai grele decât bateriile cu litiu-ion, necesitând suporturi mai puternice pentru a le ține și mai mult spațiu decât bateriile cu litiu-ion.
Plumbul este un metal greu toxic și, deși este reciclabil, poate provoca poluare prin eliminarea necorespunzătoare.
Aplicații pentru baterii cu litiu-ion
Bateriile cu litiu-ion devin rapid bateria de alegere pentru multe aplicații de alimentare, de la unelte electrice fără fir la computere laptop și vehicule. Un număr tot mai mare de instalații rezidențiale de energie solară utilizează sisteme de stocare a bateriilor litiu-ion. Cu toate acestea, bateriile litiu-ion au încă unele limitări, prima și cea mai importantă dintre acestea fiind costul lor ridicat.
Bateriile cu litiu-ion au un cost inițial mai mare decât bateriile cu plumb-acid. Sistemul de stocare a energiei Powerwall de la Tesla s-a vândut pentru 5.900 de dolari sau 6.600 de dolari în SUA în 2018, care include hardware-ul de suport. Este un sistem de baterii de 14 kWh care poate furniza până la 7 kW de putere la cererea de vârf. Costul acestuia nu include costurile de instalare, care variază de obicei între 600 USD și 2 USD,000.
Cu toate acestea, costul bateriilor litiu-ion scade rapid. În ultimii câțiva ani, costurile diferitelor tehnologii de stocare a bateriilor au fost evaluate în raportul Analiza costului mediu de stocare a energiei. În cel mai recent studiu, din noiembrie 2017, a constatat că costul instalat al unui sistem de stocare a energiei bateriei cu plumb-acid care însoțește energia solară rezidențială a fost de 598 USD până la 635 USD pe kilowatt-oră. Costurile instalate pentru bateriile litiu-ion au variat între 831 USD și 1.089 USD per kWh.
Pe baza acestor cifre, costul unei baterii plumb-acid de 14 kWh este de până la 8.372 USD, în timp ce capacitatea echivalentă a unei baterii litiu-ion este de până la 11.634 USD. Cu toate acestea, costul scăzut al bateriilor plumb-acid ascunde multe alte costuri, cum ar fi durata de viață mai scurtă și costuri de operare mai mari.
În timp, costul sistemelor noastre de baterii va varia foarte mult. Sondajele au arătat că sistemele de stocare a energiei cu baterii litiu-ion costă mai puțin pe megawatt-oră decât bateriile cu plumb-acid. Sistemele de baterii cu plumb-acid costă între 1.160 și 1.239 USD pe megawat-oră. Acest lucru se compară cu un cost de la 1.024 la 1.274 USD pe megawat-oră pentru un sistem de baterii litiu-ion.
Costul bateriilor litiu-ion a continuat, de asemenea, să scadă, după cum s-a constatat într-un alt raport de sondaj. Bateriile cu litiu-ion s-au vândut cu până la 1 USD000 pe kilowatt-oră în 2010, prețurile scăzând cu peste 20% în anii următori. Până la sfârșitul anului 2016, prețul mediu de vânzare al bateriilor litiu-ion a scăzut cu 209 USD pe kilowatt-oră.
Cu toate acestea, un expert în industrie a subliniat că aceste prețuri sunt în principal pentru bateriile furnizate de producătorii de vehicule electrice. El spune: „Din cauza comenzilor mult mai mici de la dezvoltatorii de sisteme staționare de stocare a energiei, costul achiziționării bateriilor este de așteptat să fie cu 51% mai mare decât plătește producătorii de automobile”.
Din aceste motive, este important să înțelegem costurile bateriilor litiu-ion și plumb-acid utilizate în prezent în sistemele rezidențiale de stocare a energiei. Acestea pot fi utilizate fie ca sisteme de stocare a energiei de sine stătătoare, fie în combinație cu instalații rezidențiale de generare a energiei solare pentru a satisface unele sau toate nevoile de energie ale clienților rezidențiali sau ale întreprinderilor.
În ceea ce privește durata de viață, se așteaptă ca bateriile litiu-ion să continue să funcționeze timp de aproximativ 10 ani și sunt capabile să se încarce și să se descarce la niveluri mai mari fără a reduce semnificativ capacitatea. Studiul National Renewable Energy Laboratory (NREL) presupune că Tesla Powerwall poate funcționa timp de 15 ani fără pierderi semnificative de stocare și eliberare a energiei, cu 5.475 de încărcări și descărcări în acest timp.
De asemenea, bateriile cu litiu-ion se încarcă mai repede la tensiuni mai mari. În timp ce bateriile cu plumb-acid pot dura până la 16 ore pentru a se reîncărca complet, chiar și bateriile litiu-ion cu cea mai lentă încărcare pot fi încărcate complet în aproximativ patru ore.
În ceea ce privește greutatea. Bateriile litiu-ion folosite în sistemele rezidențiale de stocare a energiei nu sunt ușoare, dar sunt mult mai ușoare în comparație cu stocarea plumb-acid. Tesla Powerwall de 13,5 kWh cântărește aproximativ 278 de lire sterline, bateria cu plumb-acid de 1,7 kWh cântărește aproximativ 132 de lire sterline și o baterie cu plumb-acid cu aceeași capacitate ca și Powerwall-ul ar cântări peste 1,000 lire.
În concluzie, bateriile cu litiu-ion au avantaje față de bateriile cu plumb-acid pentru aplicațiile de stocare a energiei și vor deveni mai utilizate pe scară largă în sistemele de stocare a energiei pe măsură ce costurile scad.
|
|
|
Blue Carbon are o mulțime de experiență în stocarea energiei, până la 17 ani de cercetare în industria de stocare a energiei și baterii foarte avansate cu litiu fier fosfat pentru stocarea energiei la domiciliu. Dezvoltarea produselor de stocare a energiei Blue Carbon este matură, iar tehnologia este mai de ultimă oră.
Vezi mai multe despre bateriile de stocare a energiei:
