Baš kao što različiti tipovi solarnih panela mijenjaju način rada i održavanja solarnog sistema, više vrsta baterija će utjecati na performanse i održavanje solarnog sistema za skladištenje. Ako neko traži jeftin i izdržljiv proizvod za skladištenje energije, olovno-kiselinske baterije bi mogle biti pravi način, ali to zahtijeva dodatno održavanje. Sistemi za skladištenje litijum-jonskih baterija su glavna opcija za vlasnike solarnih sistema koji zahtevaju pristup bez održavanja, ali nisu prikladni za ekstremna okruženja.
Različiti nivoi rada na održavanju baterija mogu uticati na to koji sistem skladištenja energije se koristi za skladištenje solarne i energije. U nastavku će se objasniti zahtjevi za održavanjem nekoliko uobičajenih proizvoda za skladištenje energije baterija koji se koriste u industriji proizvodnje solarne energije: litijum-jonske baterije, olovno-kiselinske baterije, nikl-kadmijumske baterije, protočne baterije.
(1) Litijum-jonska baterija
Prema Brentu Harrisu, osnivaču i tehničkom direktoru kompanije Eguana Technologies, litijum-jonske baterije su proizvod za skladištenje energije koji se bira za većinu primjena solarne energije zbog njihove velike gustine, niske cijene održavanja i niske cijene. Litijumske baterije nisu prikladne za neke specifične primjene, kao što su ekstremni temperaturni rasponi ili gdje je potrebno dugotrajno skladištenje energije, a druge baterije mogu biti isplativije. Najveća stavka za održavanje litijum-jonskih baterija je stopa degradacije. Baš kao i baterije mobilnih telefona, litijumske baterije koje se koriste u sistemima za skladištenje energije u solarnim elektranama se ozbiljno troše nakon određenog broja punjenja i pražnjenja. Programeri moraju planirati ovu stopu degradacije. Dvije najčešće vrste litijum-jonskih baterija koje se koriste u projektima solarnog plus skladištenja su litijum željezo-fosfatne (LFP) baterije i litijum-nikl-mangan-kobalt (NMC) baterije.
(2) Litijum-gvozdeno-fosfatna (LFP) baterija
Litijum-gvozdeno-fosfatne (LFP) baterije su sigurne i izdržljive baterije. Budući da se kobalt ne koristi, nema problema sa termičkim bijegom (požarom) i nisu potrebne mjere ventilacije ili hlađenja, tako da se može lako instalirati u zatvorenom prostoru, što ga čini idealnim za stambene aplikacije za skladištenje energije. Prema Sonnen Corporation, proizvođaču litijum-gvozdeno-fosfatnih (LFP) baterija, baterije su idealne za stacionarne aplikacije za skladištenje energije, posebno kada je potrebno da se baterije svakodnevno kruže radi optimizacije sopstvene potrošnje solarne energije i usluga povezanih sa mrežom.
Litijum-gvozdeno-fosfatne (LFP) baterije ne zahtevaju više održavanja, ali mesto gde su instalirane može uticati na performanse. Litijumske baterije su potrebne da koriste sistem upravljanja baterijama (BMS) koji automatski prati temperaturu svake baterije, stanje napunjenosti, životni vek, itd. kako bi se maksimizirale performanse. Sve dok je sistem za skladištenje energije instaliran u prihvatljivom temperaturnom opsegu i nadmorskoj visini, mere održavanja nisu potrebne.
"Sve dok se litijum-željezo-fosfatne (LFP) baterije čuvaju i instaliraju na lokaciji koja odgovara okruženju u kojem je proizvod postavljen, redovno održavanje nije potrebno," rekao je Carlos Restrepo, Sonnenov potpredsednik tehnologije. Važno je. Baterije ne moraju biti pripremljene za sezonske promjene temperature."
Brad Hansen, izvršni direktor EnSync Energy, rekao je: "Litijum željezo-fosfatne (LFP) baterije mogu biti podložne prijetnjama od prekomjernog punjenja, visokih temperatura, pa čak i fizičkog oštećenja i stresa, tako da je potrebno održavati sigurnost. Kada se baterije koriste u ili blizu stambenih prostorija, Odabir najsigurnije baterije kao suštinskog dijela sistema je važan vodeći princip."
(3) Litijum-nikl-mangan-kobalt oksid (NMC) baterija
Litijum-nikl-mangan-kobalt oksid (NMC) baterije su izdržljive i veoma sigurne sve dok ih nadgleda sistem upravljanja baterijama. Dodavanjem elemenata kao što su nikl i mangan u hemiju baterije, baterija može pohraniti više električne energije nego druge vrste litijum-jonskih baterija.
Kao i druge litijumske baterije, litijum-nikl-mangan-kobalt oksid (NMC) baterije ne zahtevaju veliko održavanje. Sistem upravljanja baterijom (BMS) će pratiti napon, struju i temperaturu baterije kako bi osigurao sigurnost i radni vijek.
Harris iz Eguane je rekao: "Ekstremni rad može skratiti vijek trajanja baterije, a sistem za nadzor bilježi rad preko sistema za upravljanje baterijom (BMS) kako bi obavijestio o zahtjevima za garanciju. U svim potencijalno nesigurnim radnim uvjetima, sistem upravljanja baterijom (BMS) se isključuje niz sistem." Sistem za skladištenje energije baterija kompanije koristi litijum-nikl-mangan-kobalt oksid (NMC) baterije kompanije LG Chem.
Litijum-nikl-mangan-kobalt oksid (NMC) baterije se mogu koristiti zimi sve dok se potvrdi siguran temperaturni raspon.
"Ako su potrebni sezonski sistemi za pohranu energije, trebali bi se skladištiti u zatvorenom prostoru", rekao je Harris, navodeći kanadske zime kao ekstremni primjer.
(4) Protočne baterije - posebno cink bromidne (ZNBR) baterije
Protočne baterije cink bromida (ZNBR) (koje ih najčešće proizvodi Primus Power) su pogodne za velike sisteme za dugotrajno skladištenje energije. Protočne baterije koriste dvije kemijske komponente otopljene u tekućini odvojene separatorom kako bi osigurale električni naboj. Protočne baterije cink bromida (ZNBR) imaju soli cink bromida otopljene u elektrolitu. Tehnologija baterija koju koristi Primus Power malo se razlikuje od konvencionalnih protočnih baterija sa cink bromidom (ZNBR), a njegov separator ne zahtijeva čišćenje ili zamjenu. Primus Power koristi rezervoare za skladištenje za skladištenje elektrolita, a njegove protočne baterije imaju beskonačne cikluse punjenja-pražnjenja bez degradacije performansi. Protočne baterije općenito zahtijevaju vrlo malo održavanja.
Protočne baterije su poput gorivih ćelija, tako da su samo kutije s elektronikom i elektrolizerima. Primus kaže da njegovi proizvodi Energy Pods zahtijevaju samo godišnje posjete održavanja od strane certificiranih tehničara za operacije i održavanje (O&M) za obavljanje rutinskih pregleda, zamjenu filtera za zrak i dopunjavanje elektrolita. Protočne baterije se mogu koristiti zimi i mogu se instalirati u veoma hladnim uslovima.
"Pratimo sve raspoređene baterije 24/7 kako bismo osigurali pravilan rad i proaktivno rješavali sve potencijalne probleme na terenu. Ovi podaci su također dostupni vlasniku O&M provajderu u realnom vremenu," rekao je direktor Uprave Primus Power-a Jorg Heinemann. Baterije su dizajnirane da traju koliko i dugo, ako ne i duže, solarne elektrane s rješenjima za pohranu energije i ne zahtijevaju dodatke ili redovne zamjene poput litijum-jonskih baterija."
(5) Olovna baterija
Dobro je poznato da su olovno-kiselinske baterije pouzdane i jeftine. Njihove rešetkaste strukture su uronjene u kisele elektrolite, čiji elektroliti mogu zahtijevati dugotrajno nadopunjavanje. Baterije su teške zbog materijala i neke se moraju instalirati u ventiliranim prostorijama. Zahtjevi za njihov rad i održavanje su dobro poznati u ovom trenutku, tako da su idealni za većinu solarnih plus aplikacija za skladištenje i trebali bi se skladištiti na suhom mjestu s umjerenim temperaturama.
Priključne priključke olovnih baterija treba provjeravati nekoliko puta godišnje kako bi se osiguralo da se s vremenom ne olabave. Potopljene olovno-kiselinske baterije potrebno je redovno dopunjavati destilovanom vodom. Baterije sa separatorom od fiberglasa (AGM) i gel olovno-kiselinske baterije su hermetički zatvorene i stoga ne zahtijevaju dopunu elektrolita.
Ako se olovno-kiselinska baterija privremeno ne koristi, potrebno je pravilno skladištiti. Trojan Battery kaže da se olovno-kiselinske baterije vremenom samoprazne i da ih je potrebno napuniti do minimalnog nivoa čak i kada nisu spojene na opterećenje. Ova brzina samopražnjenja varira s temperaturom, pri čemu visoke temperature povećavaju brzinu pražnjenja, a niske temperature smanjuju brzinu pražnjenja.
Stručnjaci iz Trojan Battery-a su rekli: "Održavanje koje je potrebno za olovne baterije nije teško, ali posao održavanja je veliki. Ovo se posebno odnosi na olovne baterije koje je potrebno napuniti vodom. Prilikom dodavanja destilovane vode da se napuni nivo elektrolita, Kiselina će biti izložena. Preporučujemo da osoblje za održavanje baterija nosi zaštitne naočare i rukavice. Ako su kupci zabrinuti za održavanje baterije, mogu zatražiti pomoć izvana kako bi obavili ovaj zadatak."
(6) Nikl-kadmijum (NiCd) baterija
Baterije na bazi nikla idealne su za udaljene instalacije van mreže u zahtjevnim aplikacijama gdje je potrebno pouzdano rezervno napajanje, a redovno održavanje nije moguće. Dobro rade na ekstremnim temperaturama i dubokim pražnjenjima.
EnerSys je rekao da, slično kao i održavači olovnih baterija, nikl-kadmijum (NiCd) baterije treba redovno pregledavati i dopunjavati. Pošto nikl-kadmijum (NiCd) baterije mogu da rade u širokom opsegu radnih temperatura, ne morate da se pripremate za ekstremne hladnoće zimi, ali baterije ne treba da se čuvaju ispod -22 stepeni F. Nikl-kadmijum (NiCd ) baterije se mogu skladištiti (nisu spojene na opterećenje) do 12 mjeseci sve dok je okolina suha i unutar odgovarajućeg temperaturnog raspona.
Jay Frankhouser, direktor poslovnog razvoja i marketinga za rezervno napajanje u kompaniji EnerSys. "Očitavanje napona i provjeru nivoa elektrolita na NiCd baterijama može lako obaviti vlasnik baterijskog sistema. Dodavanje vode može obaviti vlasnik, ali morat će poduzeti sigurnosne mjere navedene u uputstvu za instalaciju i upotrebu. Prilikom testiranja kapaciteta ili druga elektronska testiranja treba da urade kvalifikovani tehničari."