Ligesom forskellige typer solpaneler ændrer, hvordan et solenergisystem drives og vedligeholdes, vil flere typer batterier påvirke ydeevnen og vedligeholdelsen af et solcelle-plus-opbevaringssystem. Hvis nogen leder efter et billigt og holdbart energilagringsprodukt, kan bly-syre-batterier være vejen at gå, men det kræver noget mere vedligeholdelse. Lithium-ion batterilagringssystemer er en almindelig mulighed for ejere af solenergisystemer, der kræver en vedligeholdelsesfri tilgang, men de er ikke egnede til ekstreme miljøer.
Forskellige niveauer af batterivedligeholdelsesarbejde kan påvirke, hvilket energilagringssystem der bruges til sol- og energilagring. Det følgende vil forklare vedligeholdelseskravene for flere almindelige batterienergilagringsprodukter, der anvendes i solenergiproduktionsindustrien: lithium-ion-batterier, bly-syre-batterier, nikkel-cadmium-batterier, flow-batterier.
(1) Lithium-ion batteri
Ifølge Brent Harris, grundlægger og CTO af Eguana Technologies, er lithium-ion-batterier det foretrukne energilagringsprodukt til de fleste solenergiapplikationer på grund af deres høje tæthed, lave vedligeholdelse og lave omkostninger. Lithium-batterier er ikke egnede til nogle specifikke applikationer, såsom ekstreme temperaturområder, eller hvor der kræves langvarig energilagring, og andre batterier kan være mere omkostningseffektive. Det største vedligeholdelseselement for lithium-ion-batterier er nedbrydningshastigheden. Ligesom mobiltelefonbatterier er lithiumbatterier, der bruges i energilagringssystemer i solenergianlæg, alvorligt opbrugt efter et vist antal opladninger og afladninger. Udviklere skal planlægge for denne nedbrydningshastighed. De to mest almindelige typer lithium-ion-batterier, der bruges i sol-plus-opbevaringsprojekter, er lithium-jernfosfat (LFP)-batterier og lithium-nikkel-mangan-kobolt (NMC)-batterier.
(2) Lithiumjernfosfat (LFP) batteri
Lithium Iron Phosphate (LFP) batterier er sikre og holdbare batterier. Da der ikke bruges kobolt, er der ikke noget problem med termisk løbsk (brand), og der kræves ingen ventilation eller afkøling, så det kan nemt installeres indendørs, hvilket gør det ideelt til energilagring i boliger. Ifølge Sonnen Corporation, producent af lithium-jernfosfat (LFP)-batterier, er batterierne ideelle til stationære energilagringsapplikationer, især når batterierne skal cykles dagligt til optimering af solenergi-selvforbrug og nettilsluttede tjenester.
Lithium Iron Phosphate (LFP) batterier kræver ikke mere vedligeholdelse, men hvor de er installeret, kan det påvirke ydeevnen. Lithium-batterier er nødvendige for at bruge et batteristyringssystem (BMS), der automatisk overvåger hvert batteris temperatur, ladetilstand, cykluslevetid osv. for at maksimere ydeevnen. Så længe energilagringssystemet er installeret i et acceptabelt temperaturområde og højde, er vedligeholdelsesforanstaltninger ikke nødvendige.
"Så længe lithium-jernfosfat-batterier (LFP) opbevares og installeres på et sted, der passer til det miljø, hvor produktet er installeret, er der ikke behov for regelmæssig vedligeholdelse," siger Carlos Restrepo, Sonnens vicepræsident for teknologi. Det er vigtigt. Batterier behøver ikke at være forberedt på sæsonbestemte temperaturændringer."
Brad Hansen, administrerende direktør for EnSync Energy, sagde: "Lithium Iron Phosphate (LFP) batterier kan være udsat for trusler fra overopladning, høje temperaturer og endda fysisk skade og stress, så sikkerheden skal opretholdes. Når batterier bruges i eller i nærheden af opholdsrum, At vælge det sikreste batteri som en væsentlig del af systemet er et vigtigt ledende princip."
(3) Lithium nikkel mangan cobalt oxide (NMC) batteri
Lithium Nikkel Mangan Cobalt Oxide (NMC) batterier er holdbare og meget sikre, så længe de overvåges af et batteristyringssystem. Ved at tilføje elementer som nikkel og mangan til batterikemien, kan batteriet lagre mere elektricitet end andre typer lithium-ion-batterier.
Ligesom andre lithium-batterier kræver lithium-nikkel-mangan-koboltoxid (NMC)-batterier ingen større vedligeholdelse. Et batteristyringssystem (BMS) vil overvåge batteriets spænding, strøm og temperatur for at sikre sikkerhed og levetid.
Eguana's Harris sagde: "Ekstrem drift kan forkorte batteriets levetid, og overvågningssystemet registrerer driften gennem batteristyringssystemet (BMS) for at meddele garantikrav. Under alle potentielt usikre driftsforhold lukker batteristyringssystemet (BMS) ned i systemet." Virksomhedens batterienergilagringssystem bruger lithium nikkel mangan cobalt oxide (NMC) batterier fra LG Chem.
Lithium nikkel mangan cobalt oxide (NMC) batterier kan bruges om vinteren, så længe det sikre temperaturområde er bekræftet.
"Hvis sæsonbestemte energilagringssystemer er påkrævet, bør de opbevares indendørs," sagde Harris og citerede canadiske vintre som et ekstremt eksempel.
(4) Flow-batterier - især zinkbromid-batterier (ZNBR).
Zinkbromid (ZNBR) flow-batterier (oftest fremstillet af Primus Power) er velegnede til langsigtede energilagringssystemer i stor skala. Flow-batterier bruger to kemiske komponenter opløst i en væske adskilt af en separator for at give elektrisk ladning. Zinkbromid (ZNBR) flow-batterier har zinkbromidsalte opløst i en elektrolyt. Batteriteknologien, der bruges af Primus Power, er lidt anderledes end konventionelle zinkbromid (ZNBR) flow-batterier, og dens separator kræver ikke rengøring eller udskiftning. Primus Power bruger lagertanke til at opbevare elektrolyt, og dets strømningsbatterier har uendelige opladnings-afladningscyklusser uden forringelse af ydeevnen. Flow-batterier kræver generelt meget lidt vedligeholdelse.
Flow-batterier er ligesom brændselsceller, så de er bare kasser med elektronik og elektrolysatorer. Primus siger, at deres Energy Pods-produkter kun kræver årlige vedligeholdelsesbesøg fra certificerede drifts- og vedligeholdelsesteknikere (O&M) for at udføre rutineinspektioner, udskifte luftfiltre og efterfylde elektrolytter. Flow-batterier kan bruges om vinteren og kan installeres under meget kolde forhold.
"Vi overvåger alle installerede batterier 24/7 for at sikre korrekt drift og proaktivt adressere eventuelle potentielle feltproblemer. Disse data er også tilgængelige for ejerens O&M-udbyder i realtid," sagde Primus Powers CCO Jorg Heinemann. Batterier er designet til at holde lige så længe, hvis ikke mere, solenergianlæg med energilagringsløsninger og kræver ikke tilføjelser eller regelmæssige udskiftninger som lithium-ion-batterier."
(5) Bly-syre batteri
Det er velkendt, at bly-syre-batterier er pålidelige og billige. Deres gitterlignende strukturer er nedsænket i sure elektrolytter, hvis elektrolytter kan kræve langvarig genopfyldning. Batterier er tunge på grund af materialet, og nogle skal installeres i ventilerede områder. Deres drifts- og vedligeholdelseskrav er godt forstået på dette tidspunkt, så de er ideelle til de fleste solenergi- og opbevaringsapplikationer og bør opbevares på et tørt sted med moderate temperaturer.
Bly-syrebatteriernes terminalforbindelser bør kontrolleres flere gange om året for at sikre, at de ikke løsner sig med tiden. Oversvømmede bly-syre-batterier skal genopfyldes med destilleret vand regelmæssigt. Glasfiberseparator (AGM) batterier og gel bly-syre batterier er hermetisk forseglede og kræver derfor ikke genopfyldning af elektrolyt.
Hvis bly-syre-batteriet ikke bruges midlertidigt, skal det opbevares korrekt. Trojan Battery siger, at bly-syre-batterier aflader sig selv over tid og skal oplades til et minimumsniveau, selv når de ikke er tilsluttet en belastning. Denne selvafladningshastighed varierer med temperaturen, hvor høje temperaturer øger udledningshastigheden og lave temperaturer, der reducerer afladningshastigheden.
Eksperter fra trojanske batterier sagde: "Den vedligeholdelse, der kræves for blysyrebatterier, er ikke særlig vanskelig, men vedligeholdelsesarbejdet er stort. Dette gælder især for blysyrebatterier, der skal fyldes med vand. Når du tilføjer destilleret vand for at genopfylde elektrolytniveau, syre vil blive eksponeret. Vi anbefaler, at batterivedligeholdelsespersonale bærer sikkerhedsbriller og handsker. Hvis kunder er bekymrede for batterivedligeholdelse, kan de bede om hjælp udefra til at udføre denne opgave."
(6) Nikkel-cadmium (NiCd) batteri
Nikkelbaserede batterier er ideelle til fjerninstallationer uden for nettet i krævende applikationer, hvor der kræves pålidelig backupstrøm, og regelmæssig vedligeholdelse ikke er mulig. De fungerer godt i ekstreme temperaturer og dybe udladninger.
EnerSys sagde, at nikkel-cadmium (NiCd)-batterier i lighed med bly-syre-batterier bør inspiceres og genopfyldes regelmæssigt. Fordi nikkel-cadmium (NiCd)-batterier kan fungere over et bredt driftstemperaturområde, behøver du ikke forberede dig på ekstrem kulde om vinteren, men batterier bør ikke opbevares under -22 grader F. Nikkel-cadmium (NiCd) ) batterier kan opbevares (ikke tilsluttet en belastning) i op til 12 måneder, så længe miljøet er tørt og inden for det korrekte temperaturområde.
Jay Frankhouser, direktør for forretningsudvikling og marketing for backup-kraft hos EnerSys. "Spændingsaflæsninger og kontrol af elektrolytniveau på NiCd-batterier kan nemt udføres af batterisystemets ejer. Tilføjelse af vand kan foretages af ejeren, men de bliver nødt til at tage de sikkerhedsforanstaltninger, der er beskrevet i installations- og betjeningsvejledningen. Mens kapacitetstest eller anden elektronisk test skal udføres af kvalificerede teknikere."