Солнечная батарея может стать важным дополнением к вашей системе солнечной энергии.Это помогает вам накапливать избыточную электроэнергию, которую вы можете использовать, когда ваши солнечные панели не производят достаточно энергии, и дает вам больше возможностей для питания вашего дома.
Если вы ищете ответ на вопрос «Как работают солнечные батареи?», в этой статье объясняется, что такое солнечная батарея, наука о солнечных батареях, как солнечные батареи работают с солнечной энергосистемой, а также общие преимущества использования солнечной энергии. аккумуляторная батарея.
Что такое Солнечная батарея?
Начнем с простого ответа на вопрос «Что такое солнечная батарея?»:
Солнечная батарея — это устройство, которое вы можете добавить к своей системе солнечной энергии для хранения избыточной электроэнергии, вырабатываемой вашими солнечными панелями.
Затем вы можете использовать эту накопленную энергию для питания своего дома в то время, когда ваши солнечные панели не производят достаточно электроэнергии, в том числе ночью, в пасмурные дни и во время перебоев в подаче электроэнергии.
Смысл солнечной батареи в том, чтобы помочь вам использовать больше солнечной энергии, которую вы создаете.Если у вас нет аккумуляторной батареи, любая избыточная электроэнергия от солнечной энергии уходит в сеть, а это означает, что вы вырабатываете электроэнергию и предоставляете ее другим людям, не используя в полной мере электричество, вырабатываемое вашими панелями.
Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с нашимРуководство по солнечной батарее: преимущества, особенности и стоимость
Наука о солнечных батареях
Литий-ионные аккумуляторы являются наиболее популярной формой солнечных батарей в настоящее время на рынке.Это та же технология, которая используется для смартфонов и других высокотехнологичных аккумуляторов.
Литий-ионные батареи работают за счет химической реакции, которая накапливает химическую энергию, прежде чем преобразовать ее в электрическую энергию.Реакция происходит, когда ионы лития высвобождают свободные электроны, и эти электроны перетекают от отрицательно заряженного анода к положительно заряженному катоду.
Это движение поощряется и усиливается литий-солевым электролитом, жидкостью внутри батареи, которая уравновешивает реакцию, обеспечивая необходимые положительные ионы.Этот поток свободных электронов создает ток, необходимый людям для использования электричества.
Когда вы получаете электричество от батареи, ионы лития возвращаются через электролит к положительному электроду.В то же время электроны перемещаются от отрицательного электрода к положительному через внешнюю цепь, питая подключенное устройство.
Домашние аккумуляторные батареи на солнечной энергии сочетают в себе несколько элементов ионной батареи со сложной электроникой, которая регулирует производительность и безопасность всей системы солнечных батарей.Таким образом, солнечные батареи функционируют как перезаряжаемые батареи, которые используют энергию солнца в качестве начального входа, запускающего весь процесс создания электрического тока.
Сравнение технологий хранения аккумуляторов
Когда дело доходит до типов солнечных батарей, есть два распространенных варианта: литий-ионные и свинцово-кислотные.Компании, производящие солнечные батареи, предпочитают литий-ионные батареи, потому что они могут хранить больше энергии, удерживать эту энергию дольше, чем другие батареи, и имеют более высокую глубину разряда.
Глубина разряда, также известная как DoD, представляет собой процент, до которого батарея может использоваться, по отношению к ее общей емкости.Например, если батарея имеет DoD 95 %, она может безопасно использовать до 95 % емкости батареи, прежде чем ее потребуется перезарядить.
Литий-ионный аккумулятор
Как упоминалось ранее, производители аккумуляторов отдают предпочтение технологии литий-ионных аккумуляторов из-за их более высокого показателя DoD, надежного срока службы, способности дольше удерживать больше энергии и более компактных размеров.Однако из-за этих многочисленных преимуществ литий-ионные аккумуляторы также дороже свинцово-кислотных аккумуляторов.
Свинцово-кислотный аккумулятор
Свинцово-кислотные аккумуляторы (по той же технологии, что и большинство автомобильных аккумуляторов) существуют уже много лет и широко используются в качестве домашних систем хранения энергии для автономных источников питания.Хотя они все еще доступны на рынке по доступным ценам, их популярность угасает из-за низкого уровня защиты и более короткого срока службы.
Хранилище со связью по переменному току и хранение со связью по постоянному току
Соединение относится к тому, как ваши солнечные панели подключены к вашей системе хранения аккумуляторов, и варианты могут быть либо соединением постоянного тока (DC), либо соединением переменного тока (AC).Основное различие между ними заключается в пути, по которому проходит электричество, создаваемое солнечными панелями.
Солнечные элементы создают электричество постоянного тока, и это электричество постоянного тока должно быть преобразовано в электричество переменного тока, прежде чем его можно будет использовать в вашем доме.Однако солнечные батареи могут накапливать только электричество постоянного тока, поэтому существуют разные способы подключения солнечной батареи к вашей солнечной энергосистеме.
Хранение со связью по постоянному току
При соединении по постоянному току электричество постоянного тока, создаваемое солнечными панелями, проходит через контроллер заряда, а затем прямо в солнечную батарею.Перед хранением ток не изменяется, а преобразование постоянного тока в переменный происходит только тогда, когда батарея посылает электричество в ваш дом или обратно в сеть.
Аккумуляторная батарея со связью по постоянному току более эффективна, потому что электричество нужно изменить с постоянного тока на переменный только один раз.Однако для хранения данных со связью по постоянному току обычно требуется более сложная установка, что может увеличить начальную стоимость и увеличить общий срок установки.
Хранение по переменному току
При соединении по переменному току электричество постоянного тока, вырабатываемое вашими солнечными панелями, сначала проходит через инвертор, который преобразуется в электричество переменного тока для повседневного использования бытовой техникой в вашем доме.Этот переменный ток также может быть отправлен на отдельный инвертор для преобразования обратно в постоянный ток для хранения в солнечной батарее.Когда пришло время использовать накопленную энергию, электричество вытекает из батареи и возвращается в инвертор, который преобразуется обратно в электроэнергию переменного тока для вашего дома.
При хранении с переменным током электричество инвертируется три раза: один раз при переходе от ваших солнечных панелей в дом, другой раз при переходе из дома в аккумуляторное хранилище и третий раз при переходе из аккумуляторного хранилища обратно в дом.Каждая инверсия приводит к некоторым потерям эффективности, поэтому система хранения со связью по переменному току немного менее эффективна, чем система со связью по постоянному току.
В отличие от накопителей постоянного тока, которые накапливают энергию только от солнечных батарей, одним из больших преимуществ накопителей переменного тока является то, что они могут накапливать энергию как от солнечных панелей, так и от сети.Это означает, что даже если ваши солнечные панели не производят достаточно электроэнергии для полной зарядки аккумулятора, вы все равно можете наполнить аккумулятор электроэнергией из сети, чтобы обеспечить вас резервным питанием или воспользоваться преимуществами арбитража тарифов на электроэнергию.
Также проще модернизировать существующую солнечную энергетическую систему с помощью аккумуляторной батареи со связью по переменному току, потому что ее можно просто добавить поверх существующей конструкции системы, а не интегрировать в нее.Это делает аккумуляторные батареи переменного тока более популярным вариантом для модернизации установок.
Как солнечные батареи работают с системой солнечной энергии
весь процесс начинается с солнечных панелей на крыше, вырабатывающих электроэнергию.Вот пошаговое описание того, что происходит с системой со связью по постоянному току:
1. Солнечный свет попадает на солнечные панели, и энергия преобразуется в электричество постоянного тока.
2. Электричество поступает в аккумулятор и хранится в виде электричества постоянного тока.
3. Затем электричество постоянного тока выходит из батареи и поступает в инвертор для преобразования в электричество переменного тока, которое можно использовать дома.
Процесс немного отличается в системе со связью по переменному току.
1. Солнечный свет попадает на солнечные панели, и энергия преобразуется в электричество постоянного тока.
2. Электричество поступает в инвертор для преобразования в электроэнергию переменного тока, которую можно использовать дома.
3. Затем избыточная электроэнергия проходит через другой инвертор, чтобы снова превратиться в электроэнергию постоянного тока, которую можно сохранить на потом.
4. Если дом должен использовать энергию, хранящуюся в батарее, это электричество должно снова пройти через инвертор, чтобы стать электричеством переменного тока.
Как солнечные батареи работают с гибридным инвертором
Если у вас есть гибридный инвертор, одно устройство может преобразовывать электричество постоянного тока в электричество переменного тока, а также может преобразовывать электричество переменного тока в электричество постоянного тока.В результате вам не нужны два инвертора в вашей фотоэлектрической (PV) системе: один для преобразования электроэнергии от ваших солнечных панелей (солнечный инвертор), а другой для преобразования электроэнергии от солнечной батареи (аккумуляторный инвертор).
Также известный как аккумуляторный инвертор или гибридный сетевой инвертор, гибридный инвертор объединяет аккумуляторный инвертор и солнечный инвертор в единое целое.Это устраняет необходимость иметь два отдельных инвертора в одной и той же установке, работая как инвертор как для электричества от вашей солнечной батареи, так и для электричества от ваших солнечных панелей.
Гибридные инверторы становятся все более популярными, поскольку они работают как с аккумулятором, так и без него.Вы можете установить гибридный инвертор в свою безбатарейную солнечную энергосистему во время первоначальной установки, что дает вам возможность добавить накопитель солнечной энергии в будущем.
Преимущества хранения солнечных батарей
Добавление резервного аккумулятора для солнечных панелей — отличный способ обеспечить максимальную отдачу от вашей солнечной энергосистемы.Вот некоторые из основных преимуществ домашней системы хранения солнечных батарей:
Сохраняет избыточное производство электроэнергии
Ваша система солнечных батарей часто может производить больше энергии, чем вам нужно, особенно в солнечные дни, когда никого нет дома.Если у вас нет накопителя солнечной энергии, дополнительная энергия будет отправлена в сеть.Если вы участвуете впрограмма чистого измерения, вы можете заработать кредит за эту дополнительную генерацию, но обычно это соотношение не 1: 1 для электроэнергии, которую вы производите.
При хранении в аккумуляторе дополнительное электричество заряжает аккумулятор для последующего использования, а не уходит в сеть.Вы можете использовать накопленную энергию в периоды низкой выработки электроэнергии, что снижает вашу зависимость от энергосистемы.
Спасает от перебоев в подаче электроэнергии
Поскольку ваши батареи могут накапливать избыточную энергию, создаваемую солнечными панелями, в вашем доме будет электричество во время перебоев в подаче электроэнергии и в других случаях, когда сеть выходит из строя.
Уменьшает ваш углеродный след
С аккумуляторной батареей на солнечных батареях вы можете стать экологичнее, максимально используя чистую энергию, производимую вашей системой солнечных панелей.Если эта энергия не сохраняется, вы будете полагаться на сеть, когда ваши солнечные панели не будут генерировать достаточно энергии для ваших нужд.Тем не менее, большая часть электричества в сети производится с использованием ископаемого топлива, поэтому вы, вероятно, будете использовать грязную энергию при получении электроэнергии из сети.
Обеспечивает электричество даже после захода солнца
Когда солнце садится, а солнечные батареи не вырабатывают электроэнергию, сеть вмешивается, чтобы обеспечить столь необходимую энергию, если у вас нет аккумуляторной батареи.С солнечной батареей вы будете использовать больше собственного солнечного электричества в ночное время, что даст вам большую независимость от энергии и поможет вам снизить расходы на электроэнергию.
Бесшумное решение для резервного питания
Солнечная батарея – это 100% бесшумный вариант резервного накопителя энергии.Вы получаете выгоду от необслуживаемой чистой энергии, и вам не нужно иметь дело с шумом, исходящим от резервного газового генератора.
Ключевые выводы
Понимание того, как работает солнечная батарея, важно, если вы думаете о добавлении накопителя энергии солнечной панели в вашу солнечную энергосистему.Поскольку он работает как большая перезаряжаемая батарея для вашего дома, вы можете использовать любую избыточную солнечную энергию, создаваемую вашими солнечными панелями, что дает вам больше контроля над тем, когда и как вы используете солнечную энергию.
Литий-ионные батареи являются наиболее популярным типом солнечных батарей и работают за счет химической реакции, которая накапливает энергию, а затем высвобождает ее в виде электроэнергии для использования в вашем доме.Независимо от того, выберете ли вы систему со связью по постоянному току, по переменному току или гибридную, вы сможете увеличить окупаемость инвестиций в свою солнечную энергетическую систему, не полагаясь на сеть.
Время публикации: 09 июля 2022 г.