Povedali vám niekedy, že môžete pohodlne skladovať solárnu energiu? Existuje asi 6 rôznych typov systémov na skladovanie solárnej energie, ktoré si môžete osvojiť podľa vlastného uváženia. Tento článok bol vytvorený, aby vás o nich informoval.
Skladovanie energie je jedným z najkrajších a fascinujúcich vynálezov ľudstva. Je to jedna z mála výhod, ktoré Zem získala z našich aktivít. Systémy skladovania solárnej energie zatraktívňujú využitie slnečnej energie. Keďže slnko produkuje hodinové žiarenie, ktoré je dostatočné na pokrytie našich ročných energetických požiadaviek, dodatočnú energiu možno uložiť na použitie, keď nie je slnečné svetlo.
Ako majiteľ domu so solárnymi panelmi máte možnosti, ktoré boli uvedené v tomto článku ako spôsoby, ako môžete ukladať solárnu energiu. Tieto možnosti zahŕňajú použitie turbín, skladovanie energie mimo siete, skladovanie v sieti, výrobu solárnych palív a solárnych jazierok.
Popri výhode záložného napájania v prípade výpadku elektrickej energie vo verejnej rozvodnej sieti vám aplikácia ktoréhokoľvek z typov solárnych skladovacích systémov pomáha využiť sadzby za čas používania (TOU). Sadzby TOU sú v danom období účtované spoločnosti rozvodných sietí vyššie za elektrinu v dôsledku vysokých energetických požiadaviek v sieti počas týchto období.
Obsah
O systémoch skladovania solárnej energie
Vo všeobecnosti sú systémy na skladovanie energie zavedené na zachytávanie elektriny, jej ukladanie ako chemickú, mechanickú alebo tepelnú energiu a v prípade potreby ju uvoľňovať späť ako elektrickú energiu. Skladovanie energie šetrí prebytočnú energiu generovanú počas špičiek na budúce použitie.
Rôzne typy systémov skladovania solárnej energie môžu byť prijaté tak, aby mali záložnú energiu pri výpadku siete a znížili množstvo peňazí vynaložených na účty za elektrinu.
Ako sa stavajú systémy na skladovanie solárnej energie
Predtým, ako sa pozrieme na to, ako sa budujú systémy na skladovanie solárnej energie, musíme sa stručne pozrieť na všeobecné spôsoby, akými možno energiu z obnoviteľných zdrojov skladovať. Obnoviteľnú energiu možno skladovať chemicky a mechanicky. Skladovanie je založené na niektorých fyzikálnych princípoch hmoty.
Prvým princípom, na ktorom sú postavené systémy na skladovanie solárnej energie, je zmena teploty materiálu pri jeho ohreve alebo ochladzovaní. Hmota prechádza objemovým ohrevom, kde hodnota akumulovanej energie je úmerná mernej tepelnej kapacite použitého materiálu. To vedie k javu označovanému ako rozumné zahrievanie.
Druhým princípom, na ktorom môžu byť solárne skladovacie systémy postavené, je princíp hmoty, ktorá je schopná absorbovať alebo uvoľňovať latentné teplo pri fázovom prechode. Ak je určitý fázový prechod sprevádzaný absorpciou tepla, opačný proces uvoľní rovnaké množstvo tepla, takže energia môže byť uložená tak dlho, kým sa udrží určitá fáza hmoty.
Tretia je založená na chemických reakciách. Energia tu vytvára chemické zlúčeniny s vysokoenergetickými chemickými väzbami, ktoré potom pri narušení uvoľňujú svoju energiu.
Energia sa môže skladovať prostredníctvom vytvárania slabých chemických väzieb, ako je napríklad fyzisorpcia molekúl vody na silikagéli. Energiu je možné skladovať aj tvorbou pevnejších väzieb, ako je oxidácia kremíka na oxid kremičitý (chemisorpcia). Hustota energie je najnižšia v materiáloch, ktoré uchovávajú chemickú energiu v dôsledku fyzisorpcie, a najvyššia v materiáloch, ktoré uchovávajú chemickú energiu prostredníctvom chemisorpcie. Akumulačná kapacita akumulačného systému bude ekvivalentná spotrebovanému teplu alebo voľnej energii reakcie.
Štvrtým princípom, ktorý možno použiť pre solárne skladovacie systémy, je disociácia párov elektrón-diera v zariadeniach na skladovanie elektrickej energie, ako sú batérie. Fotóny môžu byť priamo zachytené zo slnka a uložené v týchto batériách.
Niektoré z týchto princípov riadia konštrukciu rôznych typov systémov skladovania solárnej energie.
6 typov systémov skladovania solárnej energie
Typy systémov skladovania solárnej energie sú:
- Offgrid solárny úložný systém/Použitie batérií
- Solárny úložný systém na sieti
- Hybridné solárne skladovacie systémy
- Solárne palivá
- Solárne jazierka
- Stratifikované systémy skladovania solárnej energie
1. Offgrid solárny úložný systém/Použitie batérií
Tí, ktorí používajú tento typ solárneho skladovacieho systému, nie sú pripojení k verejnej rozvodnej sieti. Aby ste mohli používať off-grid systém, budete musieť mať dostatok batérií na uskladnenie. Aj váš solárny systém by mal byť postavený tak, aby bol váš dom napájaný počas celého roka.
Batérie sú kategorizované podľa chemických metód skladovania energie. Premieňajú chemickú energiu na elektrickú energiu. Umožňujú to elektrochemické články používané pri výrobe týchto batérií.
Elektrochemické články v batériách sú dve elektródy, katóda a anóda. Tieto články sú tiež elektrické vodiče a sú oddelené separátorom. Samotný separátor je vyrobený z
V batérii je tiež elektrolyt (medzi katódou a anódou) zložený z iónov. Tieto ióny reagujú s vodivými materiálmi katódy a anódy. Táto reakcia vytvára elektrický prúd v batérii.
Batérie sú vyrobené z rôznych materiálov, dodávajú sa v rôznych veľkostiach a značkách. Na základe použitého materiálu máme
Olovené batérie sú najstaršie a najlacnejšie batérie používané pri skladovaní slnečnej energie. Majú však nízku hĺbku vybitia, a preto je potrebné ich výmenu rýchlejšie ako iné batérie. Lítium-iónové batérie sa lepšie používajú ako typy solárnych skladovacích systémov v obytných domoch. Sú drahšie, ale majú dlhšiu životnosť ako ich olovené náprotivky. Majú tiež vysokú hustotu energie, vďaka čomu sú schopné ukladať energiu v malých priestoroch.
Nasledujú nikel-kadmiové batérie. Sú bežné vo veľkých energetických projektoch, pretože odolávajú vysokým teplotám. Toxicita spojená s Ni-Cd batériami a ťažkosti s likvidáciou kadmia sú hlavným obmedzením pri používaní Ni-Cd batérií. Prietokové batérie sú najväčšie a najdrahšie batérie. Sú najlepšie pre inštaláciu vo veľkom meradle. Majú nízku skladovaciu kapacitu a rýchlosť vybíjania.
2. Solárny úložný systém na sieti
Úložné systémy na sieti sú známe aj ako systémy viazané na sieť. Tento systém používa štandardný sieťový menič a nemá žiadne úložisko batérie. Ako majiteľ domu, ktorý využíva solárnu energiu, môžete časť energie skladovať vo verejnej rozvodnej sieti. Prebytočnú slnečnú energiu vyrobenú vo vašej domácnosti možno exportovať výmenou za nejaké kredity alebo výkupnú tarifu (FiT).
Výkupné_tarify_(FIT) sú pevné ceny elektriny, ktoré dostanete za každú jednotku elektrickej energie, ktorú vyrobíte z domácich solárnych panelov a uložíte do verejnej siete.
Zákazníkovi, ktorý používa tento systém viazaný na sieť, keď solárne panely vyrábajú viac, ako využívajú, môžete posielať energiu späť do siete. Keď je vaša záťaž vyššia ako to, čo generuje slnko, dodatočnú energiu je možné zakúpiť aj z verejnej siete.
Predtým, ako sa pustíte do tohto typu systému skladovania solárnej energie, musíte pochopiť, že kedykoľvek dôjde k výpadku prúdu, vaše panely vám nedodajú elektrinu. Je to z bezpečnostných dôvodov, pretože traťoví pracovníci pracujúci na elektrických vedeniach potrebujú vedieť, že sieť nenapája žiadny zdroj. To jednoducho znamená, že počas výpadku prúdu nemáte ten luxus, aby ste si užili trochu energie.
Tento typ systému skladovania solárnej energie je pre vás ideálny, ak chcete znížiť svoj účet za energiu a využívať solárne stimuly.
3. Hybridné solárne skladovacie systémy
Hybridný energetický systém je systém, v ktorom sa na výrobu energie používa kombinácia dvoch alebo viacerých energetických systémov. Mohlo by ísť o kombináciu solárnej technológie a veternej turbíny na výrobu energie.
Hybridný solárny skladovací systém môže byť kombináciou solárnych akumulátorov a verejnej siete. Pri použití tohto typu solárneho skladovacieho systému sa generovaná solárna energia ukladá do batérií, zatiaľ čo zákazník využíva verejné služby. Po vyčerpaní energie v batériách sa pohodlne prepnete do verejnej siete. Na druhej strane, keď dôjde k výpadku elektriny z verejnej siete, môžete prejsť aj na batérie.
4. Solárne palivá
Tento typ systému skladovania solárnej energie je stále vo vývoji. V súčasnosti to nie je na komerčnom trhu s energiou veľmi bežné. Solárne palivá sú syntetické chemikálie, ako je vodík, amoniak a hydrazín, ktoré sa vyrábajú a skladujú na obdobia, keď nie je slnečné svetlo.
Výroba solárnych palív môže byť z elektriny zo solárnych panelov (elektrochemicky), z tepelného tepla generovaného koncentrovanou slnečnou energiou (termochemicky), umelou fotosyntézou (fotobiologická) alebo z fotónov (fotochemicky). Všetky tieto fungujú tak, že poháňajú niektoré chemické reakcie, ktoré presvetľujú slnečnú energiu na chemickú energiu.
Solárne palivá sa môžu vyrábať aj priamo alebo nepriamo. Priame procesy vyrábajú solárne palivá zo slnečného žiarenia bez prechodnej premeny energie. Nepriame procesy najskôr premieňajú slnečnú energiu na inú formu energie (biomasu alebo elektrinu) a táto energia sa ďalej využíva na výrobu paliva.
Pri premene energie sa určité množstvo energie stratí. To je dôvod, prečo sú nepriame procesy menej efektívne ako priame procesy. Nepriame procesy sa však ľahšie implementujú. Vedci vykonávajú ďalší výskum, ako zlepšiť priame procesy výroby solárnych palív.
Solárne palivá je možné skladovať čo najdlhšie. Môžu byť tiež prepravované z jedného miesta na druhé a prepravované kdekoľvek, čo z nich robí cenný a flexibilný zdroj pre spoľahlivejšiu elektrickú sieť.
5. Stratifikovaný systém skladovania solárnej energie
Slnečnú energiu možno využiť a využiť dvoma spôsobmi; pomocou PV článkov a pomocou CSP. Stratifikovaný systém skladovania energie pracuje s CSP. Zahŕňa skladovanie slnečnej energie ako tepelnej energie, ktorá sa môže v prípade potreby premeniť na elektrickú energiu.
Zásobníky teplej vody známe aj ako zásobníky teplej vody, zásobníky tepla alebo tepelné zásobníky slúžia na akumuláciu vody na vykurovanie alebo na domáce účely.
Teplá voda sa skladuje v izolovanom zásobníku tak dlho. Ak sa má energia použiť na výrobu elektriny, teplo sa použije na varenie vody a výsledná para poháňa turbínu, ktorá vyrába elektrinu.
6. Solárne jazierka
Solárne jazierka fungujú aj s koncentračnými solárno-tepelnými systémami.
Solárne jazierko je vodný útvar, ktorý zhromažďuje a ukladá slnečnú energiu ako teplo. Princíp jeho fungovania je opakom prirodzenej konvekcie. Prirodzene, keď slnečné svetlo zasiahne slané jazierko, najskôr ohreje vodu na dne jazierka. Táto voda sa stáva menej hustá a konvekciou jej molekuly stúpajú na povrch.
V solárnych jazierkach je to naopak. Rybníky sú postavené tak, aby bránili konvekcii. Jazierko prijíma soľ v množstve, ktoré stačí na úplné nasýtenie vody na dne. Keď sa voda zahreje, ako zvyčajne, vysoko slaná a teplejšia voda sa úplne nezmieša s menej slanou a chladnejšou vodou na povrchu.
Miešanie je mierne a konvekcia prebieha oddelene v hornej a spodnej vode. Tento efekt výrazne znižuje tepelné straty. Slanejšia voda sa môže zahriať až na 90 ℃, zatiaľ čo horná časť udržuje teplotu až 30 ℃
Neskôr môže byť horúca voda s väčším množstvom slanej vody nasmerovaná do turbíny, ktorá sa otáča na výrobu elektriny, keď je dopyt vysoký.
Často kladené otázky
Koľko systémov na skladovanie solárnej energie existuje?
Systémy skladovania solárnej energie sa neobmedzujú len na päť diskutovaných v tomto článku. Je ich veľa, väčšina z nich sa stále vyvíja. Tento článok vysvetľuje tie, ktoré sú bežné na komerčnom trhu s energiou.
Aký je najlepší spôsob skladovania solárnej energie?
Neexistuje najlepší spôsob skladovania solárnej energie. Váš výber konkrétneho typu systému skladovania solárnej energie by sa mal riadiť vašimi potrebami, rozpočtom a umiestnením. Pre budovy umiestnené ďaleko od verejnej siete budú vhodné skladovacie systémy mimo siete. Budovy, ktoré sú už pripojené k sieti, ale potrebujú určitú záložnú energiu, budú vyžadovať hybridný úložný systém.
Oplatí sa skladovanie solárnych batérií?
Áno sú. Batérie vás dokážu udržať v chode aj pri výpadku prúdu z verejnej siete. V závislosti od vášho rozpočtu si môžete kúpiť batérie, ktoré majú životnosť až 7 rokov.
Ako dlho sa dá slnečná energia skladovať?
Skladovacie systémy majú rôzne energetické a výkonové kapacity. Energetická kapacita (meraná v kilowattoch za hodinu) je množstvo energie, ktoré je možné uložiť, zatiaľ čo výkonová kapacita (meraná v kilowattoch) je množstvo energie, ktoré sa môže kedykoľvek uvoľniť. Toto určuje, ako dlho môže úložný systém slúžiť pri napájaní záťaže.
Odporúčanie
- Ako sa slnečná energia ukladá v rastlinách | Praktické vysvetlenie
. - Skladovanie slnečnej energie vo vode | Hoax alebo realita
. - 40 najlepších spoločností v oblasti solárnej energie podľa krajín
. - Na čo treba pamätať pri navrhovaní solárneho systému pouličného osvetlenia
. - 6 najlepších zdrojov energie šetrných k životnému prostrediu