איך עובדת סוללה סולארית?|הסבר על אחסון אנרגיה

סוללה סולארית יכולה להיות תוספת חשובה למערכת האנרגיה הסולארית שלך.זה עוזר לך לאחסן עודפי חשמל שאתה יכול להשתמש בו כאשר הפאנלים הסולאריים שלך אינם מייצרים מספיק אנרגיה, ומעניק לך אפשרויות נוספות כיצד להפעיל את הבית שלך.

אם אתם מחפשים את התשובה ל"איך עובדות סוללות סולאריות?", מאמר זה יסביר מהי סוללה סולארית, מדע סוללות סולאריות, כיצד פועלות סוללות סולאריות עם מערכת אנרגיה סולארית, והיתרונות הכוללים של שימוש סולארית אחסון סוללה.

מהי סוללה סולארית?

נתחיל בתשובה פשוטה לשאלה "מהי סוללה סולארית?":

סוללה סולארית היא מכשיר שתוכל להוסיף למערכת האנרגיה הסולארית שלך כדי לאחסן את עודפי החשמל הנוצרים מהפאנלים הסולאריים שלך.

לאחר מכן תוכל להשתמש באנרגיה המאוחסנת הזו כדי להפעיל את הבית שלך בזמנים שבהם הפאנלים הסולאריים שלך לא מייצרים מספיק חשמל, כולל לילות, ימים מעוננים ובמהלך הפסקות חשמל.

המטרה של סוללה סולארית היא לעזור לך להשתמש יותר מאנרגיית השמש שאתה יוצר.אם אין לך אחסון סוללות, כל עודפי חשמל מאנרגיה סולארית עוברים לרשת, מה שאומר שאתה מייצר חשמל ומספק אותו לאנשים אחרים מבלי לנצל את מלוא היתרונות של החשמל שהפאנלים שלך יוצרים תחילה.

למידע נוסף, בדוק את שלנומדריך לסוללות סולאריות: יתרונות, תכונות ועלות

המדע של סוללות סולאריות

סוללות ליתיום-יון הן הצורה הפופולרית ביותר של סוללות סולאריות הקיימות כיום בשוק.זוהי אותה טכנולוגיה המשמשת לסמארטפונים וסוללות היי-טק אחרות.

סוללות ליתיום-יון פועלות באמצעות תגובה כימית האוגרת אנרגיה כימית לפני הפיכתה לאנרגיה חשמלית.התגובה מתרחשת כאשר יוני ליתיום משחררים אלקטרונים חופשיים, והאלקטרונים הללו זורמים מהאנודה בעלת המטען השלילי אל הקתודה בעלת המטען החיובי.

תנועה זו מעודדת ומועצמת על ידי אלקטרוליט ליתיום-מלח, נוזל בתוך הסוללה שמאזן את התגובה על ידי אספקת היונים החיוביים הדרושים.זרימה זו של אלקטרונים חופשיים יוצרת את הזרם הדרוש לאנשים להשתמש בחשמל.

כאשר אתה שואב חשמל מהסוללה, יוני הליתיום זורמים בחזרה על פני האלקטרוליט אל האלקטרודה החיובית.במקביל, אלקטרונים עוברים מהאלקטרודה השלילית לאלקטרודה החיובית דרך המעגל החיצוני, ומפעילים את המכשיר המחובר.

סוללות ביתיות לאחסון אנרגיה סולארית משלבות תאי סוללת יונים מרובים עם אלקטרוניקה מתוחכמת המווסתת את הביצועים והבטיחות של מערכת הסוללות הסולארית כולה.לפיכך, סוללות סולאריות מתפקדות כסוללות נטענות המשתמשות בכוח השמש כקלט ראשוני שמתניע את כל התהליך של יצירת זרם חשמלי.

השוואת טכנולוגיות אחסון סוללות

כשמדובר בסוגי סוללות סולאריות, ישנן שתי אפשרויות נפוצות: ליתיום-יון וחומצה עופרת.חברות פאנלים סולאריים מעדיפות סוללות ליתיום-יון מכיוון שהן יכולות לאגור יותר אנרגיה, להחזיק את האנרגיה הזו זמן רב יותר מאשר סוללות אחרות, ובעלות עומק פריקה גבוה יותר.

הידוע גם בשם DoD, Depth of Discharge הוא האחוז שאליו ניתן להשתמש בסוללה, הקשור לקיבולת הכוללת שלה.לדוגמה, אם לסוללה יש DoD של 95%, היא יכולה להשתמש בבטחה עד 95% מהקיבולת של הסוללה לפני שצריך להטעין אותה מחדש.

סוללת ליתיום-יון

כפי שצוין קודם לכן, יצרני סוללות מעדיפים את טכנולוגיית סוללות ליתיום-יון בגלל ה-DoD הגבוה יותר שלה, תוחלת החיים האמינה, היכולת להחזיק יותר אנרגיה לאורך זמן וגודלה הקומפקטי יותר.עם זאת, בגלל היתרונות הרבים הללו, סוללות ליתיום-יון גם יקרות יותר בהשוואה לסוללות עופרת.

סוללת עופרת-חומצה

סוללות עופרת (אותה טכנולוגיה כמו רוב הסוללות לרכב) קיימות כבר שנים, ונעשה בהן שימוש נרחב כמערכות אחסון אנרגיה בבית לאפשרויות חשמל מחוץ לרשת.למרות שהם עדיין בשוק במחירים ידידותיים לכיס, הפופולריות שלהם דועכת עקב DoD נמוך ותוחלת חיים קצרה יותר.

AC Couped Storage לעומת DC Couped Storage

צימוד מתייחס לאופן שבו הפאנלים הסולאריים שלך מחוברים למערכת אחסון הסוללות שלך, והאפשרויות הן צימוד זרם ישר (DC) או צימוד זרם חילופין (AC).ההבדל העיקרי בין השניים טמון בנתיב שעובר החשמל שיוצרים הפאנלים הסולאריים.

תאים סולאריים יוצרים חשמל DC, וחשמל DC זה חייב להיות מומר לחשמל AC לפני שניתן יהיה להשתמש בו בביתכם.עם זאת, סוללות סולאריות יכולות לאחסן רק חשמל DC, כך שישנן דרכים שונות לחבר סוללה סולארית למערכת האנרגיה הסולארית שלך.

אחסון מצמד DC

עם צימוד DC, חשמל DC שנוצר על ידי פאנלים סולאריים זורם דרך בקר טעינה ואז ישירות לתוך הסוללה הסולארית.אין שינוי זרם לפני האחסון, והמרה מ-DC ל-AC מתרחשת רק כאשר הסוללה שולחת חשמל לביתך, או חזרה החוצה לרשת.

סוללת אחסון מקושרת DC יעילה יותר, מכיוון שהחשמל צריך להחליף מ-DC ל-AC פעם אחת בלבד.עם זאת, אחסון צמוד DC דורש בדרך כלל התקנה מורכבת יותר, מה שיכול להגדיל את העלות הראשונית ולהאריך את ציר הזמן הכולל של ההתקנה.

אחסון צמוד AC

עם צימוד AC, חשמל DC שנוצר על ידי הפאנלים הסולאריים שלך עובר דרך מהפך תחילה כדי להמיר לחשמל AC לשימוש יומיומי על ידי מכשירי חשמל בבית שלך.זרם AC זה יכול להישלח גם למהפך נפרד כדי להמיר בחזרה לזרם DC לאחסון בסוללה הסולארית.כשמגיע הזמן להשתמש באנרגיה המאוחסנת, החשמל זורם מהסוללה וחוזר לתוך מהפך כדי להמיר אותו בחזרה לחשמל AC עבור הבית שלך.

עם אחסון צמוד AC, החשמל מתהפך שלוש פעמים נפרדות: פעם אחת כאשר עוברים מהפאנלים הסולאריים שלך לתוך הבית, פעם נוספת כאשר עוברים מהבית לאחסון סוללות, ופעם שלישית כאשר עוברים מאחסון סוללות חזרה לבית.כל היפוך גורם לאובדן יעילות מסויים, כך שאחסון צמוד AC הוא מעט פחות יעיל ממערכת משולבת DC.

שלא כמו אחסון צמוד DC שאוגר רק אנרגיה מפאנלים סולאריים, אחד היתרונות הגדולים של אחסון צמוד AC הוא שהוא יכול לאגור אנרגיה גם מפאנלים סולאריים וגם מהרשת.המשמעות היא שגם אם הפאנלים הסולאריים שלכם לא מייצרים מספיק חשמל כדי לטעון את הסוללה במלואה, אתם עדיין יכולים למלא את הסוללה בחשמל מהרשת כדי לספק לכם כוח גיבוי, או כדי לנצל את הארביטראז' של תעריף החשמל.

זה גם קל יותר לשדרג את מערכת האנרגיה הסולארית הקיימת שלך עם אחסון סוללות צמודות AC, מכיוון שניתן להוסיף אותה על גבי עיצוב מערכת קיים, במקום צורך לשלב אותה.זה הופך אחסון סוללות צמודות AC לאופציה פופולרית יותר עבור התקנות מחודשות.

כיצד פועלות סוללות סולאריות עם מערכת אנרגיה סולארית

כל התהליך מתחיל עם הפאנלים הסולאריים על הגג מייצרים חשמל.להלן פירוט שלב אחר שלב של מה שקורה עם מערכת מצמדת DC:

1. אור השמש פוגע בפאנלים הסולאריים והאנרגיה מומרת לחשמל DC.
2. החשמל נכנס למצבר ונאגר כחשמל DC.
3. לאחר מכן החשמל DC יוצא מהסוללה ונכנס למהפך כדי להפוך לחשמל AC שהבית יכול להשתמש בו.

התהליך שונה במקצת עם מערכת צמודה AC.

1. אור השמש פוגע בפאנלים הסולאריים והאנרגיה מומרת לחשמל DC.
2. החשמל נכנס למהפך כדי להפוך לחשמל AC שהבית יכול להשתמש בו.
3. עודף חשמל זורם דרך מהפך אחר כדי לחזור לחשמל DC שניתן לאחסן מאוחר יותר.
4. אם הבית צריך להשתמש באנרגיה האצורה בסוללה, החשמל הזה חייב לזרום שוב דרך המהפך כדי להפוך לחשמל AC.

כיצד פועלות סוללות סולאריות עם מהפך היברידי

אם יש לך מהפך היברידי, מכשיר יחיד יכול להמיר חשמל DC לחשמל AC ויכול גם להמיר חשמל AC לחשמל DC.כתוצאה מכך, אינך זקוק לשני ממירים במערכת הפוטו-וולטאית (PV): אחד להמרת חשמל מהפאנלים הסולאריים שלך (מהפך סולארי) ואחר להמרת חשמל מהסוללה הסולארית (מהפך סוללה).

הידוע גם כמהפך מבוסס סוללות או מהפך היברידי קשור לרשת, המהפך ההיברידי משלב מהפך סוללה ומהפך סולארי לציוד אחד.זה מבטל את הצורך בשני ממירים נפרדים באותה הגדרה על ידי כך שהוא מתפקד כמהפך הן לחשמל מהסוללה הסולארית שלך והן לחשמל מהפאנלים הסולאריים שלך.

ממירים היברידיים צומחים בפופולריות מכיוון שהם עובדים עם ובלי אחסון סוללה.אתה יכול להתקין מהפך היברידי במערכת האנרגיה הסולארית נטולת הסוללות שלך במהלך ההתקנה הראשונית, מה שנותן לך אפשרות להוסיף אגירת אנרגיה סולארית בהמשך הקו.

היתרונות של אחסון סוללות סולאריות

הוספת גיבוי סוללה לפאנלים סולאריים היא דרך מצוינת להבטיח שתפיק את המרב ממערכת האנרגיה הסולארית שלך.הנה כמה מהיתרונות העיקריים של מערכת אחסון סוללה סולארית ביתית:

מאחסן ייצור חשמל עודף

מערכת הפאנלים הסולאריים שלך יכולה לעתים קרובות לייצר יותר חשמל ממה שאתה צריך, במיוחד בימי שמש שבהם אף אחד לא נמצא בבית.אם אין לך אחסון סוללות אנרגיה סולארית, האנרגיה הנוספת תישלח לרשת.אם אתה משתתף ב אתוכנית מדידת נטו, אתה יכול להרוויח קרדיט עבור הדור הנוסף הזה, אבל זה בדרך כלל לא יחס של 1:1 עבור החשמל שאתה מייצר.

עם אחסון סוללה, החשמל הנוסף טוען את הסוללה שלך לשימוש מאוחר יותר, במקום ללכת לרשת.אתה יכול להשתמש באנרגיה המאוחסנת בתקופות של ייצור נמוך יותר, מה שמפחית את תלותך על הרשת עבור חשמל.

מספק הקלה מהפסקות חשמל

מכיוון שהסוללות שלך יכולות לאחסן את האנרגיה העודפת שנוצרת על ידי הפאנלים הסולאריים שלך, בבית שלך יהיה חשמל זמין במהלך הפסקות חשמל ובפעמים אחרות בהן הרשת יורדת.

מפחית את טביעת רגל הפחמן שלך

עם אחסון סוללות פאנלים סולאריים, אתה יכול להפוך לירוק על ידי הפקת המרב מהאנרגיה הנקייה המיוצרת על ידי מערכת הפאנלים הסולאריים שלך.אם האנרגיה הזו לא מאוחסנת, אתה תסתמך על הרשת כאשר הפאנלים הסולאריים שלך לא מייצרים מספיק לצרכים שלך.עם זאת, רוב החשמל ברשת מיוצר באמצעות דלקים מאובנים, כך שסביר להניח שתפעילו על אנרגיה מלוכלכת כאשר אתם שואבים מהרשת.

מספק חשמל גם אחרי שהשמש שוקעת

כשהשמש שוקעת ופאנלים סולאריים לא מייצרים חשמל, הרשת נכנסת כדי לספק חשמל נחוץ אם אין לך אחסון סוללה.עם סוללה סולארית, תשתמש יותר בחשמל הסולארי שלך בלילה, מה שמעניק לך יותר עצמאות אנרגטית ועוזר לך לשמור על חשבון החשמל נמוך.

פתרון שקט לצרכי גיבוי כוח

סוללת חשמל סולארית היא אפשרות אחסון כוח גיבוי ללא רעש ב-100%.אתה זוכה ליהנות מאנרגיה נקייה ללא תחזוקה, ולא צריך להתמודד עם הרעש שמגיע מגנרטור גיבוי המופעל על גז.

טייק אווי מפתח

חשוב להבין כיצד פועלת סוללה סולארית אם אתה חושב להוסיף אחסון אנרגיה של פאנל סולארי למערכת האנרגיה הסולארית שלך.מכיוון שהיא פועלת כמו סוללה נטענת גדולה עבור הבית שלך, אתה יכול לנצל את כל עודפי האנרגיה הסולארית שהפאנלים הסולאריים שלך יוצרים, מה שנותן לך יותר שליטה על מתי וכיצד אתה משתמש באנרגיה סולארית.

סוללות ליתיום-יון הן הסוג הפופולרי ביותר של סוללות סולאריות, ופועלות באמצעות תגובה כימית האוגרת אנרגיה, ולאחר מכן משחררת אותה כאנרגיה חשמלית לשימוש בביתכם.בין אם תבחר במערכת צמודה DC, מצמודה AC או היברידית, אתה יכול להגדיל את ההחזר על ההשקעה של מערכת האנרגיה הסולארית שלך מבלי להסתמך על הרשת.