Солнечная батарея может стать важным дополнением к вашей солнечной энергосистеме.Это помогает вам хранить избыточную электроэнергию, которую вы можете использовать, когда ваши солнечные панели не генерируют 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 солнечных батарей. хранение аккумуляторов.
Что такое солнечная батарея?
Начнем с простого ответа на вопрос «Что такое солнечная батарея?»:
Солнечная батарея — это устройство, которое вы можете добавить в свою солнечную энергосистему для хранения избыточной электроэнергии, вырабатываемой солнечными панелями.
Затем вы можете использовать эту накопленную энергию для питания вашего дома в то время, когда ваши солнечные панели не генерируют достаточно электроэнергии, включая ночи, пасмурные дни и во время перебоев в подаче электроэнергии.
Цель солнечной батареи — помочь вам использовать больше солнечной энергии, которую вы создаете.Если у вас нет аккумуляторной батареи, любая избыточная электроэнергия от солнечной энергии поступает в сеть, а это означает, что вы генерируете электроэнергию и предоставляете ее другим людям, не используя в полной мере преимущества электроэнергии, которую сначала создают ваши панели.
Для получения дополнительной информации посетите нашРуководство по солнечной батарее: преимущества, особенности и стоимость
Наука о солнечных батареях
Литий-ионные аккумуляторы — самая популярная форма солнечных батарей, представленная в настоящее время на рынке.Это та же технология, которая используется для смартфонов и других высокотехнологичных аккумуляторов.
Литий-ионные аккумуляторы работают посредством химической реакции, которая сохраняет химическую энергию, прежде чем преобразовать ее в электрическую.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 литиево-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 потребляете электричество из 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 к сети устройство.
Домашние солнечные аккумуляторы сочетают в себе несколько ионных аккумуляторных ячеек и сложную электронику, которая регулирует производительность и безопасность всей системы солнечных батарей.Таким образом, солнечные батареи функционируют как перезаряжаемые батареи, которые используют энергию Солнца в качестве первоначального источника энергии, запускающего весь процесс создания электрического тока.
Сравнение технологий хранения аккумуляторов
Что касается типов солнечных батарей, то есть два распространенных варианта: литий-ионные и свинцово-кислотные.Компании, производящие солнечные батареи, предпочитают литий-ионные батареи, потому что они могут накапливать больше энергии, удерживать эту энергию дольше, чем другие батареи, и имеют более высокую глубину разряда.
Глубина разряда, также известная как DoD, представляет собой процент, в течение которого можно использовать батарею, относительно ее общей емкости.Например, если DoD батареи составляет 95 %, она может безопасно использовать до 95 % емкости батареи, прежде чем ее потребуется перезарядить.
Литий-ионный аккумулятор
Как упоминалось ранее, производители аккумуляторов предпочитают технологию литий-ионных аккумуляторов из-за ее более высокой прочности, надежного срока службы, способности удерживать больше энергии в течение длительного времени и более компактных размеров.Однако из-за этих многочисленных преимуществ литий-ионные батареи дороже по сравнению со свинцово-кислотными батареями.
Свинцово-кислотная батарея
Свинцово-кислотные аккумуляторы (та же технология, что и большинство автомобильных аккумуляторов) существуют уже много лет и широко используются в качестве домашних систем хранения энергии для автономного электропитания.Хотя они все еще доступны на рынке по доступным ценам, их популярность снижается из-за низкого уровня DoD и более короткого срока службы.
Система хранения данных, связанная с переменным током, и система хранения данных, связанная с постоянным током
Соединение относится к тому, как ваши солнечные панели подключены к вашей системе хранения аккумуляторов, и возможны варианты: соединение постоянного тока (DC) или соединение 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 хранить только электричество постоянного тока, поэтому существуют разные способы подключения солнечной батареи к вашей солнечной энергосистеме.
Система хранения данных, связанная с постоянным током
При соединении постоянного тока электричество постоянного тока, создаваемое солнечными панелями, проходит через контроллер заряда, а затем непосредственно в солнечную батарею.Перед хранением ток не меняется, а преобразование постоянного тока в переменный происходит только тогда, когда батарея подает электричество в ваш дом или обратно в сеть.
Аккумуляторная батарея с постоянным током более эффективна, поскольку электричество нужно только один раз изменить с постоянного на переменный.Однако системы хранения данных с подключением к постоянному току обычно требуют более сложной установки, что может увеличить первоначальную стоимость и удлинить общий срок установки.
Система хранения данных с подключением по переменному току
Благодаря соединению по переменному току электричество постоянного тока, генерируемое вашими солнечными панелями, сначала проходит через инвертор, где преобразуется в электричество переменного тока для повседневного использования приборами 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 приходит время использовать накопленную энергию, электричество вытекает из батареи и возвращается в инвертор, где преобразуется обратно в электричество переменного тока для вашего дома.
При хранении, связанном с переменным током, электричество инвертируется три раза: один раз при переходе от солнечных батарей в дом, другой при переходе из дома в аккумуляторную батарею и третий раз при переходе от аккумуляторной батареи обратно в дом.Каждая инверсия приводит к некоторым потерям эффективности, поэтому система хранения данных с подключением по переменному току немного менее эффективна, чем система с подключением к постоянному току.
В отличие от накопителей постоянного тока, которые хранят энергию только от солнечных панелей, одним из больших преимуществ накопителей переменного тока является то, что они могут хранить энергию как от солнечных панелей, так и от сети.Это означает, что даже если ваши солнечные панели не генерируют достаточно электроэнергии для полной зарядки аккумулятора, вы все равно можете наполнить аккумулятор электричеством из сети, чтобы обеспечить себе резервное питание или воспользоваться арбитражем тарифов на электроэнергию.
Также проще модернизировать существующую солнечную энергосистему с помощью аккумуляторной батареи переменного тока, поскольку ее можно просто добавить поверх существующей конструкции системы, а не интегрировать в нее.Это делает аккумуляторы переменного тока более популярным вариантом для модернизации установок.
Как солнечные батареи работают с солнечной энергетической системой
Весь процесс начинается с того, что солнечные панели на крыше генерируют электроэнергию.Вот пошаговое описание того, что происходит с системой, связанной по постоянному току:
1. Солнечный свет попадает на солнечные панели, и энергия преобразуется в электричество постоянного тока.
2. Электричество поступает в аккумулятор и сохраняется в виде электричества постоянного тока.
3. Электричество постоянного тока затем покидает батарею и поступает в инвертор, где преобразуется в электричество переменного тока, которое можно использовать в доме.
Этот процесс немного отличается от системы, связанной по переменному току.
1. Солнечный свет попадает на солнечные панели, и энергия преобразуется в электричество постоянного тока.
2. Электричество поступает в инвертор и преобразуется в электричество переменного тока, которое можно использовать в доме.
3. Излишек электроэнергии затем проходит через другой инвертор и превращается обратно в электричество постоянного тока, которое можно сохранить для дальнейшего использования.
4. Если в доме необходимо использовать энергию, накопленную в аккумуляторе, 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 солнечных панелей (солнечный инвертор), а другой для преобразования электроэнергии от солнечной батареи (инвертор батареи).
Гибридный инвертор, также известный как аккумуляторный инвертор или гибридный сетевой инвертор, объединяет аккумуляторный инвертор и солнечный инвертор в одно оборудование.Это устраняет необходимость иметь два отдельных инвертора в одной установке, поскольку работает как инвертор как для электричества от вашей солнечной батареи, так и для электричества от ваших солнечных панелей.
Популярность гибридных инверторов растет, 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 даст вам возможность добавить накопитель солнечной энергии в дальнейшем.
Преимущества хранения солнечных батарей
Добавление резервной батареи для солнечных панелей — отличный способ получить максимальную отдачу от вашей солнечной энергосистемы.Вот некоторые из основных преимуществ домашней системы хранения солнечных батарей:
Хранит избыточную выработку 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 учета, вы можете получить кредит за эту дополнительную выработку, но обычно это соотношение не составляет 1:1 для вырабатываемой вами электроэнергии.
Благодаря аккумуляторному хранению дополнительная электроэнергия заряжает аккумулятор для последующего использования, а не уходит в сеть.Вы можете использовать накопленную энергию в периоды снижения выработки электроэнергии, что снижает вашу зависимость от электросети.
Обеспечивает облегчение при перебоях в подаче электроэнергии
Поскольку ваши батареи могут хранить избыточную энергию, создаваемую солнечными панелями, в вашем доме будет электричество во время перебоев в подаче электроэнергии и в других случаях, когда сеть выйдет из строя.
Уменьшает ваш углеродный след
Благодаря аккумулятору на солнечной панели вы можете стать экологически чистым, максимально используя чистую энергию, вырабатываемую вашей системой солнечных батарей.Если эта энергия не сохраняется, вы будете полагаться на сеть, когда ваши солнечные панели не генерируют достаточно энергии для ваших нужд.Однако большая часть электроэнергии в сети производится с использованием ископаемого топлива, поэтому при получении электроэнергии из сети вы, скорее всего, будете использовать грязную энергию.
Обеспечивает электричество даже после захода солнца
Когда солнце садится и солнечные панели не вырабатывают электроэнергию, в дело вступает сеть, чтобы обеспечить столь необходимую электроэнергию, если у вас нет аккумуляторной батареи.С солнечной батареей вы будете использовать больше собственного солнечного электричества в ночное время, что дает вам большую энергетическую независимость и помогает снизить счета за электроэнергию.
Тихое решение для потребностей в резервном питании
Солнечная батарея — это 100% бесшумный вариант резервного хранения энергии.Вы получаете выгоду от чистой энергии, не требующей обслуживания, и вам не придется 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 на солнечных батареях в свою солнечную энергосистему.Поскольку он работает как большая аккумуляторная батарея для вашего дома, вы можете использовать любую избыточную солнечную энергию, которую создают ваши солнечные панели, давая вам больше контроля над тем, когда и как вы используете солнечную энергию.
Литий-ионные батареи являются наиболее популярным типом солнечных батарей. Они работают посредством химической реакции, которая сохраняет энергию, а затем высвобождает ее в виде электрической энергии для использования в вашем доме.Независимо от того, выберете ли вы систему с постоянным током, переменным током или гибридную систему, вы можете увеличить отдачу от инвестиций в свою солнечную энергосистему, не полагаясь на сеть.
Время публикации: 09 июля 2022 г.