ذخیره انرژی با چه اندازه ای باید با یک سیستم خورشیدی 10 کیلوواتی جفت شود؟

عامل کلیدی در انتخاب ذخیره انرژی مناسب برای یک سیستم خورشیدی 10 کیلوواتی، مصرف معمولی برق شما است. این اساسی ترین معیار است. برای یک خانواده معمولی سه نفره، با مصرف برق روزانه تقریباً 15-20 کیلووات ساعت، و تمایل به ذخیره برق تولید شده در طول روز برای استفاده در شب، 20-30 کیلووات ساعت کافی است. با این حال، برای یک خانواده پنج نفره، با مصرف برق روزانه 25 تا 30 کیلووات ساعت، یک راه حل ذخیره انرژی 30 تا 40 کیلووات ساعت برای پوشش کل نیاز برق روزانه آنها و کاهش اتکا به شبکه مورد نیاز است.

علاوه بر این، مناطق مختلف دارای سطوح متفاوتی از آفتاب هستند که نیاز به تنظیمات ظرفیت ذخیره انرژی دارند. در مکان های آفتابی مانند نیومکزیکو در ایالات متحده و آفریقای جنوبی، با 6 تا 7 ساعت اوج آفتاب در روز، یک سیستم 10 کیلووات می تواند 40 تا 50 کیلووات ساعت برق در روز تولید کند که 20 کیلووات ساعت ذخیره سازی کافی است. با این حال، در مناطق ابری و بارانی مانند انگلستان و چنگدو، چین، با تنها 3 تا 4 ساعت اوج آفتاب، تولید برق روزانه ممکن است فقط حدود 30 کیلووات ساعت باشد که برای جلوگیری از کمبود برق در روزهای ابری، نیاز به ذخیره سازی 30 کیلووات ساعت یا بیشتر است.

اگر هدف صرفاً رسیدگی به قطع‌های ناگهانی برق و تامین نشدن تمام نیازهای برق باشد، فقط اطمینان از برق دستگاه‌های حیاتی مانند یخچال، روشنایی و شارژ تلفن، پیکربندی بسیار ساده‌تر است. به طور کلی، این دستگاه های حیاتی تنها 5-8 کیلووات ساعت در روز مصرف می کنند. برای 2-3 روز پشتیبان، 10-15 کیلووات ساعت ذخیره سازی کافی است.

به خصوص در مناطق دورافتاده آفریقا و مناطق روستایی جنوب شرقی آسیا، که شبکه‌های برق ناپایدار و مستعد قطع هستند، و چرخه‌های تعمیر و تدارکات طولانی هستند، توصیه می‌شود که یک حاشیه ایمنی داشته باشید، یک باتری 15 کیلووات ساعتی انتخاب کنید تا حتی اگر سه- یا چهار{2} روز قطع شود، دچار وحشت نشوید. برای چنین نیازهای اضطراری، اگر بودجه محدودی دارید، باتری‌های سرب{4}}اسید را انتخاب کنید. هزینه اولیه کم است، فقط برای پشتیبان گیری کوتاه مدت کافی است. با این حال، اگر مدت طولانی-در آنجا می‌مانید، توصیه می‌شود باتری‌های لیتیوم آهن فسفات را انتخاب کنید. اگرچه در ابتدا گران‌تر هستند، اما دوام بیشتری دارند و نیازی به تعویض مکرر ندارند.

هنگام انتخاب نوع باتری، باید سناریوی استفاده و بودجه خود را نیز در نظر بگیرید. باتری‌های سرب-اسید مانند یک «گزینه اقتصادی» هستند که حدود 100 دلار به ازای هر کیلووات ساعت هزینه دارند، مناسب برای اجاره، افراد مقرون به صرفه- یا شرایطی که فقط نیاز به استفاده اضطراری دارند. با این حال، معایب آنها نیز آشکار است: آنها نسبتا سنگین هستند، در برابر حرارت مقاوم نیستند و ممکن است بعد از 2-3 سال نیاز به تعویض داشته باشند. باتری‌های لیتیوم فسفات آهن (LFP) به عنوان یک گزینه «-دراز مدت{12}}رایگان نگرانی» در نظر گرفته می‌شوند و تقریباً 150 دلار در هر کیلووات ساعت هزینه دارند. در حالی که سرمایه‌گذاری اولیه زیاد است، سبک وزن هستند، نصب آسانی دارند، و می‌توانند در محیط‌هایی با دمای بالا تا 45 درجه به‌طور پایدار عمل کنند، و به‌ویژه برای مناطق گرم مانند آفریقا و خاورمیانه مناسب هستند. آنها می توانند 10-15 سال دوام بیاورند و هزینه طولانی مدت را مقرون به صرفه تر کنند. اکثر کاربران مسکونی و تجاری در حال حاضر این نوع را انتخاب می کنند، به ویژه برای خانه های مالک، که در آن یک نصب، آرامش خاطر را برای بیش از یک دهه فراهم می کند و نیاز به تعویض مکرر باتری را از بین می برد.

سیاست ها و تفاوت های زیست محیطی در مناطق مختلف نیز بر انتخاب های ذخیره سازی انرژی تأثیر می گذارد. در آفریقا، با آفتاب فراوان، کشورهایی مانند مصر و کنیا اغلب دارای خانواده‌های روستایی هستند که 3-5 کیلووات ساعت باتری سرب{4}}اسید همراه با پانل‌های خورشیدی را انتخاب می‌کنند. مدل‌های «پرداخت-همانطور که می‌روید» در دسترس هستند، که به کاربران امکان می‌دهد فقط به ازای هر بار استفاده پرداخت کنند، و به‌طور قابل توجهی مانع ورود را کاهش می‌دهد. کاربران تجاری و صنعتی، مانند معادن و کارخانه ها، تمایل دارند باتری های 20-50 کیلووات ساعتی LFP را انتخاب کنند که در برابر حرارت مقاوم هستند، توان پایداری را ارائه می دهند و می توانند هزینه های برق را به نصف کاهش دهند.

در اروپا و آمریکا، قیمت‌های اوج-الکتریسیته دره بسیار متفاوت است. به عنوان مثال، در آلمان، پس از اجرای قیمت گذاری پویا، قیمت برق منفی می تواند در ظهر رخ دهد. بسیاری از خانوارها ذخیره انرژی اضافی را اختصاص می دهند و آن را به میزان 1.5 برابر اوج{4}}تفاوت مصرف برق دره تنظیم می کنند. این برق را با قیمت های پایین تری ذخیره می کند و در ساعات اوج مصرف از آن استفاده می کند و در هزینه های برق قابل توجهی صرفه جویی می کند. علاوه بر این، کالیفرنیا 30 درصد اعتبار مالیاتی ارائه می دهد و بریتانیا ذخیره انرژی را برای خانه های تازه ساخته با یارانه الزامی می کند. انتخاب باتری های لیتیوم آهن فسفات می تواند از مزایای قابل توجهی برخوردار باشد. در آسیا، ووهو، چین، یارانه 0.3 یوان/کیلووات ساعت برای پروژه های ذخیره سازی انرژی بر اساس حجم تخلیه برای سه سال متوالی ارائه می کند. در آسیای پرباران جنوب شرقی، عایق رطوبتی هنگام انتخاب تجهیزات بسیار مهم است و ظرفیت ذخیره سازی باید 20 درصد بیشتر از میانگین مصرف برق روزانه باشد تا از تولید ناکافی برق در طول فصل بارانی جلوگیری شود.

اگر به هیچ وجه به شبکه متکی نیستید، مانند مزارع دورافتاده، مناطق معدنی در جمهوری دموکراتیک کنگو، یا اگر می‌خواهید به خودکفایی کامل انرژی برسید، ذخیره انرژی کافی ضروری است. در این مورد، شرایط آب و هوایی شدید با 3-5 روز متوالی بدون آفتاب باید در نظر گرفته شود. یک سیستم 10 کیلوواتی به باتری‌های لیتیوم فسفات آهن با ظرفیت 40 کیلووات ساعت یا بیشتر نیاز دارد و یک دیزل ژنراتور می‌تواند به عنوان پشتیبان اضافه شود. مراتع دور در استرالیا و مناطق معدنی بزرگ در آفریقا اغلب از این تنظیمات استفاده می کنند: ذخیره انرژی 40 کیلووات ساعت یا بیشتر نیازهای اولیه برق را تضمین می کند و ژنراتورهای دیزلی در روزهای ابری طولانی راه اندازی می شوند. این امر تولید یا زندگی روزمره را مختل نمی کند و در مقایسه با استفاده از ژنراتورهای دیزلی به تنهایی بیش از 50 درصد در هزینه ها صرفه جویی می کند. علاوه بر این، این پیکربندی شبکه کاملاً خاموش{13}}به باتری‌های فسفات آهن لیتیوم با عمر چرخه طولانی، حداقل 6000 سیکل، نیاز دارد تا در برابر شارژ و دشارژ کردن طولانی مدت- با فرکانس بالا مقاومت کنند.

هنگام انتخاب ذخیره انرژی، باید به اقتصاد توجه کرد، نه فقط قیمت اولیه. باتری‌های سرب-اسید، در حالی که فقط 100 دلار در هر کیلووات ساعت قیمت دارند، پس از 2-3 سال، به طور متوسط ​​30-50 دلار در هر کیلووات ساعت در سال، از کار می‌افتند. باتری‌های فسفات آهن لیتیوم، با قیمت 150 دلار در هر کیلووات ساعت، 10 تا 15 سال عمر می‌کنند، تنها 10 تا 15 دلار به ازای هر کیلووات ساعت در سال هزینه دارند که در دراز مدت آنها را مقرون به صرفه‌تر می‌کند. علاوه بر این، بسیاری از کشورها در حال حاضر یارانه ارائه می دهند. به عنوان مثال، استرالیا تا سقف 3000 دلار استرالیا برای هر خانواری که ذخیره انرژی نصب می کند یارانه می دهد، ایتالیا 110 درصد اعتبار مالیاتی برای دستگاه های ذخیره سازی خانگی ارائه می دهد و ژاپن 66 درصد هزینه را یارانه می دهد. این یارانه ها به طور قابل توجهی هزینه اولیه باتری های لیتیوم آهن فسفات را کاهش می دهد. علاوه بر این، در مناطقی با تفاوت قیمت برق در اوج دره، مانند برخی از ایالت های ایالات متحده که این تفاوت می تواند به 0.3 دلار در کیلووات ساعت برسد، سرمایه گذاری در ذخیره سازی انرژی بیشتر برای آربیتراژ می تواند هزینه را تنها در چند سال جبران کند.

همچنین چندین جزئیات در مورد نصب و نگهداری وجود دارد، زیرا مدیریت صحیح می تواند طول عمر سیستم ذخیره انرژی را افزایش دهد. دستگاه‌های ذخیره‌سازی انرژی باید در مکان‌های خشک-با تهویه مناسب قرار گیرند. در فصل بارانی آفریقا و مناطق مرطوب جنوب شرقی آسیا، اقدامات ضد آب برای جلوگیری از آسیب باتری در اثر رطوبت ضروری است. در مناطق با دمای بالا مانند خاورمیانه و آفریقا، حداقل 10 سانتی‌متر فاصله بین بسته‌های باتری برای دفع گرما باقی بماند. در غیر این صورت، دمای بالا باعث تسریع پیری باتری می شود. به طور مرتب اتصالات باتری را بررسی کنید، به خصوص در مناطقی با دمای{7}بالا که سیم ها مستعد پیری هستند. هر شش ماه یکبار آنها را از نظر شلی یا آسیب بررسی کنید. پانل های خورشیدی را هر سه ماه یکبار پاک کنید. گرد و غبار و فضولات پرندگان می تواند بر راندمان تولید برق تأثیر بگذارد. یک پاک کردن ساده با آب کافی است. هیچ ابزار پیچیده ای مورد نیاز نیست. در مناطقی با نوسانات ولتاژ شبکه بزرگ، مانند برخی از کشورهای آفریقایی، یک اینورتر با ورودی ولتاژ گسترده و توان حداقل 10 کیلو وات انتخاب کنید. این یک سوئیچ صاف به انرژی ذخیره سازی انرژی را در هنگام ناپایداری شبکه تضمین می کند و از قطع ناگهانی برق جلوگیری می کند.

در نهایت، نکته ای که به راحتی نادیده گرفته می شود عادات مصرف برق شما است. اگر مکرراً از وسایل پرقدرت مانند تهویه مطبوع، آبگرمکن برقی و اجاق القایی استفاده می‌کنید، به خصوص در شب، به سیستم ذخیره انرژی بزرگ‌تری نیاز دارید. برای مثال، کارکردن همزمان کولر و آبگرمکن در شب ممکن است 5-8 کیلووات ساعت برق در ساعت مصرف کند. یک سیستم ذخیره انرژی 20 کیلووات ساعتی ممکن است در عرض چند ساعت تمام شود، بنابراین بسته به میزان استفاده از دستگاه پرقدرت، به 5{9}}10 ​​کیلووات ساعت اضافی نیاز دارید. برعکس، اگر مصرف برق روزانه شما نسبتاً ثابت است و هیچ دستگاه پرمصرف خاصی ندارید، پیکربندی سیستم خود با 1-2 برابر میانگین مصرف برق روزانه شما همانطور که قبلا ذکر شد کاملاً کافی است. علاوه بر این، بسیاری از مناطق سیاست های ترجیحی مربوط به ذخیره انرژی را ارائه می دهند. به عنوان مثال، برخی از استان ها و شهرهای چین یارانه نصب ارائه می دهند، در حالی که آفریقای جنوبی و مصر وام های کم بهره ارائه می دهند. توصیه می شود قبل از نصب در مورد سیاست های محلی تحقیق کنید تا مقدار قابل توجهی در هزینه صرفه جویی شود.