Что такое система хранения солнечной энергии: преимущества, типы и цены?

Солнечные панели могут вырабатывать много электроэнергии в полдень, но вашему дому часто требуется больше всего электроэнергии вечером. Система хранения солнечной энергии решает эту проблему. Система накапливает избыток солнечной энергии, когда солнце светит ярко, и подает накопленную энергию позже, когда выработка солнечной энергии снижается.

В этом руководстве объясняется, что такое система хранения солнечной энергии, как она работает, какие типы накопителей наиболее важны в реальных проектах и ​​сколько обычно люди будут платить в 2026 году.

Что такое система хранения солнечной энергии?

Система хранения солнечной энергии — это набор компонентов, которые накапливают энергию от солнечных панелей и подают её, когда солнечные панели не могут удовлетворить спрос. Типичная система включает в себя:

• Солнечная батарея, вырабатывающая электроэнергию в течение дня.
• Инверторная система, преобразующая электроэнергию в форму, пригодную для использования зданием.
• Аккумуляторный блок, хранящий энергию.
• Система управления, которая определяет, когда заряжать, а когда разряжать.

В доме, подключенном к центральной электросети, обычно используются накопители энергии для экономии на счетах и ​​резервного питания. В доме, не подключенном к центральной электросети, накопители энергии обычно используются для обеспечения повседневных потребностей, поскольку они становятся «ночной электростанцией» для всего дома.

Статьи по теме: Что такое автономная солнечная энергосистема? Ключевые отличия от солнечных энергосистем, подключенных к сети.

Потребитель, проживающий в районе с тарифами, зависящими от времени суток, часто получает наибольшую выгоду от «перераспределения нагрузки». Аккумулятор заряжается, когда электроэнергия дешева или когда солнечной энергии много, и разряжается, когда электроэнергия дорога и спрос высок.

Например, в Калифорнии электроэнергия из сети обычно дешевле около полудня, но значительно дорожает в вечерний пик. В рамках системы учета чистой энергии (NEM 3.0) пиковый период обычно определяется с 4:00 до 9:00, что побудило многих потребителей солнечной энергии устанавливать батареи, чтобы покрывать большую часть своего вечернего потребления за счет накопленной солнечной энергии.

Как работает система солнечной энергии с накопителем в повседневной жизни

Утром и в полдень солнечная электростанция в первую очередь обеспечивает электроэнергией здание. Если в батарее достаточно места, система направляет излишки выработанной энергии в аккумулятор.
В конце дня и вечером батарея может обеспечивать электропитанием здание, что снижает или исключает использование электроэнергии из сети в периоды высоких цен.
Во время отключения электроэнергии правильно спроектированная аккумуляторная система может обеспечить автономное питание дома и поддерживать работу отдельных потребителей электроэнергии.

Владелец дома может рассматривать батарею как увеличенную версию батареи телефона. Владелец дома заряжает батарею, когда есть энергия, и использует батарею, когда энергия необходима.

Типы систем хранения солнечной энергии

Существует множество технологий хранения энергии, но не все из них подходят для любого проекта. Домовладелец обычно выбирает батареи. Энергетическая компания может использовать несколько других типов.

Тип хранения	Как это работает	Типичные варианты использования	Ключевые преимущества
Батарея	Накачивает солнечную электроэнергию в аккумуляторы для последующего использования.	Жилые дома, малые предприятия, резервное электроснабжение	Компактный размер, быстрая реакция, масштабируемость, широкая доступность.
Гидроаккумулирующие электростанции	Перекачивает воду вверх по склону и выпускает её через турбины.	Крупномасштабные системы хранения энергии для электросетей	Очень большая емкость, длительный срок службы
Хранение тепловой энергии	Накапливает тепло в таких материалах, как вода или расплавленная соль.	Здания, электростанции на основе концентрированной солнечной энергии	Эффективен для отопления/охлаждения, обеспечивает электропитание после захода солнца.
Хранение маховика	Запасает энергию в быстро вращающейся массе.	Стабильность сети и поддержка качества электроэнергии	Чрезвычайно быстрая реакция, высокая износостойкость при длительной работе.
Хранение энергии сжатым воздухом	Сжимает воздух и выпускает его для привода турбин.	Крупномасштабные проекты, реализуемые на конкретных участках	Потенциал для масштабных и долгосрочных проектов
Солнечное топливо	Преобразует солнечную энергию в топливо, пригодное для хранения.	Долгосрочное или сезонное хранение энергии	Очень длительный срок хранения
Виртуальное хранилище	Перераспределение энергопотребления с помощью интеллектуальных систем управления.	Дома, зарядка электромобилей, здания	Низкая стоимость, не требует физической батареи.

1. Аккумуляторные системы хранения энергии для дома и бизнеса.

Хранение солнечной батареи Это наиболее распространенный вариант системы хранения солнечной энергии для жилых и небольших коммерческих объектов, поскольку она помещается в гаражах, подсобных помещениях или на наружных стенах.

Свинцово-кислотные аккумуляторы

Свинцово-кислотные аккумуляторы часто стоят дешевле при первоначальной покупке, но имеют меньший срок службы при ежедневном использовании. Многие свинцово-кислотные системы также требуют большего обслуживания и обеспечивают меньшую полезную емкость при той же номинальной мощности.

Литий-ионные аккумуляторы

Литий-ионные аккумуляторы Литий-ионные батареи доминируют в современных системах хранения энергии для дома, поскольку обеспечивают высокую эффективность, большую полезную емкость и длительный срок службы в типичных условиях.

В системах хранения солнечной энергии часто встречаются два типа литиевых соединений:

LFP (Фосфат лития-железа / LiFePO4)

LFP батареи Обладают высоким профилем безопасности и стабильным химическим составом. Многие производители позиционируют их как... LFP хорошо подходит для хранения вещей дома, потому что LFP Химический состав обеспечивает лучшую защиту от теплового разгона, чем многие альтернативные варианты, и LFP Химические вещества хорошо сохраняются в теплом климате.

NMC (никель-марганец-кобальт)

Аккумуляторы NMC обычно обладают более высокой плотностью энергии, поэтому в них можно хранить больше энергии на меньшей площади. Многие разработчики используют NMC, когда пространство и вес имеют первостепенное значение.

Рыночная тенденция сместилась в сторону LFP Во многих новых стационарных системах хранения энергии. Если вам нужно решение для хранения солнечной энергии, ориентированное на безопасность. LFP Химический состав, длительный срок службы и гибкая подгонка размеров системы — вы можете спросить. Avepower для OEM/ODM Вариант батареи, соответствующий вашей инверторной системе и целевой емкости.

2. Гидроаккумулирующие электростанции

Гидроаккумулирующие электростанции используют электроэнергию для перекачки воды вверх по склону, когда спрос низок, а затем сбрасывают эту воду через турбины, когда спрос высок. Гидроаккумулирующие электростанции могут обеспечивать большие объемы энергии, но для их работы необходимы подходящие географические условия, водные ресурсы и длительные сроки получения разрешений. NREL также поддерживает инструменты, которые моделируют затраты на гидроаккумулирующие электростанции на основе характеристик площадки, поскольку местный рельеф влияет на стоимость.

3. Хранение тепловой энергии

Теплоаккумуляторы хранят тепло в таких материалах, как вода, камни, материалы с фазовым переходом или расплавленная соль. Здание может использовать это накопленное тепло непосредственно для отопления или охлаждения помещений. Электростанция также может использовать накопленное тепло для производства пара и привода турбины. Концентрированные солнечные электростанции (CSP) часто используются в сочетании с тепловыми аккумуляторами, чтобы вырабатывать электроэнергию после захода солнца.

4. Хранилище маховика

Маховик накапливает энергию во вращающейся массе. Маховики способны очень быстро реагировать и совершать множество циклов, что может способствовать улучшению качества электроэнергии и стабильности сети. Однако маховик обычно не может хранить большое количество энергии в течение многих часов, поэтому он редко используется в качестве основного накопителя энергии в ночное время.

5. Хранение энергии на сжатом воздухе

Системы CAES сжимают воздух в резервуарах или подземных камерах, а затем выпускают его для привода турбин. Системы CAES могут удовлетворить потребности в больших масштабах в подходящих местах. Министерство энергетики США отметило, что исследования показали, что стоимость накопленной электроэнергии для систем CAES варьируется в широких пределах, что отражает различия в местоположении и конструкции.

6. Солнечное топливо

Солнечная электроэнергия позволяет производить топливо, например водород, посредством электролиза. Пользователь может хранить это топливо и впоследствии использовать его в двигателе, турбине или топливном элементе. Такой способ позволяет хранить энергию в течение длительного времени, но полный цикл работы системы может сопровождаться значительными потерями энергии, поэтому экономическая целесообразность зависит от местных потребностей и используемых видов топлива.

7. Виртуальное хранилище

Виртуальные накопители энергии используют управление спросом вместо физической батареи. Интеллектуальный термостат может предварительно охладить здание до наступления пиковых цен. Интеллектуальный водонагреватель может нагревать воду раньше в течение дня и работать в режиме ожидания в часы пик. Зарядное устройство для электромобилей может перенести зарядку на часы с низкими ценами. Эти системы управления могут действовать как накопители энергии, поскольку они переносят спрос с часов с высокой ценой или высокой нагрузкой.

Цена системы хранения солнечной энергии

Цены сильно различаются в зависимости от марки и емкости аккумулятора.kWh), номинальная мощность (кВт), сложность установки и требования местных электротехнических норм. Тем не менее, покупатели могут начать с разумного ценового диапазона, чтобы определить свои ожидания.

Для многих домовладельцев в США общая стоимость установки типичного дома составляет... домашняя аккумуляторная система (часто около 10 kWh аккумулятор–15 kWh аккумуляторСтоимость обычно составляет от 10 000 до 20 000 долларов, в зависимости от выбранного оборудования и масштаба установки. Сравнение предложений с использованием стоимости за единицу полезной мощности.kWh Использование метрической системы может значительно упростить понимание ценообразования, поскольку помогает оценить, что вы действительно получаете за свои деньги.

Типичная структура затрат выглядит следующим образом:

• Аппаратное обеспечение батареи: Стоимость аккумуляторных батарей для многих проектов варьируется от 6,000 до 12,000 долларов и выше, в зависимости от марки и емкости.
• Монтажные работы: Стоимость многих установок увеличивается на 1,000–4,000 долларов и более в зависимости от прокладки проводов, работ в стенах и ввода в эксплуатацию.
• Дополнительное оборудование: Многим проектам требуется инверторыавтоматические выключатели, проводка, монтажное оборудование и контрольно-измерительное оборудование.
• Разрешения и сборы: Во многих регионах за разрешения и проверки взимается дополнительная плата в размере нескольких сотен долларов.
• Модернизация панелей: В некоторых домах требуется модернизация главного распределительного щита или дополнительного щита, и многие из этих модернизаций увеличивают стоимость на 1,000–2,500 долларов и более в зависимости от масштаба работ.

Льготы в США: Федеральный налоговый кредит

Многие домовладельцы также могут снизить первоначальные затраты за счет Кредит на чистую энергию для жилых помещенийОбъекты, использующие экологически чистую энергию и установленные в период с 2022 по 2032 год, могут претендовать на налоговый вычет в размере 30%, после чего размер вычета будет постепенно уменьшаться.

Преимущества системы хранения солнечной энергии

Реальная ценность системы хранения солнечной энергии заключается в том, как она меняет способ использования солнечной энергии. Она также меняет то, как ваш дом реагирует на отключения электроэнергии и рост цен на электричество. Для большинства домовладельцев это и есть основные преимущества.

Увеличьте собственное потребление солнечной энергии.

Многие домохозяйства экспортируют излишки солнечной энергии в сеть в течение дня, а затем покупают электроэнергию обратно вечером по более высоким тарифам. Система хранения энергии на основе аккумуляторов позволяет хранить больше энергии, вырабатываемой солнечными панелями, и использовать ее позже, когда выработка солнечной энергии снизится. В регионах с низкими тарифами на электроэнергию, вырабатываемую солнечными батареями, увеличение собственного потребления может привести к существенной экономии.

Надежное резервное питание во время отключений электроэнергии

Когда в электросети отключается электричество, солнечная батарея может поддерживать работу основных электроприборов. При правильно настроенном резервном интерфейсе и достаточном количестве накопленной энергии ваш холодильник, освещение, интернет, медицинские приборы и важные розетки смогут продолжать работать, обеспечивая безопасность и комфорт в вашем доме во время отключений электроэнергии.

Снижение счетов за электроэнергию благодаря тарифам, зависящим от времени суток.

Многие коммунальные предприятия в Европе и Северной Америке применяют тарифы, зависящие от времени суток, когда электроэнергия стоит дороже в часы пик. Солнечная батарея может заряжаться, когда цены на электроэнергию низкие или когда выработка солнечной энергии высока, а затем разряжаться в дорогостоящие пиковые периоды. Эта стратегия помогает снизить зависимость от дорогостоящей электроэнергии из сети и уменьшить общие счета за электроэнергию.

Снижение нагрузки на энергосеть

Накопители энергии в аккумуляторах помогают снизить пиковую нагрузку на отдельные дома, что способствует стабильности энергосети в жаркие дневные и вечерние часы пик. В некоторых регионах домовладельцы также могут участвовать в виртуальной электростанции.VPP) программы, получающие компенсацию, когда их батарея поддерживает энергоснабжение во время периодов высокого спроса.

Сократите выбросы и обретите энергетическую независимость.

Перенос использования чистой солнечной энергии с полуденного времени на вечернее с помощью аккумуляторных батарей позволяет снизить зависимость от электроэнергии, получаемой из ископаемого топлива. Хотя воздействие на окружающую среду зависит от местного энергетического баланса, многие домовладельцы ценят дополнительный контроль, надежность и энергетическую независимость, которые обеспечивают солнечные батареи.

Различия LFP и NMC в системах хранения солнечной энергии

Оба формата LFP и батареи NMC В них используются литий-ионные технологии, но они значительно различаются по химическому составу и характеристикам производительности. Выбор подходящего химического состава батареи зависит от целей и приоритетов вашего проекта.

Параметр	Литий-железофосфат (LFP)	Никель Марганец Кобальт (NMC)
Плотность энергии	90–160 Вт·ч/кг	150–220 Вт·ч/кг
Жизненный цикл	4,000–6,000 циклов (сохранение 80% емкости)	1,000–2,000 циклов (сохранение 80% емкости)
Безопасность	Очень высокий уровень; превосходная термическая стабильность, низкий риск теплового разгона.	Умеренный; более высокий риск теплового разгона по сравнению с другими показателями. LFP
Рабочая Температура	-20 60 ° C до ° C	-20 50 ° C до ° C
Номинальное напряжение ячейки	~ 3.2 В	3.6-3.7 V
Глубина разгрузки (DoD)	на 80–90%	на 80–90%
Скорость саморазряда	Низкий (примерно 3–5% в месяц)	Умеренный рост (примерно 5–8% в месяц)
Преимущество в весе	тяжелее	Легче, компактнее

Преимущества LFP Аккумуляторы

• Высокая безопасность и термостойкость: LFP Аккумуляторы хорошо известны своей превосходной химической стабильностью и высокой устойчивостью к тепловому разгону, что делает их более безопасными для использования в системах хранения энергии в домашних условиях.
• Длительный цикл жизни: LFP Как правило, элементы питания обладают более длительным сроком службы, что делает их хорошо подходящими для ежедневной зарядки и разрядки под воздействием солнечной энергии в течение многих лет.
• Безкобальтовая цепочка поставок: LFP В батареях отсутствует кобальт, что может привлечь покупателей, обеспокоенных этическими аспектами цепочки поставок и нестабильностью цен.
• Стабильное напряжение во всем диапазоне разряда: LFP Химический состав обеспечивает стабильное выходное напряжение на протяжении большей части разряда, упрощая управление системой и повышая стабильность ее работы.

Преимущества NMC-аккумуляторов

• Более высокая плотность энергии: Химический состав NMC обычно обеспечивает более высокую плотность энергии, что крайне важно, когда приоритетными являются ограничения по пространству или весу.
• Послужной список: Аккумуляторы на основе NMC-матрицы широко используются в электромобилях и некоторых системах хранения энергии для дома, благодаря отработанной технологии производства и хорошо изученным характеристикам.
• Хорошие характеристики при низких температурах: В зависимости от конструкции батареи и систем управления, NMC-батареи могут сохранять хорошие рабочие характеристики даже в условиях низких температур, что делает их универсальными для различных климатических условий.

Системы хранения солнечной энергии с переменным и постоянным током

Выбор архитектуры инвертора существенно влияет на производительность системы, стоимость и простоту модернизации.

Связанные по переменному току системы

• Вот как это работает: В системах с переменным током используется отдельный солнечный инвертор для преобразования постоянного тока от фотоэлектрических панелей в переменный ток, а также отдельный инвертор для управления зарядкой и разрядкой батареи. На главный распределительный щит дома подается переменный ток.
• Типичный вариант использования: Эта конструкция часто используется в проектах модернизации, позволяя домовладельцам добавить аккумуляторную батарею к существующей солнечной фотоэлектрической системе без замены оригинального солнечного инвертора.
• Плюсы: Проще интегрировать в существующие солнечные системы, проще устанавливать при модернизации.
• Минусы: Больше преобразований энергии (DC→AC→DC для зарядки аккумулятора и DC→AC для питания), что приводит к несколько более низкой эффективности преобразования энергии в обоих направлениях.

Системы с постоянным током (гибридные инверторные системы)

• Вот как это работает: В системах с постоянным током используется один гибридный инвертор, который соединяет солнечные панели и аккумулятор со стороны постоянного тока. Солнечная энергия может поступать в аккумулятор напрямую в виде постоянного тока без предварительного преобразования в переменный ток.
• Типичный вариант использования: Идеально подходит для новых установок и некоторых сценариев модернизации, когда инвертор заменяется или обновляется.
• Плюсы: Более высокая общая эффективность за счет меньшего количества преобразований энергии; иногда требуется меньше компонентов, что потенциально снижает стоимость и сложность оборудования.
• Минусы: Сложность модернизации может быть выше, если существующий солнечный инвертор невозможно заменить или интегрировать.

Как долго работают солнечные батареи?

Срок службы солнечной батареи зависит от нескольких факторов, включая ее химический состав, рабочую температуру, глубину разряда и частоту циклов зарядки-разрядки. Многие современные бытовые литиевые батареи обычно служат от 10 до 15 лет при нормальной эксплуатации, что также отражается в стандартных условиях гарантии.

Для максимального увеличения срока службы батареи пользователям следует избегать экстремально высоких температур, минимизировать ежедневный глубокий разряд и поддерживать актуальность прошивки батареи.

Avepower Хранение солнечной энергии

Возьмите под контроль использование солнечной энергии с помощью Avepower системы хранения солнечной энергииНаши решения помогут вам накапливать избыточную энергию, вырабатываемую в дневное время, и использовать ее ночью, в часы пиковой нагрузки или при отключении электросети, обеспечивая комфорт и безопасность вашего дома или бизнеса. Вы получаете систему, которую легко расширять по мере роста ваших потребностей, и стабильную работу, на которую вы можете рассчитывать каждый день.

Когда вы выбираете Avepowerвы выбираете безопасность LiFePO4 технологии, <ss-word style="transform-origin: 50% 50% 0px; backface-visibility: visible; opacity: 1;">высокую</ss-word> BMS защита и надежные международные сертификаты, такие как CE, UL и другие. RoHSНаша команда обладает 10-летним опытом в области исследований и разработок аккумуляторных батарей, а наш завод оказывает поддержку. OEM/ODM настройка для внешнего вида, вместимости и функциональности. Если вам нужен надежный резервный источник питания, снижение счетов за электроэнергию и система хранения данных, подходящая для вашего проекта, обратитесь к нам. Avepower Получите сегодня индивидуальное предложение и расчет стоимости.

FAQ