عمر باتری های خورشیدی خانگی چقدر است؟

ذخیره سازی انرژی مسکونی به یکی از ویژگی های محبوب خورشیدی خانگی تبدیل شده است. الفنظرسنجی اخیر SunPowerبیش از 1500 خانوار دریافتند که حدود 40 درصد از آمریکایی ها به طور منظم نگران قطع برق هستند. از پاسخ دهندگان این نظرسنجی که به طور فعال انرژی خورشیدی را برای خانه های خود در نظر می گیرند، 70٪ گفتند که قصد دارند یک سیستم ذخیره انرژی باتری را در نظر بگیرند.

علاوه بر تامین برق پشتیبان در هنگام قطع، بسیاری از باتری ها با فناوری ادغام شده اند که امکان برنامه ریزی هوشمندانه واردات و صادرات انرژی را فراهم می کند. هدف، به حداکثر رساندن ارزش منظومه شمسی خانه است. و برخی از باتری ها برای ادغام شارژر خودروی الکتریکی بهینه شده اند.

این گزارش به افزایش شدید مصرف کنندگان علاقه مند به ذخیره سازی به منظور تامین خود تولید انرژی خورشیدی اشاره کرد که نشان می دهد کهنرخ های خالص اندازه گیری را کاهش دادمانع از صادرات برق محلی و پاک می شوند. تقریباً 40 درصد از مصرف‌کنندگان، تأمین خود را به‌عنوان دلیلی برای دریافت قیمت ذخیره‌سازی گزارش کردند، در حالی که این رقم در سال 2022 کمتر از 20 درصد بود. برق پشتیبان برای قطعی برق و صرفه‌جویی در نرخ‌های برق نیز به‌عنوان دلایل اصلی برای گنجاندن ذخیره‌سازی انرژی در مظنه ذکر شد.

براساس آزمایشگاه ملی لارنس برکلی، نرخ اتصال باتری‌ها در پروژه‌های خورشیدی مسکونی به طور پیوسته در سال 2020 به میزان 8.1 درصد از باتری‌های متصل به سیستم‌های خورشیدی مسکونی افزایش یافته است و در سال 2022 این نرخ بیش از 17 درصد افزایش یافته است.

عمر یک باتری

دوره های گارانتی می تواند نگاهی به انتظارات نصب کننده و سازنده از عمر باتری داشته باشد. دوره های گارانتی رایج معمولاً حدود 10 سال است. اینگارانتیبرای مثال، باتری Enphase IQ در 10 سال یا 7300 سیکل به پایان می رسد، هر چه زودتر اتفاق بیفتد.

نصب کننده خورشیدی Sunrunگفتباتری ها می توانند بین 5 تا 15 سال دوام بیاورند. این بدان معناست که احتمالاً در طول عمر 20 تا 30 ساله منظومه شمسی به جایگزینی نیاز خواهد بود.

امید به عمر باتری بیشتر به چرخه های استفاده بستگی دارد. همانطور که در ضمانت‌نامه‌های محصولات ال‌جی و تسلا نشان داده شده است، آستانه‌های 60% یا 70% ظرفیت از طریق تعداد معینی از چرخه‌های شارژ تضمین می‌شوند.

دو سناریو استفاده باعث این تخریب می شود: شارژ بیش از حد و شارژ قطره ای،موسسه فارادی گفت. شارژ بیش از حد، عمل فشار دادن جریان به باتری است که به طور کامل شارژ شده است. انجام این کار می تواند باعث داغ شدن بیش از حد آن شود یا حتی به طور بالقوه آتش بگیرد.

شارژ قطره ای شامل فرآیندی است که در آن باتری به طور مداوم تا 100٪ شارژ می شود و به ناچار تلفات رخ می دهد. جهش بین 100٪ و کمی کمتر از 100٪ می تواند دمای داخلی را افزایش دهد، ظرفیت و طول عمر را کاهش دهد.

به گفته فارادی، یکی دیگر از دلایل تخریب در طول زمان، از بین رفتن یون های لیتیوم متحرک در باتری است. واکنش های جانبی در باتری می تواند لیتیوم قابل استفاده آزاد را به دام بیاندازد و در نتیجه ظرفیت را به تدریج کاهش دهد.

در حالی که دمای سرد می تواند عملکرد باتری لیتیوم یونی را متوقف کند، در واقع باتری را تخریب نمی کند یا عمر موثر آن را کوتاه نمی کند. به گفته فارادی، با این حال، عمر کلی باتری در دماهای بالا کاهش می یابد. این به این دلیل است که الکترولیت بین الکترودها در دمای بالا شکسته می شود و باعث می شود باتری ظرفیت خود را برای انتقال لیتیوم یون از دست بدهد. این می تواند تعداد یون های لیتیوم را که الکترود می تواند در ساختار خود بپذیرد کاهش دهد و ظرفیت باتری لیتیوم یون را کاهش دهد.

تعمیر و نگهداری

توسط آزمایشگاه ملی انرژی‌های تجدیدپذیر (NREL) توصیه می‌شود که یک باتری را در مکانی خشک و خنک، ترجیحاً گاراژ، جایی که ضربه آتش‌سوزییک تهدید کوچک اما غیر صفر) ممکن است به حداقل برسد. باتری ها و اجزای اطراف آنها باید دارای فاصله مناسب برای خنک شدن باشند و بررسی های منظم تعمیر و نگهداری می تواند برای اطمینان از عملکرد بهینه مفید باشد.

NREL گفت که در صورت امکان، از تخلیه مجدد و عمیق باتری ها خودداری کنید، زیرا هر چه بیشتر تخلیه شود، طول عمر آن کمتر می شود. اگر باتری خانه هر روز عمیقاً خالی می شود، ممکن است زمان آن رسیده باشد که اندازه بانک باتری را افزایش دهید.

NREL گفت: باتری های سری باید با همان شارژ نگه داشته شوند. اگرچه کل بانک باتری ممکن است شارژ کلی 24 ولت را نشان دهد، ولتاژ متفاوتی در بین باتری‌ها وجود دارد که برای محافظت از کل سیستم در طولانی مدت مفید نیست. علاوه بر این، NREL توصیه می کند که نقاط تنظیم ولتاژ صحیح برای شارژرها و کنترل کننده های شارژ، همانطور که توسط سازنده تعیین می شود، تنظیم شود.

NREL گفت که بازرسی ها نیز باید مکررا انجام شود. برخی از مواردی که باید به دنبال آنها باشید عبارتند از نشتی (جمع شدن در قسمت بیرونی باتری)، سطح مناسب مایعات و ولتاژ برابر. NREL گفت هر سازنده باتری ممکن است توصیه های بیشتری داشته باشد، بنابراین بررسی نگهداری و برگه های داده روی باتری بهترین روش است.