Rétt eins og mismunandi gerðir af sólarrafhlöðum breyta því hvernig sólarorkukerfi er rekið og viðhaldið, munu margar gerðir af rafhlöðum hafa áhrif á afköst og viðhald sólar-plus-geymslukerfis. Ef einhver er að leita að ódýrri og endingargóðri orkugeymsluvöru gætu blýsýrurafhlöður verið leiðin til að fara, en það krefst meira viðhalds. Lithium-ion rafhlaða geymslukerfi eru almennur valkostur fyrir eigendur sólarorkukerfa sem krefjast viðhaldsfrjálsrar nálgunar, en þau henta ekki í erfiðu umhverfi.
Mismunandi viðhaldsvinnu rafhlöðunnar getur haft áhrif á hvaða orkugeymslukerfi er notað fyrir sólarorku og orkugeymslu. Eftirfarandi mun útskýra viðhaldskröfur nokkurra algengra rafhlöðuorkugeymsluvara sem notaðar eru í sólarorkuframleiðsluiðnaði: litíumjónarafhlöður, blýsýrurafhlöður, nikkel-kadmíum rafhlöður, flæðirafhlöður.
(1) Lithium-ion rafhlaða
Samkvæmt Brent Harris, stofnanda og tæknistjóra Eguana Technologies, eru litíumjónarafhlöður sú orkugeymsluvara sem er valin fyrir flestar sólarorkunotkun vegna mikils þéttleika, lítið viðhalds og lágs kostnaðar. Lithium rafhlöður eru ekki hentugar fyrir tiltekin notkun, svo sem öfga hitastig eða þar sem langtíma orkugeymsla er nauðsynleg, og aðrar rafhlöður gætu verið hagkvæmari. Stærsta viðhaldsatriðið fyrir litíumjónarafhlöður er niðurbrotshraði. Rétt eins og farsímarafhlöður eru litíum rafhlöður sem notaðar eru í orkugeymslukerfum í sólarorkuverum mjög tæmdar eftir ákveðinn fjölda hleðslna og losunar. Hönnuðir verða að skipuleggja þessa niðurbrotstíðni. Tvær algengustu gerðir af litíumjónarafhlöðum sem notaðar eru í sólar-plus-geymsluverkefnum eru litíum járnfosfat (LFP) rafhlöður og litíum nikkel mangan kóbalt (NMC) rafhlöður.
(2) Lithium iron phosphate (LFP) rafhlaða
Lithium Iron Phosphate (LFP) rafhlöður eru öruggar og endingargóðar rafhlöður. Þar sem ekkert kóbalt er notað er engin vandamál með hitauppstreymi (eldur) og engar loftræstingar eða kælingaraðgerðir eru nauðsynlegar, svo það er auðvelt að setja það upp innandyra, sem gerir það tilvalið fyrir orkugeymslu í íbúðarhúsnæði. Samkvæmt Sonnen Corporation, framleiðanda litíum járnfosfat (LFP) rafhlöður, eru rafhlöðurnar tilvalnar fyrir kyrrstæða orkugeymslu, sérstaklega þegar rafhlöðurnar þurfa að vera hjólaðar daglega til að hagræða sólarorku sjálfsnotkun og nettengda þjónustu.
Lithium Iron Phosphate (LFP) rafhlöður þurfa ekki meira viðhald, en þar sem þær eru settar upp getur það haft áhrif á afköst. Lithium rafhlöður eru nauðsynlegar til að nota rafhlöðustjórnunarkerfi (BMS) sem fylgist sjálfkrafa með hitastigi hverrar rafhlöðu, hleðslustöðu, endingu hringrásar o.s.frv. til að hámarka afköst. Svo framarlega sem orkugeymslukerfið er sett upp á viðunandi hitastigi og hæð er ekki þörf á viðhaldsráðstöfunum.
„Svo lengi sem litíum járnfosfat (LFP) rafhlöður eru geymdar og settar upp á stað sem passar við umhverfið sem varan er notuð í, er ekki þörf á reglulegu viðhaldi,“ sagði Carlos Restrepo, varaformaður tæknisviðs Sonnen. Það er mikilvægt. Rafhlöður þurfa ekki að vera undirbúnar fyrir árstíðabundnar hitabreytingar.“
Brad Hansen, forstjóri EnSync Energy, sagði: "Lithium Iron Phosphate (LFP) rafhlöður geta verið háðar ógnum frá ofhleðslu, háum hita og jafnvel líkamlegum skemmdum og álagi, þannig að öryggi þarf að gæta. Þegar rafhlöður eru notaðar í eða nálægt íbúðarrými, Að velja öruggustu rafhlöðuna sem ómissandi hluta kerfisins er mikilvæg leiðarljós.“
(3) Lithium nikkel manganese cobalt oxide (NMC) rafhlaða
Lithium Nikkel Manganese Cobalt Oxide (NMC) rafhlöður eru endingargóðar og mjög öruggar svo framarlega sem rafhlöðustjórnunarkerfi fylgist með þeim. Með því að bæta þáttum eins og nikkeli og mangani við rafhlöðuefnafræðina getur rafhlaðan geymt meira rafmagn en aðrar gerðir af litíumjónarafhlöðum.
Eins og aðrar litíum rafhlöður þurfa litíum nikkel mangan kóbalt oxíð (NMC) rafhlöður ekki meiriháttar viðhalds. Rafhlöðustjórnunarkerfi (BMS) mun fylgjast með spennu, straumi og hitastigi rafhlöðunnar til að tryggja öryggi og endingartíma.
Harris sagði frá Eguana: "Öflug aðgerð getur stytt endingu rafhlöðunnar og eftirlitskerfið skráir aðgerðina í gegnum rafhlöðustjórnunarkerfið (BMS) til að tilkynna um ábyrgðarkröfur. Í öllum hugsanlegum óöruggum rekstrarskilyrðum lokar rafhlöðustjórnunarkerfið (BMS) niður í kerfið." Rafhlöðuorkugeymslukerfi fyrirtækisins notar litíum nikkel mangan kóbaltoxíð (NMC) rafhlöður frá LG Chem.
Lithium nikkel manganese cobalt oxide (NMC) rafhlöður er hægt að nota á veturna svo framarlega sem öruggt hitastig er staðfest.
„Ef þörf er á árstíðabundnum orkugeymslukerfum ætti að geyma þau innandyra,“ sagði Harris og nefndi kanadíska vetur sem öfgafullt dæmi.
(4) Flæðisrafhlöður - sérstaklega sinkbrómíð (ZNBR) rafhlöður
Sinkbrómíð (ZNBR) flæðirafhlöður (oftast framleiddar af Primus Power) henta vel fyrir stórfelld langtíma orkugeymslukerfi. Flæðisrafhlöður nota tvo efnafræðilega íhluti sem eru leystir upp í vökva aðskilinn með skilju til að veita rafhleðslu. Sinkbrómíð (ZNBR) flæðirafhlöður hafa sinkbrómíðsölt uppleyst í raflausn. Rafhlöðutæknin sem Primus Power notar er örlítið frábrugðin hefðbundnum sinkbrómíð (ZNBR) flæðisrafhlöðum og aðskilnaður hennar þarf ekki að þrífa eða skipta um. Primus Power notar geymslugeyma til að geyma raflausn og flæðisrafhlöður þess hafa óendanlega hleðslu-úthleðslulotu án þess að frammistöðu rýrni. Flæðisrafhlöður þurfa almennt mjög lítið viðhald.
Flæðisrafhlöður eru eins og efnarafalar, svo þær eru bara kassar með rafeindatækni og rafgreiningartækjum. Primus segir að vörur sínar í Energy Pods þurfi aðeins árlegar viðhaldsheimsóknir frá löggiltum rekstrar- og viðhaldstæknimönnum (O&M) til að framkvæma reglulegar skoðanir, skipta um loftsíur og fylla á raflausn. Hægt er að nota Flow rafhlöður á veturna og hægt er að setja þær í mjög köldu aðstæður.
"Við fylgjumst með öllum rafhlöðum sem eru notaðar allan sólarhringinn til að tryggja rétta virkni og takast á við öll hugsanleg vandamál á vettvangi. Þessi gögn eru einnig aðgengileg O&M veitanda eigandans í rauntíma," sagði Jorg Heinemann, CCO hjá Primus Power. Rafhlöður eru hannaðar til að endast eins lengi og, ef ekki meira, sólarorkuver með orkugeymslulausnum og þurfa ekki viðbætur eða reglulegar skipti eins og litíumjónarafhlöður."
(5) Blýsýru rafhlaða
Það er vel þekkt að blýsýrurafhlöður eru áreiðanlegar og ódýrar. Grindarlíkar byggingar þeirra eru á kafi í súrum raflausnum, en raflausnir þeirra geta þurft langvarandi endurnýjun. Rafhlöður eru þungar vegna efnisins og sumar verða að vera settar upp á loftræstum svæðum. Rekstrar- og viðhaldsþörf þeirra er vel skilin á þessum tímapunkti, svo þau eru tilvalin fyrir flest sólar- og geymsluforrit og ætti að geyma á þurrum stað með meðalhita.
Athuga skal tengitengingar blýsýrurafgeyma nokkrum sinnum á ári til að tryggja að þær losni ekki með tímanum. Endurnýja þarf blýsýrurafhlöður reglulega með eimuðu vatni. Fiberglass separator (AGM) rafhlöður og gel blý-sýru rafhlöður eru loftþéttar og þurfa því ekki áfyllingu á raflausn.
Ef blý-sýru rafhlaðan er ekki notuð tímabundið þarf að geyma hana á réttan hátt. Trojan Battery segir að blýsýrurafhlöður tæmast sjálfar með tímanum og þurfi að hlaða þær í lágmarki jafnvel þegar þær eru ekki tengdar við hleðslu. Þessi sjálflosunarhraði er breytilegur eftir hitastigi, þar sem hár hiti eykur losunarhraða og lágt hitastig dregur úr losunarhraða.
Sérfræðingar frá Trojan Battery sögðu: "Viðhaldið sem þarf fyrir blýsýrurafhlöður er ekki mjög erfitt, en viðhaldsvinnan er mikil. Þetta á sérstaklega við um blýsýrurafhlöður sem þarf að fylla af vatni. Þegar bætt er við eimuðu vatni til að fylla á blóðsaltastig, Acid verður óvarinn. Við mælum með því að starfsmenn rafhlöðuviðhalds noti öryggisgleraugu og hanska. Ef viðskiptavinir hafa áhyggjur af rafhlöðuviðhaldi geta þeir beðið um utanaðkomandi aðstoð til að klára þetta verkefni."
(6) Nikkel-kadmíum (NiCd) rafhlaða
Nikkel-undirstaða rafhlöður eru tilvalin fyrir fjarlægar uppsetningar utan netkerfis í krefjandi forritum þar sem áreiðanlegt varaafl er krafist og reglubundið viðhald er ekki mögulegt. Þeir virka vel í miklum hita og djúpri útskrift.
EnerSys sagði að líkt og viðhaldsaðilar blýsýru rafhlöðu ættu nikkel-kadmíum (NiCd) rafhlöður að vera reglulega skoðaðar og endurnýjaðar. Þar sem nikkel-kadmíum (NiCd) rafhlöður geta starfað yfir breitt hitastigssvið þarftu ekki að búa þig undir mikinn kulda á veturna, en rafhlöður ættu ekki að geyma undir -22 gráðu F. Nikkel-kadmíum (NiCd) ) rafhlöður geta verið geymdar (ekki tengdar við hleðslu) í allt að 12 mánuði svo lengi sem umhverfið er þurrt og innan viðeigandi hitastigs.
Jay Frankhouser, forstöðumaður viðskiptaþróunar og markaðssetningar fyrir varaafl hjá EnerSys. "Spennuálestur og mælingar á rafvökvastigi á NiCd rafhlöðum geta auðveldlega gert af eiganda rafhlöðukerfisins. Eigandinn getur gert að bæta við vatni, en þeir þurfa að gera þær öryggisráðstafanir sem lýst er í uppsetningar- og notkunarhandbókinni. Á meðan getuprófun eða aðrar rafrænar prófanir ættu að vera gerðar af hæfum tæknimönnum."