Ali so litij ionske baterije najboljša možnost za shranjevanje električne energije iz sončnih elektrarn?

Islandija in Paragvaj se morda na prvi pogled zdita povsem različni državi, vendar imata eno skupno lastnost: skoraj 100 % sta odvisni od obnovljive energije.

Zakaj torej velike države, kot so ZDA, težko dosežejo že 20 % proizvodnje energije (1) iz obnovljivih virov? Obstaja veliko odgovorov na to vprašanje, a eden, ki ga boste pogosto zasledili, je sledeči: Obnovljivi viri energije niso 100% dostopni vedno in povsod, kar pomeni, da so občasni in niso dovolj zanesljivi za obratovanje celotne države.

To je delno res. Dve glavni obliki obnovljive energije – sončna in vetrna energija – veljata za občasna vira, saj sonce ne sije vedno in veter ravno tako ne piha vsak dan. Vendar pa nove tehnologije za shranjevanje energije, kot so litij ionske baterije, omogočajo napajanje domov s sončno energijo 24 ur na dan.

V tem prispevku bomo razložili kaj sploh so litij ionske baterije, preverili, koliko stanejo in razpravljali o njihovih prednostih in slabostih.

Kaj so litij ionske baterije?

Litijeve sončne baterije so rešitev za shranjevanje energije za ponovno polnjenje, in jih je mogoče povezati s sistemom sončne energije za shranjevanje presežne sončne energije. Litij ionske baterije se običajno uporabljajo v elektroniki za ponovno polnjenje, kot so mobilni telefoni in v električnih vozilih.

litij-ionske-baterije

Leta 2015 je priljubljen proizvajalec električnih vozil Tesla objavil svojo novo litij ionsko solarno baterijo Powerwall 1 (2), ki jo je navdihnila tehnologija, uporabljena pa je v njihovih električnih vozilih.

Predstavitev Powerwall 1 je sprožila hudo razpravo in raziskave o shranjevanju energije in razvoju stroškovno učinkovitih sončnih baterij. To je tudi spodbudilo Teslo, da je bil eden izmed najboljših proizvajalcev baterij v ZDA. Powerwall je utrl pot prihodnosti litij ionskih sončnih baterij – določil je cene baterij za shranjevanje energije, spodbudil naložbe v sektor za shranjevanje energije in ustvaril upanje, da bi tehnologija baterij lahko postalča cenovno dostopna za povprečne zasebne stranke.

Pred razvojem Tesla Powerwall je bila večina sistemov za shranjevanje sončne energije sestavljena iz svinčevih baterij. Vendar pa je danes na trgu velika izbira litij ionskih sončnih baterij, tako da lahko vsak lastnik stanovanja najde pravo možnost zase.

Toda kljub vsej popularnosti te nove tehnologije so industrija in analitiki pozabili postaviti eno preprosto vprašanje. Ali so litij ionske baterije res najboljše baterije za sisteme solarnih panelov?

Strokovnjak za sončno energijo Will White razloži, kako delujejo litij ionske baterije v spodnjem videu:

Koliko stanejo litij ionske sončne baterije?

Največja skrb večine lastnikov stanovanj je, koliko jih bo stal sistem za shranjevanje energije. Skupni stroški namestitve sistema za shranjevanje litijevih baterij bi lahko znašali od 6.000 do več kot 25.000 evrov – odvisno od moči sončne elektrarne.

Cena se lahko razlikuje glede na:

  • Katerega proizvajalca izberete
  • Lastnosti, ki jih ima baterija
  • Koliko baterij potrebujete
  • Stroške namestitve

Stroški vgradnje litij ionskih baterij so precej višji od stroškov vgradnje svinčevih baterij. Namestitev svinčeno-kislinske baterije lahko stane od 4.000 do največ 13.000 evrov – veliko nižje od stroškov namestitve litij ionskih solarnih baterij.

Zakaj torej ljudje še naprej izbirajo litij ionske baterije? Višja cena namreč prinaša številne dodatne prednosti, ki jih ne morete dobiti s svinčevimi baterijami, kar za nekatere upravičuje višje stroške.

Kakšne so prednosti in slabosti litij ionske baterije?

Razlog, zakaj je uvedba litij ionskih solarnih baterij pretresla solarno industrijo, je ta, da tehnologija ponuja številne prednosti pred svinčevimi baterijami.

Vendar pa obstaja nekaj primerov, v katerih je lahko svinčeva baterija prava izbira baterije za shranjevanje vaše sončne energije.

Prednosti litij ionskih solarnih baterij

  • Večja globina praznjenja (DoD)
  • Dolga življenjska doba
  • Večja energijska gostota
  • Visoka učinkovitost
  • Manj vzdrževanja
delovanje litijske baterije
Shematski prikaz delovanja litij ionske baterije (VIR 3)

Globina praznjenja

Globina praznjenja ali DoD (DoD – depth of discharge) je količina shranjene energije v bateriji, ki je bila porabljena v primerjavi s skupno zmogljivostjo baterije. Večina baterij je opremljena s priporočenim DoD, da se ohrani zdravje baterije.

Litijeve baterije so baterije globokega cikla, zato imajo DoD približno 95 %. Številne svinčeve baterije imajo samo 50 % DoD. To pomeni, da lahko v litij ionski bateriji porabite več shranjene energije, ne da bi jo morali pogosto polniti.

Dolga življenjska doba

Ker imajo litij ionske baterije visok DoD in jih ni treba polniti tako pogosto, imajo dolgo življenjsko dobo.

Večina litij ionskih sončnih baterij ima minimalno zajamčeno življenjsko dobo približno 10 let ali življenjsko dobo cikla 10.000 ciklov – kar nastopi prej. Po drugi strani imajo svinčene baterije le približno 5 let zajamčene življenjske dobe.

Večja energijska gostota

Energijska gostota baterije pomeni, koliko moči lahko baterija zadrži glede na fizično velikost baterije.

Litij ionske baterije lahko shranijo več energije, ne da bi zavzele toliko prostora kot svinčeno-kislinska baterija, kar je odlično za domove, kjer je prostor omejen.

Visoka učinkovitost

Litijeve baterije imajo višjo oceno učinkovitosti povratne vožnje kot druge vrste sončnih baterij na trgu.

Učinkovitost se nanaša na količino uporabne energije, ki jo dobite iz baterije, v primerjavi s količino energije, ki je bila potrebna za njeno shranjevanje. Litij ionske baterije imajo izkoristek med 90 in 95 %.

Manj vzdrževanja

To, da vam ni treba skrbeti za redno vzdrževanje, je ena tistih prednosti, za katere preprosto ne morete določiti cene.

Litij ionske sončne baterije ne potrebujejo vzdrževanja tako kot svinčeve baterije.

Slabosti litij ionskih sončnih baterij

  • Visoka cena
  • Izguba toplote

Visoka cena

Litij ionske baterije so ponavadi najdražja možnost za shranjevanje baterij, zlasti v primerjavi s svinčevimi baterijami.

Dobra novica je, da sistemi sončnih baterij izpolnjujejo pogoje za spodbude, kot je zvezni davčni dobropis, ki pomaga, da so litij-ionske baterije bolj dostopne. Poleg tega, čeprav so svinčene baterije morda cenejše – jih je treba zamenjati pogosteje kot dolgotrajne litij-ionske sisteme.

Izguba toplote

Litij-ionske baterije imajo večje tveganje izgube toplotne, kar pomeni, da se vnamejo. Vendar je to tveganje za pravilno nameščeno litij-ionsko solarno baterijo majhno.

shranjevanje-energije

Kdaj je litij ionska sončna baterija najboljša izbira?

Litij ionske baterije so najboljši sistem za shranjevanje sončne energije za vsakodnevno uporabo v stanovanjih, saj zavzamejo malo prostora, hkrati pa shranijo precejšnjo količino energije. Poleg tega njihov visok DoD pomeni, da lahko porabite več shranjene energije.

Baterija bo zdržala dlje, zato je ne bo treba menjati tako pogosto kot svinčevo baterijo. Poleg tega njihova višja učinkovitost pomeni, da lahko porabite več energije, ki jo proizvajajo in shranjujejo vaši sončni paneli, kar vam daje več energije za vaš denar.

Vendar pa bi lahko v nekaterih primerih druge vrste baterij, kot so svinčeno-kislinske baterije, delovale bolje za vas. To še posebej velja, če uporabljate sončno baterijo samo kot rezervno shranjevanje energije. Ker rezervne baterije ne boste redno praznili, nižji DoD in življenjska doba nista tako pomembna, zato dodatni stroški za te funkcije ne bodo potrebni.

Svinčevo-kislinske baterije so priljubljene tudi za projekte sončnega sistema zunaj omrežja, ki se ne uporabljajo redno – kot so npr. počitniške kabine. Toda za vsakodnevno uporabo je verjetno najboljša izbira litij ionska solarna baterija.

Ne glede na to, ali gre za rezervno baterijo izven omrežja ali za sončni sistem, povezan z omrežjem, vam lahko shranjevanje energije pomaga pri delovanju s čisto energijo.

Obrnite se naše strokovnjake in skupaj bomo poiskali najboljši sistem solarnih baterij za združevanje z vašimi sončnimi paneli.

  • VIR (1) EIA
  • VIR (2) Solar reviews
  • VIR (3) ThermoFisher Scientific