Jesu li vam ikada rekli da možete udobno pohraniti sunčevu energiju? Postoji oko 6 različitih vrsta sustava za pohranu solarne energije koje možete usvojiti kada vam odgovara. Ovaj članak je stvoren da vas prosvijetli o njima.
Skladištenje energije jedan je od prekrasnih intrigantnih izuma čovječanstva. To je jedna od rijetkih dobrobiti koje je Zemlja dobila od naših aktivnosti. Sustavi za pohranu solarne energije čine korištenje sunčeve energije privlačnijim. Budući da sunce proizvodi zračenje u jednom satu koje je dovoljno da zadovolji naše godišnje potrebe za energijom, dodatna energija se može pohraniti za korištenje kada nema sunčeve svjetlosti.
Kao vlasnik kuće koji ima solarne panele, imate opcije koje su dane u ovom članku kao načine na koje možete pohraniti solarnu energiju. Ove opcije uključuju korištenje turbina, skladištenje energije izvan mreže, skladištenje energije u mreži, proizvodnju solarnih goriva i solarna jezera.
Uz prednost rezervnog napajanja u slučaju nestanka struje u javnoj komunalnoj mreži, primjena bilo koje vrste solarnih sustava za pohranu pomaže vam da iskoristite prednost stope vremena korištenja (TOU). Stope TOU-a su komunalne mreže koje tvrtke naplaćuju više za električnu energiju zbog velikih energetskih zahtjeva u mreži tijekom tih razdoblja.
Pregled sadržaja
O sustavima za pohranu solarne energije
Općenito, sustavi za pohranu energije postavljaju se kako bi uhvatili električnu energiju, pohranili je kao kemijsku, mehaničku ili toplinsku energiju i otpustili je natrag kao električnu energiju kada je to potrebno. Skladištenje energije štedi višak energije proizveden tijekom vršnih razdoblja za buduću upotrebu.
Različite vrste sustava za pohranu solarne energije mogu se usvojiti kako bi imali rezervno napajanje kada se mreža pokvari i kako bi se smanjila količina novca potrošenog na račune za struju.
Kako su izgrađeni sustavi za pohranu solarne energije
Prije nego pogledamo kako su izgrađeni sustavi za skladištenje solarne energije, moramo ukratko pogledati općenite načine na koje se obnovljiva energija može pohraniti. Obnovljiva energija se može skladištiti kemijski i mehanički. Skladištenje se temelji na nekim fizičkim principima materije.
Prvi princip na kojem su izgrađeni sustavi za pohranu solarne energije je promjena temperature u materijalu pri njegovom zagrijavanju ili hlađenju. Materija doživljava masovno zagrijavanje, pri čemu je vrijednost pohranjene energije proporcionalna specifičnom toplinskom kapacitetu korištenog materijala. To dovodi do fenomena koji se naziva razumno zagrijavanje.
Drugi princip na kojem se mogu izgraditi solarni sustavi za pohranu je princip da materija može apsorbirati ili otpustiti latentnu toplinu nakon faznog prijelaza. Ako je određeni fazni prijelaz popraćen apsorpcijom topline, obrnuti proces će osloboditi istu količinu topline, tako da se energija može pohraniti sve dok se određena faza materije održava.
Treći se temelji na kemijskim reakcijama. Ovdje energija stvara kemijske spojeve s visokoenergetskim kemijskim vezama, koje zatim oslobađaju svoju energiju nakon prekida.
Energija se može pohraniti stvaranjem slabih kemijskih veza, kao što je fizička apsorpcija molekula vode na silika gelu. Energija se također može pohraniti stvaranjem jačih veza, kao što je oksidacija silicija u silicij oksid (kemisorpcija). Gustoća energije najniža je u materijalima koji pohranjuju kemijsku energiju zbog fiziorpcije, a najveća u onima koji pohranjuju kemijsku energiju kemisorpcijom. Kapacitet skladišnog sustava bit će jednak utrošenoj toplini ili slobodnoj energiji reakcije.
Četvrti princip koji se može koristiti za solarne sustave za pohranu je onaj odvajanja parova elektron-rupa u uređajima za pohranu električne energije kao što su baterije. Fotoni se mogu izravno uhvatiti od sunca i pohraniti u ove baterije.
Neki od ovih principa vode konstrukciju različitih vrsta sustava za pohranu solarne energije.
6 vrsta sustava za pohranu solarne energije
Vrste sustava za skladištenje solarne energije su:
- Offgrid solarni sustav za pohranu/Upotreba baterija
- Solarni sustav za pohranu na mreži
- Hibridni solarni sustavi za pohranu
- Solarna goriva
- Solarni ribnjaci
- Stratificirani sustavi za pohranu solarne energije
1. Offmrežni solarni sustav za pohranu/korištenje baterija
Oni koji koriste ovu vrstu solarnog sustava za skladištenje nisu priključeni na komunalnu mrežu. Da biste koristili sustav izvan mreže, morat ćete imati dovoljno baterija za pohranu. Vaš solarni sustav također treba biti izgrađen na način da će vaš dom biti napajan tijekom cijele godine.
Baterije su kategorizirane prema kemijskim metodama skladištenja energije. Oni pretvaraju kemijsku energiju u električnu energiju. To je omogućeno elektrokemijskim ćelijama koje se koriste u proizvodnji ovih baterija.
Elektrokemijske ćelije u baterijama su dvije elektrode, katoda i anoda. Ove ćelije su također električni vodiči i odvojene su separatorom. Sam separator je napravljen od
Također u bateriji je elektrolit (između katode i anode) sastavljen od iona. Ti ioni reagiraju s vodljivim materijalima katode i anode. Ova reakcija stvara električnu struju u bateriji.
Baterije su izrađene od različitih materijala, dolaze u različitim veličinama i markama. Na temelju korištenog materijala imamo
Olovne baterije su najstarije i najjeftinije baterije koje se koriste u pohranjivanju sunčeve energije. Međutim, imaju malu dubinu pražnjenja, pa im je potrebna zamjena brže od ostalih baterija. Litij-ionske baterije bolje se koriste kao vrste solarnih sustava za pohranu u stambenim kućama. Oni su skuplji, ali imaju duži vijek trajanja od svojih olovnih kolega. Također imaju veliku gustoću energije što ih čini sposobnim pohranjivati energiju u malim prostorima.
Sljedeće su nikl-kadmijeve baterije. Uobičajeni su u velikim energetskim projektima jer podnose visoke temperature. Toksičnost povezana s Ni-Cd baterijama i poteškoća u odlaganju kadmija glavno je ograničenje u korištenju Ni-Cd baterija. Protočne baterije su najveće i najskuplje baterije. Oni su najbolji za instalaciju velikih razmjera. Imaju mali kapacitet skladištenja i brzinu punjenja-pražnjenja.
2. Solarni sustav za pohranu na mreži
Sustavi za pohranu na mreži poznati su i kao sustavi vezani uz mrežu. Ovaj sustav koristi standardni mrežni inverter i nema nikakvu bateriju. Kao vlasnik kuće koji koristi solarnu energiju, dio energije možete pohraniti na javnu komunalnu mrežu. Višak solarne energije proizveden u vašem domu može se izvoziti u zamjenu za neke kredite ili feed-in-tarife (FiT).
Povlaštene_tarife_(FIT) su fiksne cijene električne energije koje ćete dobiti za svaku jedinicu električne energije koju proizvedete iz svojih kućnih solarnih panela i pohranite u javnu komunalnu mrežu.
Za kupca koji koristi ovaj mrežni sustav, kada solarni paneli proizvode više nego što koriste, možete poslati energiju natrag u mrežu. Kada je vaše opterećenje veće od onoga što stvara sunce, dodatnu energiju možete kupiti i iz javne komunalne mreže.
Prije nego što se odlučite za ovu vrstu sustava za pohranu solarne energije, morate razumjeti da kad god dođe do nestanka struje, vaši paneli vas neće opskrbljivati električnom energijom. To je iz sigurnosnih razloga jer linijski radnici koji rade na dalekovodima moraju znati da nema izvora koji napaja mrežu. To jednostavno implicira da nemate luksuz uživati u snazi tijekom nestanka struje.
Ova vrsta sustava za pohranu solarne energije savršena je za vas ako želite smanjiti račun za energiju i imati koristi od solarnih poticaja.
3. Hibridni solarni sustavi za pohranu
Hibridni energetski sustav je onaj u kojem se za proizvodnju energije koristi kombinacija dva ili više energetskih sustava. To bi mogla biti kombinacija solarne tehnologije i vjetroturbine za proizvodnju energije.
Hibridni solarni sustav za pohranu može biti kombinacija solarnih baterija i komunalne mreže. Kada se koristi ova vrsta solarnog sustava za pohranu, proizvedena solarna energija pohranjuje se u baterije dok se korisnik koristi javnim komunalnim uslugama. Kada se energija u baterijama potroši, možete se udobno prebaciti na komunalnu mrežu. S druge strane, kada dođe do nestanka struje iz komunalne mreže, možete se prebaciti i na svoje baterije.
4. Solarna goriva
Ova vrsta sustava za pohranu solarne energije je još uvijek u tijeku. Trenutno nije uobičajeno na komercijalnom tržištu energije. Solarna goriva su sintetičke kemikalije kao što su vodik, amonijak i hidrazin koje se proizvode i pohranjuju u razdoblju kada nema sunčeve svjetlosti.
Proizvodnja solarnih goriva može biti iz električne energije iz solarnih panela (elektrokemijski), iz toplinske topline dobivene iz koncentrirane sunčeve energije (termokemijski), umjetnom fotosintezom (fotobiološka) ili iz fotona (fotokemijski). Sve to djeluje tako što pokreće neke kemijske reakcije koje pretvaraju sunčevu energiju u kemijsku energiju.
Solarna goriva također se mogu proizvoditi izravno ili neizravno. Izravni procesi proizvode solarna goriva iz sunčeve svjetlosti bez posredne pretvorbe energije. Neizravni procesi prvo pretvaraju sunčevu energiju u drugi oblik energije (biomasu ili električnu energiju), a ta se energija dalje koristi za proizvodnju goriva.
Tijekom pretvorbe energije gubi se određena količina energije. To je razlog zašto su neizravni procesi manje učinkoviti od izravnih procesa. Međutim, neizravne je procese lakše provesti. Znanstvenici provode više istraživanja o tome kako poboljšati izravne procese za proizvodnju solarnih goriva.
Solarna goriva mogu se skladištiti što je dulje moguće. Također se mogu transportirati s jednog mjesta na drugo i bilo gdje, što ih čini vrijednim i fleksibilnim resursom za pouzdaniju električnu mrežu.
5. Stratificirani sustav za pohranu solarne energije
Sunčeva energija može se iskoristiti i koristiti na dva načina; korištenjem PV ćelija i korištenjem CSP-a. Stratificirani sustav za pohranu energije radi s CSP-om. Uključuje pohranu sunčeve energije kao toplinske energije koja se po potrebi može pretvoriti u električnu energiju.
Ovdje se spremnici tople vode također poznati kao bojleri tople vode, spremnici topline ili spremnici topline koriste za pohranu vode za grijanje prostora ili za kućanske svrhe.
Topla voda se pohranjuje u izoliranom spremniku toliko dugo. Ako se energija koristi za proizvodnju električne energije, toplina se koristi za kuhanje vode, a nastala para pokreće turbinu koja proizvodi električnu energiju.
6. Solarni ribnjaci
Solarni ribnjaci također rade sa sustavima koncentrirane solarno-termalne energije.
Solarni ribnjak je vodeno tijelo koje prikuplja i pohranjuje sunčevu energiju kao toplinu. Njegov princip rada je obrnut od prirodne konvekcije. Naravno, kada sunčeva svjetlost udari u slani ribnjak, prvo zagrijava vodu na dnu ribnjaka. Ova voda postaje manje gusta i konvekcijom se njezine molekule dižu na površinu.
U solarnim ribnjacima je obrnuto. Ribnjaci su izgrađeni da ometaju konvekciju. Ribnjak dobiva sol u količini koja je dovoljna da potpuno zasiti vodu na dnu. Kada se voda zagrije, kao i obično, jako slana i toplija voda se ne miješa u potpunosti s manje slanom i hladnijom vodom na površini.
Miješanje je blago i konvekcija se javlja odvojeno u gornjoj i donjoj vodi. Ovaj učinak uvelike smanjuje gubitak topline. Više slane vode može se zagrijati do 90 ℃, dok gornji dio održava temperaturu na čak 30 ℃
Kasnije se slana topla voda može usmjeriti u turbinu koju ona okreće za proizvodnju električne energije kada je potražnja velika.
PITANJA I ODGOVORI
Koliko sustava za pohranu solarne energije postoji?
Sustavi za pohranu solarne energije nisu ograničeni na pet navedenih u ovom članku. Ima ih dobar broj, od kojih se većina još razvija. Ovaj članak objasnio je one koji su uobičajeni na komercijalnom tržištu energije.
Koji je najbolji način pohranjivanja sunčeve energije?
Ne postoji najbolji način pohranjivanja sunčeve energije. Vaš izbor određene vrste sustava za pohranu solarne energije trebao bi biti vođen vašim potrebama, proračunom i lokacijom. Za zgrade koje se nalaze daleko od javne mreže, sustavi za skladištenje izvan mreže bit će prikladni. Zgrade koje su već spojene na mrežu, ali trebaju rezervnu snagu zahtijevat će hibridni sustav za pohranu podataka.
Isplati li se pohranjivanje solarnih baterija?
Da, jesu. Baterije vas mogu održati tijekom nestanka struje iz javne komunalne mreže. Ovisno o proračunu, možete kupiti baterije koje imaju vijek trajanja do 7 godina.
Koliko dugo se solarna energija može pohraniti?
Sustavi za pohranu imaju različite energetske i energetske kapacitete. Energetski kapacitet (mjeren u kilovatu po satu) je količina energije koja se može pohraniti, dok je kapacitet energije (mjeren u kilovatu) količina energije koja se može osloboditi u bilo kojem trenutku. To određuje koliko dugo sustav za pohranu može služiti kada napaja opterećenje.
Preporuke
- Kako se solarna energija pohranjuje u biljkama | Praktično objašnjenje
. - Skladištenje solarne energije u vodi | Prevara ili stvarnost
. - 40 najboljih tvrtki za solarnu energiju po zemljama
. - Stvari koje treba imati na umu pri projektiranju sustava solarne ulične rasvjete
. - Top 6 ekološki prihvatljivih izvora energije