Bylo vám někdy řečeno, že můžete pohodlně skladovat solární energii? Existuje asi 6 různých typů systémů pro skladování solární energie, které si můžete podle potřeby osvojit. Tento článek byl vytvořen, aby vás o nich informoval.
Skladování energie je jedním z nejkrásnějších a fascinujících vynálezů lidstva. Je to jedna z mála výhod, které Země získala z našich činností. Systémy akumulace solární energie činí využití solární energie atraktivnějším. Vzhledem k tomu, že slunce produkuje hodinové záření, které je dostatečné pro pokrytí našich ročních energetických požadavků, lze dodatečnou energii uložit pro použití, když není žádné sluneční světlo.
Jako majitel domu, který má solární panely, máte možnosti, které byly uvedeny v tomto článku jako způsoby, jak ukládat solární energii. Tyto možnosti zahrnují použití turbín, skladování energie mimo síť, skladování na síti, výrobu solárních paliv a solárních jezírek.
Kromě výhody záložního napájení v případě výpadku elektrické sítě z veřejné rozvodné sítě vám aplikace jakéhokoli typu solárních akumulačních systémů pomáhá využít sazby za dobu používání (TOU). Sazby TOU představují společnosti rozvodné sítě za dané období, které si účtují vyšší poplatky za elektřinu kvůli vysokým energetickým nárokům na síť během těchto období.
Obsah
O systémech skladování solární energie
Obecně platí, že systémy pro skladování energie jsou zaváděny tak, aby zachycovaly elektřinu, ukládaly ji jako chemickou, mechanickou nebo tepelnou energii a v případě potřeby ji uvolňovaly zpět jako elektrickou energii. Skladování energie šetří přebytečnou energii generovanou během špiček pro budoucí použití.
Různé typy systémů skladování solární energie mohou být přijaty tak, aby měly záložní energii, když síť vypadne, a aby se snížilo množství peněz vynaložených na účty za elektřinu.
Jak se staví systémy skladování solární energie
Než se podíváme na to, jak se staví systémy pro skladování solární energie, musíme se stručně podívat na obecné způsoby, jakými lze obnovit energii z obnovitelných zdrojů. Obnovitelná energie může být skladována chemicky a mechanicky. Skladování je založeno na některých fyzikálních principech hmoty.
Prvním principem, na kterém jsou postaveny systémy pro skladování solární energie, je změna teploty materiálu při jeho zahřívání nebo ochlazování. Hmota prochází hromadným ohřevem, kdy hodnota akumulované energie je úměrná měrné tepelné kapacitě použitého materiálu. To vede k jevu označovanému jako rozumné vytápění.
Druhým principem, na kterém mohou být solární akumulační systémy postaveny, je princip hmoty schopné absorbovat nebo uvolňovat latentní teplo při fázovém přechodu. Pokud je určitý fázový přechod doprovázen absorpcí tepla, opačný proces uvolní stejné množství tepla, takže energie může být uložena tak dlouho, dokud je určitá fáze hmoty zachována.
Třetí je založen na chemických reakcích. Energie zde vytváří chemické sloučeniny s vysokoenergetickými chemickými vazbami, které pak při narušení uvolňují svou energii.
Energii lze ukládat prostřednictvím tvorby slabých chemických vazeb, jako je například fyzisorpce molekul vody na silikagelu. Energii lze ukládat také tvorbou pevnějších vazeb, jako je oxidace křemíku na oxid křemíku (chemisorpce). Hustota energie je nejnižší u materiálů, které uchovávají chemickou energii díky fyzisorpci, a nejvyšší u materiálů, které ukládají chemickou energii prostřednictvím chemisorpce. Akumulační kapacita akumulačního systému bude ekvivalentní spotřebovanému teplu nebo volné energii reakce.
Čtvrtým principem, který lze použít pro solární akumulační systémy, je disociace párů elektron-díra v zařízeních pro ukládání elektrické energie, jako jsou baterie. Fotony mohou být přímo zachyceny ze slunce a uloženy v těchto bateriích.
Některé z těchto principů řídí konstrukci různých typů systémů pro skladování solární energie.
6 typů systémů skladování solární energie
Typy systémů skladování solární energie jsou:
- Solární úložný systém Offgrid/Použití baterií
- Solární úložný systém na síti
- Hybridní solární úložné systémy
- Solární paliva
- Solární jezírka
- Stratifikované systémy skladování solární energie
1. Offgrid solární úložný systém/Použití baterií
Ti, kteří používají tento typ solárního akumulačního systému, nejsou připojeni k veřejné rozvodné síti. Abyste mohli používat systém off-grid, budete potřebovat dostatek baterií pro skladování. I váš solární systém by měl být postaven tak, aby byl váš domov napájen po celý rok.
Baterie jsou rozděleny do kategorií podle chemických metod skladování energie. Přeměňují chemickou energii na elektrickou energii. To umožňují elektrochemické články používané při výrobě těchto baterií.
Elektrochemické články v bateriích jsou dvě elektrody, katoda a anoda. Tyto články jsou také elektrickými vodiči a jsou odděleny separátorem. Samotný separátor je vyroben z
V baterii je také elektrolyt (mezi katodou a anodou) složený z iontů. Tyto ionty reagují s vodivými materiály katody a anody. Tato reakce vytváří v baterii elektrický proud.
Baterie jsou vyrobeny z různých materiálů, přicházejí v různých velikostech a značkách. Na základě použitého materiálu máme
Olověné baterie jsou nejstarší a nejlevnější baterie používané při skladování solární energie. Mají však nízkou hloubku vybití, a proto potřebují výměnu rychleji než jiné baterie. Lithium-iontové baterie se lépe používají jako typy solárních skladovacích systémů v obytných domech. Jsou dražší, ale mají delší životnost než jejich olověné protějšky. Mají také vysokou hustotu energie, díky čemuž jsou schopny ukládat energii v malých prostorách.
Následují nikl-kadmiové baterie. Jsou běžné ve velkých energetických projektech, protože odolávají vysokým teplotám. Toxicita spojená s Ni-Cd bateriemi a obtížná likvidace kadmia je hlavním omezením při používání Ni-Cd baterií. Průtokové baterie jsou největší a nejdražší baterie. Jsou nejlepší pro instalaci ve velkém měřítku. Mají nízkou skladovací kapacitu a rychlost nabíjení-vybíjení.
2. Solární úložný systém na síti
Úložné systémy na síti jsou také známé jako systémy vázané na síť. Tento systém využívá standardní síťový střídač a nemá žádné bateriové úložiště. Jako majitel domu, který využívá solární energii, můžete část energie skladovat ve veřejné rozvodné síti. Přebytečnou solární energii vyrobenou ve vašem domě lze exportovat výměnou za některé kredity nebo výkupní ceny (FiT).
Feed-in_Carifs_(FIT) jsou pevné ceny elektřiny, které obdržíte za každou jednotku elektrické energie, kterou vyrobíte ze svých domácích solárních panelů a uložíte do veřejné rozvodné sítě.
Pro zákazníka, který používá tento systém vázaný na síť, když solární panely produkují více, než využívají, můžete poslat energii zpět do sítě. Když je vaše zátěž vyšší než to, co generuje slunce, lze dodatečnou energii zakoupit také z veřejné rozvodné sítě.
Než se pustíte do tohoto typu systému skladování solární energie, musíte pochopit, že kdykoli dojde k výpadku proudu, vaše panely vám nedodají elektřinu. Je to z bezpečnostních důvodů, protože řadoví pracovníci pracující na elektrických vedeních potřebují vědět, že neexistuje žádný zdroj napájející síť. To jednoduše znamená, že si během výpadku proudu nemáte ten luxus užívat trochu energie.
Tento typ systému skladování solární energie je pro vás ideální, pokud chcete snížit svůj účet za energii a využívat výhod solárních pobídek.
3. Hybridní solární úložné systémy
Hybridní energetický systém je takový, kde se pro výrobu energie používá kombinace dvou nebo více energetických systémů. To by mohla být kombinace solární technologie a větrné turbíny pro výrobu energie.
Hybridní solární zásobník může být kombinací solárních akumulátorů a veřejné rozvodné sítě. Při použití tohoto typu solárního skladovacího systému se generovaná solární energie ukládá do baterií, zatímco zákazník využívá veřejné služby. Po vyčerpání energie v bateriích se můžete pohodlně přepnout do veřejné sítě. Na druhou stranu, když dojde k výpadku proudu z veřejné sítě, můžete přejít i na své baterie.
4. Solární paliva
Tento typ systému skladování solární energie je stále ve vývoji. Na komerčním trhu s energií to v současnosti není příliš běžné. Solární paliva jsou syntetické chemikálie, jako je vodík, čpavek a hydrazin, které se vyrábějí a skladují po dobu, kdy není sluneční světlo.
Výroba solárních paliv může být z elektřiny ze solárních panelů (elektrochemicky), z tepelného tepla generovaného koncentrovanou sluneční energií (termochemicky), umělou fotosyntézou (fotobiologická) nebo z fotonů (fotochemicky). Všechny tyto fungují tak, že řídí některé chemické reakce, které prosvětlují sluneční energii na chemickou energii.
Solární paliva lze také vyrábět přímo nebo nepřímo. Přímé procesy produkují solární paliva ze slunečního světla bez přechodné přeměny energie. Nepřímé procesy nejprve přeměňují sluneční energii na jinou formu energie (biomasu nebo elektřinu) a tato energie je dále využívána k výrobě paliva.
Při přeměně energie se určité množství energie ztrácí. To je důvod, proč jsou nepřímé procesy méně efektivní než přímé procesy. Nepřímé procesy jsou však snadněji implementovatelné. Vědci provádějí další výzkumy, jak zlepšit přímé procesy výroby solárních paliv.
Solární paliva lze skladovat co nejdéle. Mohou být také přepravovány z jednoho místa na druhé a přepravovány kamkoli, což z nich činí cenný a flexibilní zdroj pro spolehlivější elektrickou síť.
5. Stratifikovaný systém skladování solární energie
Sluneční energii lze využít a využít dvěma způsoby; pomocí FV článků a pomocí CSP. Stratifikovaný systém ukládání energie pracuje s CSP. Zahrnuje akumulaci sluneční energie jako tepelné energie, kterou lze v případě potřeby přeměnit na elektřinu.
Zásobníky teplé vody známé také jako zásobníky teplé vody, zásobníky tepla nebo tepelné zásobníky slouží k akumulaci vody pro vytápění nebo pro domácí účely.
Teplá voda je uložena v izolované nádrži po dobu jak. Pokud má být energie využita k výrobě elektřiny, teplo se použije k vaření vody a vzniklá pára pohání turbínu, která vyrábí elektřinu.
6. Solární jezírka
Solární jezírka také pracují s koncentračními solárně-tepelnými systémy.
Solární jezírko je vodní útvar, který shromažďuje a ukládá sluneční energii jako teplo. Jeho pracovní princip je opakem přirozené konvekce. Přirozeně, když sluneční světlo dopadne na slané jezírko, nejprve ohřeje vodu na dně jezírka. Tato voda se stává méně hustá a díky konvekci její molekuly stoupají na povrch.
U solárních jezírek je tomu naopak. Jezírka jsou postavena tak, aby bránila konvekci. Jezírko přijímá sůl v množství, které stačí k úplnému nasycení vody na dně. Když se voda zahřeje, jako obvykle, vysoce slaná a teplejší voda se úplně nesmíchá s méně slanou a chladnější vodou na povrchu.
Míchání je mírné a konvekce probíhá odděleně v horní a spodní vodě. Tento efekt výrazně snižuje tepelné ztráty. Slanější voda se může zahřát až na 90 ℃, zatímco horní část udržuje teplotu až 30 ℃
Později může být horká voda s vyšším obsahem soli vedena do turbíny, která se otočí k výrobě elektřiny, když je poptávka vysoká.
Nejčastější dotazy
Kolik systémů pro skladování solární energie existuje?
Systémy pro skladování solární energie se neomezují pouze na pět diskutovaných v tomto článku. Je jich pěkná řada, většina z nich se teprve vyvíjí. Tento článek vysvětlil ty, které jsou běžné na komerčním trhu s energií.
Jaký je nejlepší způsob skladování solární energie?
Neexistuje žádný nejlepší způsob skladování solární energie. Váš výběr konkrétního typu systému skladování solární energie by se měl řídit vašimi potřebami, rozpočtem a umístěním. Pro budovy umístěné daleko od veřejné sítě budou vhodné systémy skladování mimo síť. Budovy, které jsou již připojeny k síti, ale potřebují nějakou záložní energii, budou vyžadovat hybridní úložný systém.
Vyplatí se skladování solárních baterií?
Ano oni jsou. Baterie vás mohou udržet v chodu při výpadku proudu z veřejné rozvodné sítě. V závislosti na vašem rozpočtu si můžete koupit baterie, které mají životnost až 7 let.
Jak dlouho lze solární energii skladovat?
Skladovací systémy mají různé energetické a výkonové kapacity. Energetická kapacita (měřená v kilowattech za hodinu) je množství energie, které lze uložit, zatímco kapacita energie (měřená v kilowattech) je množství energie, které lze kdykoli uvolnit. To určuje, jak dlouho může úložný systém sloužit při napájení zátěže.
Doporučení
- Jak se ukládá solární energie v rostlinách | Praktické vysvětlení
. - Skladování solární energie ve vodě | Hoax nebo realita
. - Top 40 společností zabývajících se solární energií podle zemí
. - Na co nezapomenout při navrhování solárního systému pouličního osvětlení
. - Top 6 zdrojů energie šetrných k životnímu prostředí