Aiemmin useimmat akkujen varastointijärjestelmiä ottavat aurinkoenergian kotitalousasiakkaat käyttivät lyijyakkuja, erityisesti sellaisia, jotka olivat täysin poissa verkosta, mutta muutaman viime vuoden aikana tilanne on alkanut muuttua litiumioniakkujen lisääntyessä kotitalouksissa. energian varastointijärjestelmät. Joten kumpi on parempi energian varastointijärjestelmiin, litiumioniakut vai lyijyakut? Tässä on yleiskatsaus molempien eduista ja haitoista.
Lyijyakkusovellukset
Lyijyakkuja on käytetty 1970-luvulta lähtien aurinkoenergialaitosten varavirtalähteenä. Vaikka ne ovat samanlaisia kuin perinteiset autojen akut, kotitalouksien energianvarastointijärjestelmissä käytettävät akut tunnetaan syväkiertoakkuina, koska ne purkautuvat ja latautuvat useammin kuin useimmat autojen akut.
Perinteisesti lyijyakut maksavat vähemmän kuin litiumioniakut, mikä tekee niistä houkuttelevampia yksityisasiakkaille. Niiden käyttöikä on kuitenkin paljon lyhyempi kuin litiumioniakuilla.
Lyijyakuilla on lyhyempi käyttöikä kuin litiumioniakuilla. Vaikka jotkin lyijyakkukennot voidaan ladata ja purkaa jopa 1,000 kertaa, litiumioniakkuja voidaan ladata ja purkaa 1,000 - 4,000 kertaa.
Useimpien lyijyakkujen käyttöikä on noin 5 vuotta ja niillä on takuu. Tämän seurauksena kotitalousasiakkaiden on vaihdettava lyijyakkuja useita kertoja aurinkovoimalaitoksen käyttöiän aikana.
Lyijyakut ovat vähemmän tehokkaita energian varastoinnissa kuin muut energian varastointitekniikat, kuten litiumioniakut. Niiden alhaisemman tehokkuuden vuoksi niitä ei myöskään voida ladata tai purkaa yhtä nopeasti kuin litiumakkujen varastointijärjestelmiä.
Lyijyakuilla on alhainen purkauskapasiteetti, mikä tarkoittaa, että liiallinen energiankulutus voi heikentää niiden kykyä varastoida energiaa nopeasti. National Renewable Energy Laboratoryn (NREL) tutkimuksessa todettiin, että vapauttamalla 50 prosenttia lyijyakun energiasta mahdollistaa 1 800 latausta ja purkausta ennen kuin sen varastointikapasiteetti laskee merkittävästi. Jos se puretaan 80 % kapasiteettiin, se kestää vain 600 latausta ja purkausta, minkä jälkeen sen kapasiteetti laskee merkittävästi.
Lyijyhappoakut vaativat enemmän tallennuskapasiteettia ja tilaa kuin litiumioniakut, koska niiden varastointitehokkuus on suhteellisen alhainen ja koska ne eivät voi purkaa täysin. Lyijyakut ovat myös paljon raskaampia kuin litiumioniakut, ja ne vaativat vahvemman tuen pitämään ne ja enemmän tilaa kuin litiumioniakut.
Lyijy on myrkyllinen raskasmetalli, ja vaikka se on kierrätettävää, se voi silti aiheuttaa saastumista, jos se hävitetään väärin.
Litiumioniakkusovellukset
Litiumioniakuista on nopeasti tulossa suosittu akku moniin sähkösovelluksiin johdottomista sähkötyökaluista kannettaviin tietokoneisiin ja ajoneuvoihin. Yhä useammat asuinrakennusten aurinkovoimalaitokset käyttävät litiumioniakkujen varastointijärjestelmiä. Litiumioniakuilla on kuitenkin edelleen joitain rajoituksia, joista ensimmäinen ja tärkein on niiden korkea hinta.
Litiumioniakuilla on korkeammat alkukustannukset kuin lyijyakuilla. Teslan Powerwall-energian varastointijärjestelmä myytiin 5 900 dollarilla tai 6 600 dollarilla Yhdysvalloissa vuonna 2018, joka sisältää tukilaitteiston. Se on 14 kWh:n akkujärjestelmä, joka voi tuottaa jopa 7 kW tehoa huipputarpeessa. Sen hinta ei sisällä asennuskuluja, jotka ovat yleensä 600–2 dollaria,000.
Litiumioniakkujen hinta kuitenkin laskee nopeasti. Viime vuosina eri akkuvarastointitekniikoiden kustannuksia on arvioitu Energy Storage Average Cost Analysis -raportissa. Viimeisimmässä tutkimuksessaan, marraskuussa 2017, se havaitsi, että asuntojen aurinkoenergian mukana tulevan lyijyakkujen energian varastointijärjestelmän asennuskustannukset olivat 598–635 dollaria kilowattitunnilta. Litiumioniakkujen asennuskustannukset vaihtelivat 831–1 089 dollarista kilowattitunnilta.
Näiden lukujen perusteella 14 kWh:n lyijyakun hinta on niinkin alhainen kuin 8 372 dollaria, kun taas litiumioniakun vastaava kapasiteetti on vain 11 634 dollaria. Lyijyakkujen alhainen hinta kätkee kuitenkin monia muita kustannuksia, kuten lyhyemmän käyttöiän ja korkeammat käyttökustannukset.
Ajan myötä akkujärjestelmiemme hinnat vaihtelevat suuresti. Tutkimukset ovat osoittaneet, että litiumioniakuilla varustetut energian varastointijärjestelmät maksavat vähemmän megawattituntia kohden kuin lyijyakut. Lyijyakkujärjestelmät maksavat 1 160–1 239 dollaria megawattitunnilta. Tämä verrattuna litiumioniakkujärjestelmän kustannuksiin 1 024–1 274 dollaria megawattitunnilta.
Litiumioniakkujen hinta on myös jatkanut laskuaan, kuten toisessa tutkimusraportissa todettiin. Litiumioniakkuja myytiin jopa $1,000 kilowattitunnilta vuonna 2010, ja hinnat laskivat yli 20 prosenttia seuraavina vuosina. Vuoden 2016 loppuun mennessä litiumioniakkujen keskimääräinen myyntihinta laski 209 dollaria kilowattitunnilta.
Alan asiantuntija kuitenkin huomautti, että nämä hinnat koskevat pääasiassa sähköajoneuvojen valmistajien toimittamia akkuja. Hän sanoo: "Kiinteän energian varastointijärjestelmien kehittäjien paljon pienempien tilausten vuoksi akkujen hankintakustannusten odotetaan olevan 51 prosenttia korkeammat kuin mitä autonvalmistajat maksavat."
Näistä syistä on tärkeää ymmärtää kotitalouksien energian varastointijärjestelmissä tällä hetkellä käytettävien litiumioni- ja lyijyakkujen kustannukset. Niitä voidaan käyttää joko erillisinä energian varastointijärjestelminä tai yhdessä kotitalouksien aurinkoenergian tuotantolaitosten kanssa täyttämään osan tai kaikki kotitalousasiakkaiden tai yritysten energiatarpeet.
Käyttöiän osalta litiumioniakkujen odotetaan jatkavan toimintaansa noin 10 vuotta, ja ne pystyvät lataamaan ja purkamaan korkeammalle tasolle ilman, että kapasiteetti heikkenee merkittävästi. National Renewable Energy Laboratoryn (NREL) tutkimuksessa oletetaan, että Tesla Powerwall voi toimia 15 vuotta ilman merkittäviä energian varastoinnin ja vapautumisen menetyksiä, jolloin 5 475 latausta ja purkausta tuona aikana.
Litiumioniakut latautuvat myös nopeammin korkeammilla jännitteillä. Lyijyakkujen täyteen latautuminen voi kestää jopa 16 tuntia, mutta jopa hitaimmin latautuvat litiumioniakut voidaan ladata täyteen noin neljässä tunnissa.
Painon suhteen. Kotitalouksien energianvarastointijärjestelmissä käytettävät litiumioniakut eivät ole kevyitä, mutta ne ovat paljon kevyempiä verrattuna lyijy-happovarastointiin. 13,5 kWh Tesla Powerwall painaa noin 278 puntaa, 1,7 kWh lyijyakku painaa noin 132 paunaa ja lyijyakku, jonka kapasiteetti on sama kuin Powerwallilla, painaisi yli 1,{11}} paunaa.
Yhteenvetona voidaan todeta, että litiumioniakuilla on etuja verrattuna lyijyakkuihin energian varastointisovelluksissa, ja niitä käytetään laajemmin energian varastointijärjestelmissä, kun kustannukset laskevat.
|
|
|
Blue Carbonilla on paljon kokemusta energian varastoinnista, jopa 17 vuoden tutkimusta energian varastointiteollisuudesta ja erittäin tulevaisuuteen katsovia litiumrautafosfaattiakkuja kodin energian varastointiin. Blue Carbonin energian varastointituotekehitys on kypsää ja teknologia on entistä huippuluokkaa.
Katso lisää energiaa varastoivista akuista:
