So vam že kdaj rekli, da lahko udobno shranjujete sončno energijo? Na voljo je približno 6 različnih tipov sistemov za shranjevanje sončne energije, ki jih lahko uporabite po svojih željah. Ta članek je bil ustvarjen, da vas razsvetli o njih.
Shranjevanje energije je eden izmed čudovitih intrigantnih izumov človeštva. To je ena redkih koristi, ki jih je Zemlja prejela od naših dejavnosti. Sistemi za shranjevanje sončne energije naredijo uporabo sončne energije bolj privlačno. Ker sonce v uri proizvaja sevanje, ki zadostuje za naše letne potrebe po energiji, lahko dodatno energijo shranimo za uporabo, ko ni sončne svetlobe.
Kot lastnik hiše, ki ima sončne celice, imate možnosti, ki so bile podane v tem članku, kot načini za shranjevanje sončne energije. Te možnosti vključujejo uporabo turbin, shranjevanje energije izven omrežja, shranjevanje v omrežju, proizvodnjo sončnih goriv in solarnih ribnikov.
Poleg prednosti rezervnega napajanja v primeru izpada električne energije v javnem omrežju, vam uporaba katere koli vrste solarnih sistemov za shranjevanje pomaga izkoristiti prednosti časovne uporabe (TOU). Stopnje TOU so, ko komunalna omrežna podjetja v tem obdobju zaračunavajo električno energijo višje zaradi velikih potreb po energiji v omrežju v teh obdobjih.
Kazalo
O sistemih za shranjevanje sončne energije
Na splošno so sistemi za shranjevanje energije vzpostavljeni, da zajamejo električno energijo, jo shranijo kot kemično, mehansko ali toplotno energijo in jo po potrebi sprostijo nazaj kot električno energijo. Shranjevanje energije prihrani odvečno energijo, ki nastane v konicah za prihodnjo uporabo.
Različne vrste sistemov za shranjevanje sončne energije je mogoče uporabiti za rezervno napajanje, ko se omrežje izklopi, in za zmanjšanje količine denarja, porabljenega za račune za elektriko.
Kako so zgrajeni sistemi za shranjevanje sončne energije
Preden pogledamo, kako so zgrajeni sistemi za shranjevanje sončne energije, si moramo na kratko ogledati splošne načine, na katere je mogoče shraniti obnovljivo energijo. Obnovljivo energijo je mogoče shraniti kemično in mehansko. Shranjevanje temelji na nekaterih fizikalnih principih snovi.
Prvo načelo, na katerem so zgrajeni sistemi za shranjevanje sončne energije, je sprememba temperature v materialu ob njegovem segrevanju ali hlajenju. Snov doživlja množično segrevanje, pri čemer je vrednost shranjene energije sorazmerna s specifično toplotno kapaciteto uporabljenega materiala. To vodi do pojava, ki se imenuje razumno segrevanje.
Drugo načelo, na podlagi katerega je mogoče zgraditi solarne sisteme za shranjevanje, je načelo, da je snov sposobna absorbirati ali sprostiti latentno toploto ob faznem prehodu. Če določen fazni prehod spremlja absorpcija toplote, bo obratni proces sprostil enako količino toplote, tako da se lahko energija shranjuje, dokler se vzdržuje določena faza snovi.
Tretji temelji na kemičnih reakcijah. Tukaj energija ustvarja kemične spojine z visokoenergetskimi kemičnimi vezmi, ki nato ob motnji sprostijo svojo energijo.
Energijo je mogoče shraniti s tvorbo šibkih kemičnih vezi, na primer s fizikalno absorpcijo vodnih molekul na silikagelu. Energijo je mogoče shraniti tudi s tvorbo močnejših vezi, kot je oksidacija silicija v silicijev oksid (kemisorpcija). Energetska gostota je najnižja pri materialih, ki shranjujejo kemično energijo zaradi fizikalne absorpcije, in najvišja pri tistih, ki hranijo kemično energijo s kemisorpcijo. Kapaciteta shranjevalnega sistema bo enaka porabljeni toploti ali prosti energiji reakcije.
Četrto načelo, ki se lahko uporablja za solarne sisteme za shranjevanje, je disociacija parov elektron-luknja v napravah za shranjevanje električne energije, kot so baterije. Fotone je mogoče neposredno zajeti s sonca in shraniti v te baterije.
Nekatera od teh načel vodijo gradnjo različnih vrst sistemov za shranjevanje sončne energije.
6 vrst sistemov za shranjevanje sončne energije
Vrste sistemov za shranjevanje sončne energije so:
- Offgrid solarni sistem za shranjevanje/uporaba baterij
- Solarni sistem za shranjevanje v omrežju
- Hibridni solarni sistemi za shranjevanje
- Sončna goriva
- Solarni ribniki
- Stratificirani sistemi za shranjevanje sončne energije
1. Izvenmrežni solarni sistem za shranjevanje/uporaba baterij
Tisti, ki uporabljajo tovrstni solarni sistem, niso priključeni na javno komunalno omrežje. Če želite uporabljati sistem brez omrežja, boste morali imeti dovolj baterij za shranjevanje. Tudi vaš sončni sistem naj bo zgrajen tako, da bo vaš dom napajan skozi vse leto.
Baterije so razvrščene po kemičnih metodah shranjevanja energije. Pretvorijo kemično energijo v električno energijo. To omogočajo elektrokemične celice, ki se uporabljajo pri proizvodnji teh baterij.
Elektrokemične celice v baterijah so dve elektrodi, katoda in anoda. Te celice so tudi električni prevodniki in so ločene z ločilnikom. Sam ločevalnik je izdelan iz
Tudi v bateriji je elektrolit (med katodo in anodo), sestavljen iz ionov. Ti ioni reagirajo s prevodnimi materiali katode in anode. Ta reakcija ustvari električni tok v bateriji.
Baterije so izdelane iz različnih materialov, različnih velikosti in blagovnih znamk. Glede na uporabljeni material imamo
Svinčeno-kislinske baterije so najstarejše in najcenejše baterije, ki se uporabljajo za shranjevanje sončne energije. Vendar imajo majhno globino praznjenja, zato jih je treba zamenjati hitreje kot druge baterije. Litij-ionske baterije se bolje uporabljajo kot vrste solarnih sistemov za shranjevanje v stanovanjskih domovih. So dražji, vendar imajo daljšo življenjsko dobo kot njihovi svinčevi kolegi. Imajo tudi visoko energijsko gostoto, zaradi česar so sposobni shraniti energijo v majhnih prostorih.
Naslednje so nikelj-kadmijeve baterije. Pogosti so pri velikih energetskih projektih, saj prenesejo visoke temperature. Toksičnost, povezana z Ni-Cd baterijami, in težava pri odstranjevanju kadmija sta glavna ovira pri uporabi Ni-Cd baterij. Pretočne baterije so največje in najdražje baterije. Najboljši so za obsežno namestitev. Imajo nizko kapaciteto za shranjevanje in stopnjo polnjenja-praznjenja.
2. Omrežni solarni sistem za shranjevanje
Sistemi za shranjevanje na omrežju so znani tudi kot sistemi, povezani z omrežjem. Ta sistem uporablja standardni pretvornik, ki je povezan z omrežjem in nima baterijskega prostora za shranjevanje. Kot lastnik stanovanja, ki uporablja sončno energijo, lahko shranite nekaj energije v javno komunalno omrežje. Presežek sončne energije, proizvedene v vašem domu, se lahko izvozi v zameno za nekaj kreditov ali odkupnih cen (FiT).
Dobavne_tarife_(FIT) so fiksne cene električne energije, ki jih boste prejeli za vsako enoto električne energije, ki jo ustvarite iz svojih domačih sončnih kolektorjev in shranite v javno komunalno omrežje.
Za stranko, ki uporablja ta sistem, povezan z omrežjem, lahko pošljete energijo nazaj v omrežje, ko sončne celice proizvedejo več, kot jih porabijo. Ko je vaša obremenitev večja od tiste, ki jo ustvari sonce, lahko dodatno energijo kupite tudi iz javnega omrežja.
Preden se odločite za to vrsto sistema za shranjevanje sončne energije, morate razumeti, da vam vaše plošče ne bodo oskrbovale z električno energijo kadar koli pride do izpada električne energije. To je iz varnostnih razlogov, saj morajo linijski delavci, ki delajo na električnih vodih, vedeti, da ni vira, ki napaja omrežje. To preprosto pomeni, da med izpadom električne energije nimate razkošja uživanja energije.
Ta vrsta sistema za shranjevanje sončne energije je kot nalašč za vas, če želite znižati svoj račun za energijo in izkoristiti sončne spodbude.
3. Hibridni solarni sistemi za shranjevanje
Hibridni energetski sistem je tisti, pri katerem se za proizvodnjo energije uporablja kombinacija dveh ali več energetskih sistemov. To bi lahko bila kombinacija sončne tehnologije in vetrne turbine za proizvodnjo energije.
Hibridni solarni sistem za shranjevanje je lahko kombinacija solarnih baterij in javnega komunalnega omrežja. Ko se uporablja tovrstni sistem za shranjevanje sončne energije, se proizvedena sončna energija shrani v baterije, medtem ko stranka uporablja javne storitve. Ko je energija v baterijah porabljena, lahko udobno preklopite na komunalno omrežje. Po drugi strani pa lahko ob izpadu električne energije iz komunalnega omrežja preklopite tudi na baterije.
4. Sončna goriva
Ta vrsta sistema za shranjevanje sončne energije je še vedno v razvoju. Trenutno ni zelo pogosta na komercialnem energetskem trgu. Sončna goriva so sintetične kemikalije, kot so vodik, amoniak in hidrazin, ki se proizvajajo in skladiščijo za obdobja, ko ni sončne svetlobe.
Proizvodnja sončnih goriv je lahko iz električne energije iz sončnih kolektorjev (elektrokemično), iz toplotne toplote, pridobljene iz koncentrirane sončne energije (termokemično), z umetno fotosintezo (fotobiološko) ali iz fotonov (fotokemično). Vse to deluje tako, da poganja nekatere kemične reakcije, ki sončno energijo pretvorijo v kemično energijo.
Sončna goriva se lahko proizvajajo tudi neposredno ali posredno. Neposredni procesi proizvajajo sončna goriva iz sončne svetlobe brez vmesne pretvorbe energije. Posredni procesi najprej pretvorijo sončno energijo v drugo obliko energije (biomaso ali elektriko) in ta energija se nato uporablja za proizvodnjo goriva.
Med pretvorbo energije se nekaj energije izgubi. To je razlog, zakaj so posredni procesi manj učinkoviti kot neposredni. Vendar je posredne procese lažje izvajati. Znanstveniki izvajajo več raziskav o tem, kako izboljšati neposredne postopke za proizvodnjo sončnih goriv.
Sončna goriva se lahko skladiščijo čim dlje. Prav tako jih je mogoče prevažati z enega kraja na drugega in prevažati kamor koli, zaradi česar so dragocen in prilagodljiv vir za zanesljivejše električno omrežje.
5. Stratificiran sistem za shranjevanje sončne energije
Sončno energijo je mogoče izkoristiti in uporabiti na dva načina; z uporabo PV celic in uporabo CSP. Stratificiran sistem za shranjevanje energije deluje s CSP. Vključuje shranjevanje sončne energije kot toplotne energije, ki se lahko po potrebi pretvori v električno.
Tukaj se hranilniki tople vode, znani tudi kot bojlerji za toplo vodo, hranilniki toplote ali rezervoarji za toploto, uporabljajo za shranjevanje vode za ogrevanje prostorov ali za gospodinjske namene.
Topla voda je shranjena v izoliranem rezervoarju tako dolgo. Če je treba energijo uporabiti za proizvodnjo električne energije, se toplota porabi za prekuhanje vode in nastala para poganja turbino, ki proizvaja električno energijo.
6. Solarni ribniki
Solarni ribniki delujejo tudi s sistemi za koncentriranje sončne toplote.
Solarni ribnik je vodno telo, ki zbira in shranjuje sončno energijo kot toploto. Njegovo načelo delovanja je obratno od naravne konvekcije. Seveda, ko sončna svetloba zadene slani ribnik, najprej segreje vodo na dnu ribnika. Ta voda postane manj gosta in s konvekcijo se njene molekule dvignejo na površje.
V solarnih ribnikih je ravno obratno. Ribniki so zgrajeni tako, da ovirajo konvekcijo. Ribnik prejme sol v količini, ki zadostuje za popolno nasičenje vode na dnu. Ko se voda segreje, se, kot običajno, močno slana in bolj vroča voda ne pomeša popolnoma z manj slano in hladnejšo vodo na površini.
Mešanje je blago in konvekcija poteka ločeno v zgornji in spodnji vodi. Ta učinek močno zmanjša toplotne izgube. Bolj slana voda se lahko segreje do 90 ℃, medtem ko vrh ohranja temperaturo na 30 ℃
Kasneje se lahko bolj slana vroča voda usmeri v turbino, ki jo obrne za proizvodnjo električne energije, ko je povpraševanje veliko.
Pogosta vprašanja
Koliko sistemov za shranjevanje sončne energije obstaja?
Sistemi za shranjevanje sončne energije niso omejeni na pet, ki so obravnavani v tem članku. Teh je kar nekaj, večina pa se še razvija. Ta članek je pojasnil tiste, ki so pogosti na komercialnem energetskem trgu.
Kateri je najboljši način za shranjevanje sončne energije?
Ni najboljšega načina za shranjevanje sončne energije. Vašo izbiro določene vrste sistema za shranjevanje sončne energije morajo voditi vaše potrebe, proračun in lokacija. Za stavbe, ki se nahajajo daleč od javnega omrežja, bodo primerni sistemi za shranjevanje zunaj omrežja. Stavbe, ki so že povezane z omrežjem, vendar potrebujejo nekaj rezervne energije, bodo zahtevale hibridni sistem za shranjevanje.
Ali je shranjevanje sončnih baterij vredno?
Ja, so. Baterije vam lahko pomagajo pri izpadu električne energije iz javnega omrežja. Glede na vaš proračun lahko kupite baterije, ki imajo do 7 let življenjske dobe.
Kako dolgo se lahko shranjuje sončna energija?
Sistemi za shranjevanje imajo različne energijske in močnostne zmogljivosti. Energijska zmogljivost (merjena v kilovatih na uro) je količina energije, ki jo je mogoče shraniti, medtem ko je moč (merjena v kilovatih) količina energije, ki se lahko kadar koli sprosti. To določa, kako dolgo lahko sistem za shranjevanje služi pri napajanju bremena.
Priporočila
- Kako se sončna energija shranjuje v rastlinah | Praktična razlaga
. - Shranjevanje sončne energije v vodi | Prevara ali resničnost
. - 40 najboljših podjetij za sončno energijo po državah
. - Stvari, ki jih morate upoštevati pri načrtovanju sistema sončne ulične razsvetljave
. - Top 6 okolju prijaznih virov energije