Onko sinulle koskaan kerrottu, että voit varastoida aurinkoenergiaa mukavasti? Saatavilla on noin 6 erityyppistä aurinkoenergian varastointijärjestelmää, jotka voit ottaa käyttöön milloin sinulle sopii. Tämä artikkeli on luotu valaisemaan sinua niistä.
Energian varastointi on yksi ihmiskunnan kauniista kiehtovista keksinnöistä. Se on yksi harvoista eduista, joita maapallo on saanut toiminnastamme. Aurinkoenergian varastointijärjestelmät tekevät aurinkoenergian käytöstä houkuttelevampaa. Koska aurinko tuottaa tunnin sisällä säteilyä, joka riittää kattamaan vuotuisen energiatarpeemme, ylimääräistä energiaa voidaan varastoida käytettäväksi, kun auringonvaloa ei ole.
Asunnonomistajana, jolla on aurinkopaneeleja, sinulla on vaihtoehtoja, jotka on annettu tässä artikkelissa tavoiksi, joilla voit varastoida aurinkoenergiaa. Näitä vaihtoehtoja ovat turbiinien käyttö, verkon ulkopuolinen energian varastointi, verkkovarastointi, aurinkopolttoaineiden tuotanto ja aurinkolammet.
Sen lisäksi, että sähkökatkoksen yhteydessä on varavirtaa, minkä tahansa aurinkoenergian varastointijärjestelmien käyttö auttaa sinua hyödyntämään aika-of-use (TOU) -maksuja. TOU-hinnat ovat jakson sähköverkkoyhtiöt veloittaa korkeampia sähköstä johtuen verkon korkeasta energiantarpeesta kyseisinä ajanjaksoina.
Sisällysluettelo
Tietoja aurinkoenergian varastointijärjestelmistä
Yleensä energian varastointijärjestelmät otetaan käyttöön sähkön talteenottamiseksi, varastoimiseksi kemiallisena, mekaanisena tai lämpöenergiana ja vapauttamaan se takaisin sähköenergiana tarvittaessa. Energian varastointi säästää ruuhka-aikoina syntyvää ylimääräistä energiaa tulevaa käyttöä varten.
Erityyppisiä aurinkoenergian varastointijärjestelmiä voidaan ottaa käyttöön varavoiman saamiseksi verkon katketessa ja pienentämään sähkölaskuihin kuluvaa rahaa.
Kuinka aurinkoenergian varastointijärjestelmät rakennetaan
Ennen kuin tarkastelemme aurinkoenergian varastointijärjestelmien rakentamista, meidän on tarkasteltava lyhyesti yleisiä tapoja, joilla uusiutuvaa energiaa voidaan varastoida. Uusiutuvaa energiaa voidaan varastoida kemiallisesti ja mekaanisesti. Varastointi perustuu joihinkin aineen fysikaalisiin periaatteisiin.
Ensimmäinen periaate, jolle aurinkoenergian varastointijärjestelmät rakennetaan, on materiaalin lämpötilan muutos sen kuumentuessa tai jäähtyessään. Aine kokee bulkkilämpöä, jossa varastoidun energian arvo on verrannollinen käytetyn materiaalin ominaislämpökapasiteettiin. Tämä johtaa ilmiöön, jota kutsutaan järkeväksi lämmittämiseksi.
Toinen periaate, jolle aurinkovarastojärjestelmiä voidaan rakentaa, on se, että aine pystyy absorboimaan tai vapauttamaan piilevää lämpöä faasimuutoksen yhteydessä. Jos tiettyyn faasimuutokseen liittyy lämmön absorptio, käänteisprosessi vapauttaa saman määrän lämpöä, joten energiaa voidaan varastoida niin kauan kuin tietty ainefaasi säilyy.
Kolmas perustuu kemiallisiin reaktioihin. Täällä energia luo kemiallisia yhdisteitä, joissa on korkean energian kemiallisia sidoksia, jotka sitten vapauttavat energiansa häiriön jälkeen.
Energiaa voidaan varastoida muodostamalla heikkoja kemiallisia sidoksia, kuten vesimolekyylejä fysioimalla silikageelillä. Energiaa voidaan varastoida myös muodostamalla vahvempia sidoksia, kuten hapettamalla piitä piioksidiksi (kemisorptio). Energiatiheys on pienin materiaaleissa, jotka varastoivat kemiallista energiaa fysiorption vuoksi, ja suurin niissä, jotka varastoivat kemiallista energiaa kemisorption kautta. Varastointijärjestelmän varastointikapasiteetti vastaa reaktion kulutettua lämpöä tai vapaata energiaa.
Neljäs periaate, jota voidaan käyttää aurinkoenergian varastointijärjestelmissä, on elektroni-reikäparien dissosiaatio sähköenergian varastointilaitteissa, kuten akuissa. Fotonit voidaan kaapata suoraan auringosta ja varastoida näissä paristoissa.
Jotkut näistä periaatteista ohjaavat erilaisten aurinkoenergian varastointijärjestelmien rakentamista.
6 tyyppiä aurinkoenergian varastointijärjestelmiä
Aurinkoenergian varastointijärjestelmien tyypit ovat:
- Offgrid-aurinkoenergiavarastojärjestelmä/akkujen käyttö
- On-Grid aurinkoenergian varastointijärjestelmä
- Hybridi aurinkovarastojärjestelmät
- Aurinkoenergian polttoaineet
- Aurinkolammet
- Kerrostetut aurinkoenergian varastointijärjestelmät
1. Offgrid-aurinkoenergiavarastojärjestelmä/akkujen käyttö
Tällaista aurinkovarastojärjestelmää käyttävät eivät ole kytkettynä yleiseen sähköverkkoon. Jotta voit käyttää off-grid-järjestelmää, sinulla on oltava tarpeeksi akkuja varastointia varten. Aurinkokuntasi tulee myös rakentaa siten, että kotisi saa sähköä ympäri vuoden.
Akut luokitellaan kemiallisiin energian varastointimenetelmiin. Ne muuttavat kemiallisen energian sähköenergiaksi. Tämän tekevät mahdolliseksi näiden akkujen valmistuksessa käytetyt sähkökemialliset kennot.
Akkujen sähkökemialliset kennot ovat kaksi elektrodia, katodi ja anodi. Nämä kennot ovat myös sähköjohtimia ja ne erotetaan erottimella. Itse erotin on valmistettu
Akussa on myös elektrolyytti (katodin ja anodin välissä), joka koostuu ioneista. Nämä ionit reagoivat katodin ja anodin johtavien materiaalien kanssa. Tämä reaktio synnyttää akussa sähkövirran.
Akut on valmistettu eri materiaaleista, niitä on erikokoisia ja -merkkejä. Käytetyn materiaalin perusteella meillä on
Lyijyakut ovat vanhimpia ja edullisimpia aurinkoenergian varastoinnissa käytettyjä akkuja. Niiden purkautumissyvyys on kuitenkin pieni, joten ne on vaihdettava nopeammin kuin muut akut. Litium-ioni-akkuja käytetään paremmin aurinkosäilytysjärjestelminä asuintaloissa. Ne ovat kalliimpia, mutta niillä on pidempi käyttöikä kuin niiden lyijyhappovastineet. Niillä on myös korkea energiatiheys, minkä ansiosta ne pystyvät varastoimaan energiaa pieniin tiloihin.
Seuraavana ovat nikkelikadmium-akut. Ne ovat yleisiä suurissa energiaprojekteissa, koska ne kestävät korkeita lämpötiloja. Ni-Cd-akkuihin liittyvä myrkyllisyys ja kadmiumin hävittämisen vaikeus ovat suuri rajoite Ni-Cd-akkujen käytössä. Flow-akut ovat suurimpia ja kalleimpia akkuja. Ne sopivat parhaiten suuriin asennukseen. Niillä on alhainen tallennuskapasiteetti ja lataus-purkausnopeus.
2. On-Grid aurinkoenergian varastointijärjestelmä
On-Grid-tallennusjärjestelmät tunnetaan myös verkkoon sidottuina järjestelminä. Tämä järjestelmä käyttää tavallista verkkoon kytkettyä invertteriä, eikä siinä ole akkuvarastoa. Aurinkoenergiaa käyttävänä asunnonomistajana voit varastoida energiaa yleiseen sähköverkkoon. Kotonasi tuotettu ylimääräinen aurinkoenergia voidaan viedä maasta vastineeksi joitain luottoja tai syöttötariffia (FiT).
Syöttötariffit_(FIT) ovat kiinteitä sähkön hintoja, jotka saat jokaisesta kodin aurinkopaneeleilla tuottamasta sähköenergiayksiköstä, jonka varastoit sähköverkkoon.
Tätä verkkoon sidottua järjestelmää käyttävä asiakas voi lähettää sähköä takaisin verkkoon, kun aurinkopaneelit tuottavat enemmän kuin kuluttavat. Kun kuormasi on enemmän kuin aurinko tuottaa, voit ostaa lisätehoa myös yleisestä sähköverkosta.
Ennen kuin valitset tämän tyyppisen aurinkoenergian varastointijärjestelmän, sinun on ymmärrettävä, että sähkökatkon sattuessa paneelisi eivät toimita sinulle sähköä. Tämä on turvallisuussyistä, koska voimalinjoilla työskentelevien linjamiesten on tiedettävä, ettei verkkoa syötä lähdettä. Tämä tarkoittaa yksinkertaisesti sitä, että sinulla ei ole ylellisyyttä nauttia sähköstä sähkökatkon aikana.
Tämän tyyppinen aurinkoenergian varastointijärjestelmä on täydellinen sinulle, jos haluat alentaa energialaskuasi ja hyötyä aurinkokannustimista.
3. Hybridi aurinkovarastointijärjestelmät
Hybridienergiajärjestelmä on järjestelmä, jossa kahden tai useamman energiajärjestelmän yhdistelmää käytetään energiantuotantoon. Tämä voisi olla yhdistelmä aurinkoteknologiaa ja tuuliturbiinia energiantuotantoon.
Hybridi aurinkovarastojärjestelmä voi olla yhdistelmä aurinkoenergiaakkuja ja yleistä sähköverkkoa. Tällaista aurinkovarastojärjestelmää käytettäessä syntyvä aurinkoenergia varastoidaan akkuihin, kun asiakas käyttää julkista energiaa. Kun akkujen energia on lopussa, voit vaihtaa mukavasti sähköverkkoon. Toisaalta kun tulee sähkökatkos kunnallisverkosta, voit myös vaihtaa akkuihin.
4. Aurinkoenergiat
Tämäntyyppinen aurinkoenergian varastointijärjestelmä on edelleen työn alla. Se ei ole tällä hetkellä kovin yleistä kaupallisilla energiamarkkinoilla. Aurinkopolttoaineet ovat synteettisiä kemikaaleja, kuten vetyä, ammoniakkia ja hydratsiinia, joita tuotetaan ja varastoidaan aikoina, jolloin auringonvaloa ei ole.
Aurinkopolttoaineiden tuotanto voi tapahtua aurinkopaneeleista saatavasta sähköstä (sähkökemiallisesti), keskitetystä aurinkosähköstä tuotetusta lämpölämmöstä (termokemiallisesti), keinotekoisesta fotosynteesistä (fotobiologisesta) tai fotoneista (fotokemiallisesti). Kaikki nämä toimivat ajamalla joitain kemiallisia reaktioita, jotka muuttavat aurinkoenergian kemialliseksi energiaksi.
Aurinkopolttoaineita voidaan valmistaa myös suoraan tai epäsuorasti. Suorat prosessit tuottavat aurinkopolttoaineita auringonvalosta ilman välillistä energian muuntamista. Epäsuorat prosessit muuntavat ensin aurinkoenergian toiseksi energiamuodoksi (biomassaksi tai sähköksi), ja tätä energiaa käytetään edelleen polttoaineen tuottamiseen.
Energian muuntamisen aikana jonkin verran energiaa menetetään. Tästä syystä epäsuorat prosessit ovat vähemmän tehokkaita kuin suorat prosessit. Epäsuorat prosessit ovat kuitenkin helpompia toteuttaa. Tiedemiehet tekevät lisää tutkimusta aurinkopolttoaineiden tuotannon suorien prosessien parantamisesta.
Aurinkopolttoaineita voidaan säilyttää mahdollisimman pitkään. Ne voidaan myös kuljettaa paikasta toiseen kuljetettuna minne tahansa, mikä tekee niistä arvokkaan ja joustavan resurssin luotettavamman sähköverkon luomiseksi.
5. Stratified aurinkoenergian varastointijärjestelmä
Aurinkoenergiaa voidaan valjastaa ja käyttää kahdella tavalla; käyttämällä PV-kennoja ja käyttämällä CSP:tä. Kerrostettu energian varastointijärjestelmä toimii CSP:n kanssa. Se sisältää aurinkoenergian varastoinnin lämpöenergiana, joka voidaan muuntaa tarvittaessa sähköksi.
Täällä kuumavesisäiliöitä, jotka tunnetaan myös kuumavesisylintereinä, lämmönvarastosäiliöinä tai lämpövarastoina, käytetään veden varastoimiseen tilan lämmitykseen tai kotitalouskäyttöön.
Kuuma vesi säilyy eristetyssä säiliössä niin kauan kuin. Jos energiaa halutaan käyttää sähkön tuottamiseen, lämpö käytetään veden keittämiseen ja syntyvä höyry käyttää turbiinia, joka tuottaa sähköä.
6. Aurinkolammet
Aurinkolammet toimivat myös keskittyvien aurinkolämpöjärjestelmien kanssa.
Aurinkolampi on vesistö, joka kerää ja varastoi aurinkoenergiaa lämpönä. Sen toimintaperiaate on luonnollisen konvektion päinvastainen. Luonnollisesti kun auringonvalo osuu suolaiseen lampeen, se lämmittää ensin veden lammen pohjalla. Tämä vesi muuttuu vähemmän tiheäksi ja konvektion kautta sen molekyylit nousevat pintaan.
Aurinkolammikoissa tilanne on päinvastoin. Altaat on rakennettu estämään konvektiota. Lampi saa suolaa sellaisen määrän, joka riittää kyllästämään pohjaveden kokonaan. Vettä lämmitettäessä, kuten tavallista, erittäin suolainen ja kuumempi vesi ei sekoitu kokonaan pinnalla olevan suolaisemman ja kylmemmän veden kanssa.
Sekoitus on lievää ja konvektio tapahtuu erikseen ylä- ja pohjavedessä. Tämä vaikutus vähentää lämpöhäviöitä huomattavasti. Suolaisempi vesi voi lämmetä jopa 90 ℃, kun taas yläosa pitää lämpötilan niinkin alhaisena kuin 30 ℃
Myöhemmin suolaisempi kuuma vesi voidaan ohjata turbiiniin, joka kääntyy tuottamaan sähköä, kun kysyntä on korkea.
UKK
Kuinka monta aurinkoenergian varastointijärjestelmää on olemassa?
Aurinkoenergian varastointijärjestelmät eivät rajoitu tässä artikkelissa käsiteltyihin viiteen. Niitä on hyvä määrä, joista suurin osa on vielä kehitteillä. Tässä artikkelissa selitettiin ne, jotka ovat yleisiä kaupallisilla energiamarkkinoilla.
Mikä on paras tapa varastoida aurinkoenergiaa?
Ei ole parasta tapaa varastoida aurinkoenergiaa. Tietyntyyppisen aurinkoenergian varastointijärjestelmän valintasi tulee perustua tarpeisiisi, budjettiisi ja sijaintiisi. Julkisesta verkosta kaukana sijaitseviin rakennuksiin soveltuvat off-grid varastointijärjestelmät. Kiinteistöt, jotka on jo liitetty verkkoon, mutta tarvitsevat varavirtaa, vaativat hybridivarastojärjestelmän.
Onko aurinkoakun varastointi sen arvoista?
Kyllä he ovat. Akut voivat pitää sinut käynnissä yleisen sähköverkon sähkökatkon aikana. Budjettistasi riippuen voit ostaa akkuja, joiden käyttöikä on jopa 7 vuotta.
Kuinka kauan aurinkoenergiaa voidaan varastoida?
Varastointijärjestelmillä on erilainen energia- ja tehokapasiteetti. Energiakapasiteetti (mitattuna kilowatteina tunnissa) on energian määrä, joka voidaan varastoida, kun taas tehokapasiteetti (kilowatteina mitattuna) on energiamäärä, joka voidaan vapauttaa milloin tahansa. Tämä määrittää, kuinka kauan varastointijärjestelmä voi toimia, kun kuormaa käytetään.
Suositukset
- Miten aurinkoenergia varastoituu kasveihin | Käytännön selitys
. - Aurinkoenergian varastointi veteen | Huijausta tai todellisuutta
. - 40 parasta aurinkoenergiayritystä maittain
. - Asioita, jotka tulee pitää mielessä, kun suunnittelet aurinkokatuvalaistusjärjestelmää
. - 6 parasta ympäristöystävällistä energianlähdettä