Päikesenergia salvestamine: võrgust eraldatud vs. võrku ühendatud

Tänapäeva maailmas jääb päikeseeenergia edaspidi enamikule inimestele esmavalikuks taastuvenergia lahendusena. Oluline on mõista lihtsaimaid süsteemityype. Selles kontekstis keskendume päikeseeenergia süsteemidele, mis hõlmavad energiavarustuse tagamist eraldatud (off-grid) ja võrgusidestatud (grid-tied) süsteemide puhul. Eraldatud süsteemid ei ühendu avaliku võrguga, samas kui võrgusidestatud süsteemid seda teevad. Eraldatud süsteemid on energiaga iseseisvad ja koosnevad päikeseplaatidest, akudest ning invertoritest, mis rahuldavad energiavajadusi. Võrgusidestatud süsteemid sõltuvad avalikust võrgust ja omavad võimet võtta energiat võrgust, kui päikeseplaatidelt saadav energiatootlus on madal, ning tagastada energiat võrku, kui tootmine on kõrge. Eraldatud süsteemid sobivad ideaalselt kaugematesse piirkondadesse, kus puudub juurdepääs võrgule; siiski nõuavad need süsteemid akupanke, et varustada energiaga öösel ja pilvisel ilmastikul. Äärelinnades ja linnades toimivad parimalt võrgusidestatud süsteemid, kuna neil on tavaliselt olemas akusalvestus ja nad ei pea muretsema võrgu pärast.

Automaatsete päikesepatareisüsteemide tehnilised eelised

Sõltumatu energiakasutuse puhul pakuvad autonoomsed päikesepatareisüsteemid erilisi tehnilisi eeliseid. Nende eeliste olulisim on täielik energiasõltumatus, mis kaitseb kasutajaid liitumistasude põletamise, elektrikatkestuste ja ebakorrapärase elektritasu eest. Süsteemid kasutavad LiFePO4-akusid, mis tagavad üle 6000 tsükli ja vastupidavuse äärmuslike temperatuuride suhtes. Akudesse integreeritud nutikad akude juhtsüsteemid (BMS) katabad kõige levinumad akude rikestehnoloogiad: ülelaadimise, kõrged temperatuurid ja lühisühendid.

Teine peamise eelis on võrgust sõltumatute päikesesüsteemide ulatuslikkus. Äärispiirkondades asuvad kogukonnad, maapiirkondade elamud ja kauguses tegutsevad kaubanduslikud tegevused saavad kasutada võrgust sõltumatut päikesesüsteemi ning hiljem laiendada oma süsteeme täiendavate akude või paneelidega kasvava elektritarbe rahuldamiseks. Võrgust sõltumatud süsteemid on ka eeliselt vaiksed. Seal, kus paremad päikesekohad asuvad ka elamupiirkondades või kohas, kus on tundlikkus müraga seoses, on see oluline, sest need süsteemid sisaldavad kvaliteetseid komponente, võimsaid litiumioonakusid ja tõhusaid võimsuselektroniikakomponente, mis vähendavad hooldusvajadusi.

Võrku ühendatud päikeseelektriahela eelised

Kui kaaluda päikseenergia salvestussüsteeme, siis võrguga ühendatud päiksesüsteemid pakuvad kasutajatele eeliseid, mis on olemuselt tehnilised, eriti nende võrguga ühendamise viisi tõttu. Tehniliselt on kulutuste säästmine või kuluefektiivsus suur stiimul: kuna kasutajad valivad võrgu virtuaalse aku kasutamise, saavad nad loobuda suurtest kohapealsetest salvestussüsteemidest, mis vähendab kulusid. Need kasutajad saavad osaleda netomõõtmises, mille puhul müüvad nad oma üleliias energiat tagasi võrku. See viib nende energiakulude vähendamiseni ja lühendab üldiselt aega, mille jooksul nad saavad oma esialgse investeeringu tagasi. Kokkuvõttes saab paigalduse lihtsust seletada varu-energiatootjate või suurte akusüsteemide puudumisega.

Tänapäevased võrgusse ühendatud süsteemid suudavad kasutada nutitehnoloogiat, mis võimaldab kasutajatel vaadata reaalajas kogu toodetavat, tarbitavat ja võrgus kasutatavat energiat. See võimalus annab kasutajale võimaluse optimeerida energiatarbimist nii, et nad kasutaksid rohkem päikeseelektrit ja vähem võrgust saadavat energiat. See vähendab võrgule avaldatavat koormust ja suurendab taastuvenergia kasutamist, mis on üks võrgutoe vorme. Need süsteemid saab integreerida olemasolevatesse võrgusüsteemidesse. Nad on sertifitseeritud UL-, CE- ja RoHS-standardite järgi.

Igaspäevases kasutuses on võrgust eraldatud süsteemid olnud olulised kaugtoimingute jaoks. Süsteemi pikk tsükkelälpisus ja ilmastikukindlus tagasid katkematut energiatootmise, mille tõttu said kallid diiselmootoriga generaatorid asendatud ning süsinikdioksiidi heited kõrvaldatud. Kasutajad märkasid paranevat töökindlust ja tähelepanuväärseid pikaajalisi säästu, mis näitasid, et süsteem lahendas tõhusalt võrgust eraldatud süsteemidega seotud probleeme.

Võrgusse ühendatud süsteemid on saanud populaarsed linnas asuvate ettevõtjate ja koduomanike seas. Väike kauplus paigaldas võrgusse ühendatud süsteemi ja kasutas netomõõtmist, et säästa 75% oma elektriarvest. Ta kasutas äriühingu reaalajas jälgimist, et nihutada oma tegevust rohkem päikesepõhise tootmise tipptundides. Kodu- ja äriomanikud hindavad automaatset üleminekut päikesepõhisele ja võrgutoitele. Paljud märkasid, et lisatud päikesepõhise energiavarude funktsioon suurendas nende kinnisvara väärtust.

Toimimise ja tõhususe mõistmine

Kahe süsteemi vahel on olemas disaini ja kasutusjuhu põhjustatud erinevusi. Isolatsioonisüsteemid (off-grid) sõltuvad paneelide tõhususest ning akude energiamahtuvusest ja tsükli mahtuvusest. LiFePO4-akud on eelistatud, kuna neil on parem energiatihedus ja tsüklielu. Päikesepaneelide tõhusus, mis teisendab päikesevalgust otse elektrienergiaks, mõjutab otseselt väljundit. Parema salvestus- ja teisendustõhususe kombinatsioon vähendab energiakaotusi ja tagab parema süsteemi.

Võrgusse ühendatud süsteemid ei ole koormatud lisatäitmise loogikaga, kuna nad on ühendatud võrguga. Nende tõhusus põhineb paneelide ja invertorite sobivusel võrguga. Kõrgema kvaliteediga invertor kaotab vähem energiat alalisvoolu (DC) teisendamisel vahelduvvooluks (AC), mis on vajalik võrgus kasutamiseks. Netommeetriga saavutatakse parem tõhusushinne sõltuvalt poliitikast. Süsteemi tasakaalustamine kasutaja tarbimismustriga tagab parema akude kasutusefektiivsuse.

Pikaajalise väärtuse ja kulude võrdlus

Mõlema süsteemi hindamisel on kulude läbipaistvus oluline. Võrgust eraldatud süsteemid nõuavad suuremat esialgset investeeringut akupankade ja varuosa tõttu. Siiski kompenseeritakse need kulud sellega, et klientidel ei ole võrgutasusid, nad on kaitstud kasvavate energiaettevõtete hinna muutustega ning kuna akude eluiga on prognoositavalt üle 6000 tsükli, on tagatud madalad kogukulud aeglaselt. Need süsteemid pakuvad hinnamatut väärtust piirkondades, kus puudub juurdepääs võrgule.

Võrguga ühendatud süsteemidel on alustamiseks väiksemad kulud. Need hakkavad kohe tasuma ennast tagasi netomõõdiku säästude tõttu. Investeeringu tagasimakse toimub kiiremini kui võrgust eraldatud süsteemide puhul, kuna arveid vähendatakse. Need sõltuvad võrgu saadavusest ja valitsusorganite määratletud netomõõdiku poliitikast. Seetõttu on pikaajaliselt elujõulisuse tagamiseks oluline teha uurimust kohalikest eeskirjadest ja energiakompanii regulatsioonist. Päikesepõhiste süsteemidega seotud tehnoloogia areneb ning kompenseerib nii võrguga ühendatud kui ka võrgust eraldatud süsteemide jaoks energiakulude tõusu.

Kohustuslik väljaandmine

Energiasõltumatuse seisukohalt on võrgust lahti seotud süsteemid suurepärased. Need on usaldusväärsed ka kaugemas asukohas ja kaitsevad võrguprobleemidest, mistõttu sobivad need ideaalselt maapiirkondadesse, kaugesse äriühingutesse või enesetäienduse eesmärgil. Kulutuste säästmine ja lihtsam paigaldamine teeb need suurepäraseks kasutamiseks maapiirkondades ja eelkõige väikelinnades. Süsteemi valikul tuleb arvesse võtta asukohta, energiavajadusi, finantsolukorda ja süsteemide jaoks seatud eesmärke. Usaldusväärsete tootjatega ning taastuvenergia nõustajatega koostöö tagab teadliku otsuse. Mõlemad süsteemid arenevad koos akutehnoloogia ja taastuvenergia kasvava usaldusväärsusega.