Представьте себе возможность использовать электроэнергию, накопленную от солнечного света в течение дня, даже когда наступает ночь и загораются городские огни, не беспокоясь о счетах за электроэнергию или неожиданных отключениях электроэнергии. Это не какой-то отдаленный сценарий будущего, а реальность, которую сегодня обеспечивают системы накопления солнечной энергии.

В то время как широкое внедрение солнечной энергии решило проблему производства более чистой энергии, ее зависимость от погоды создает новые проблемы. Ключ к улучшению использования солнечной энергии заключается в накоплении избыточной солнечной энергии, генерируемой в течение дня, для использования ночью или в пасмурные дни. В этой статье рассматриваются все аспекты накопления солнечной энергии, от технических принципов до практического применения, экономической эффективности и будущих тенденций.

Накопление солнечной энергии коренным образом меняет ограничения выработки солнечной энергии, превращая ее в надежный и стабильный источник энергии. Его основные ценности включают:

• Балансировка нагрузок и оптимизация использования энергии: Системы накопления могут накапливать избыточную электроэнергию, выработанную в течение дня, для использования в часы пик вечером, повышая стабильность сети и снижая зависимость от традиционных источников энергии.
• Аварийное электроснабжение: Во время сбоев в сети или стихийных бедствий системы накопления автоматически переключаются в режим резервного питания, обеспечивая непрерывное электроснабжение домов или предприятий.
• Сокращение выбросов углерода: Максимизируя использование солнечной энергии, системы накопления снижают зависимость от ископаемого топлива, значительно снижая выбросы углерода.
• Экономия средств: Системы накопления могут воспользоваться преимуществами тарифов на электроэнергию по времени использования, накапливая солнечную энергию в периоды низких тарифов для использования в периоды высоких тарифов.

Накопление энергии в аккумуляторах, в настоящее время наиболее распространенный выбор для бытовых солнечных систем, накапливает электроэнергию посредством электрохимических реакций. Основные типы аккумуляторов включают:

• Литий-ионные аккумуляторы: Обладая высокой плотностью энергии, длительным сроком службы и высокой эффективностью, они доминируют на рынке (например, Tesla Powerwall, LG Chem RESU).
• Свинцово-кислотные аккумуляторы: Несмотря на экономичность и зрелость, их более низкая плотность энергии и более короткий срок службы делают их менее конкурентоспособными.
• Проточные аккумуляторы: Известны своей безопасностью и долговечностью, но в настоящее время больше подходят для крупномасштабных проектов из-за более высоких затрат.

Этот метод использует такие среды, как вода или расплавленная соль, для поглощения и накопления солнечного тепла, которое впоследствии может генерировать пар для привода турбин. Его более низкая стоимость и большая емкость делают его идеальным для солнечных электростанций коммунального масштаба.

Этот подход преобразует избыточную электроэнергию в механическую энергию для последующего преобразования обратно. Общие методы включают:

• Маховиковое накопление: Накапливает энергию во вращающихся массах, идеально подходит для краткосрочного, высокочастотного регулирования мощности.
• Гидроаккумулирование: Использует перепады высот для накопления энергии в водохранилищах, предлагая крупномасштабную емкость при низких затратах.
• Накопление сжатого воздуха: Накапливает сжатый воздух в подземных пещерах или резервуарах для последующей выработки электроэнергии.

Предприятия и учреждения в основном используют накопление для снижения затрат на электроэнергию и обеспечения надежности электроснабжения. Массивы аккумуляторов масштаба сети помогают стабилизировать колебания солнечной энергии, а накопление сжатого воздуха и гидроаккумулирование предлагают экономичные крупномасштабные решения.

Владельцы домов обычно используют литий-ионные аккумуляторные системы для увеличения собственного потребления солнечной энергии, снижения счетов за электроэнергию и обеспечения резервного питания во время отключений. Правильный размер системы требует учета потребностей в энергии, мощности солнечной генерации и бюджета.

• Модели потребления электроэнергии в домохозяйстве
• Мощность солнечной системы (накопление обычно должно составлять 50%-100% от ежедневной выработки солнечной энергии)
• Бюджетные ограничения
• Репутация бренда и гарантийное покрытие

• Можно ли накапливать солнечную энергию для последующего использования? Да, с помощью аккумуляторных систем, использующих литий-ионные, свинцово-кислотные или проточные аккумуляторные технологии.
• Дорого ли накопление солнечной энергии? Затраты значительно снизились, при этом домашние системы обычно стоят от 12 000 до 22 000 долларов.
• Как долго можно хранить солнечную энергию? Стандартные аккумуляторы сохраняют заряд в течение 1-5 дней, а механические системы могут хранить энергию дольше.
• Каков срок службы солнечных батарей? Большинство из них служат 5-15 лет в зависимости от типа и использования.

По мере развития технологий и снижения затрат накопление солнечной энергии обещает сыграть все более важную роль в создании более чистого и устойчивого энергетического будущего.