Ogniwa - Budowa, Typy i Dobór Pojemności Magazynu Energii
Ogniwa, podstawowe elementy magazynów energii, są sercem systemów wykorzystywanych zarówno w instalacjach domowych, jak i w elektromobilności. Aby dobrze zrozumieć ich rolę, warto poznać szczegóły dotyczące budowy, typów oraz doboru pojemności w zależności od zastosowania.
W tym artykule dowiesz się:
- Jak zbudowane są ogniwa litowo-jonowe i jakie elementy wpływają na ich działanie.
- Jakie typy ogniw litowo-jonowych są dostępne na rynku, w tym ogniwa LFP, NMC i NCA, oraz jakie mają zalety i wady.
- Jak prawidłowo dobrać pojemność magazynu energii, aby optymalnie zarządzać nadwyżkami energii z instalacji fotowoltaicznej.
- Na co zwrócić uwagę przy wyborze magazynów energii nisko- i wysokonapięciowych.
- Jakie znaczenie ma modułowa budowa magazynów energii i dlaczego może być korzystna dla elastycznego zarządzania pojemnością systemu.
- Jakie są kluczowe funkcje magazynów energii, takie jak zwiększanie konsumpcji własnej energii oraz zapewnienie zasilania awaryjnego.
Źródło: denios.pl
Budowa ogniw
Najczęściej stosowane ogniwa w magazynach energii to ogniwa litowo-jonowe. Składają się one z dwóch głównych elementów:
- Anoda – zazwyczaj wykonana z węgla.
- Katoda – wykonana z tlenków metali.
Elektrolit, znajdujący się pomiędzy anodą a katodą, jest mieszaniną soli litowych i organicznych rozpuszczalników. To właśnie dzięki jonom litu przepływa prąd, co umożliwia gromadzenie i uwalnianie energii.
Typy ogniw litowo-jonowych
W magazynach energii stosuje się różne typy ogniw litowo-jonowych, w zależności od ich charakterystyki i przeznaczenia:
1. Ogniwa LFP (litowo-żelazowo-fosforanowe):
- Zaletą jest wysoka liczba cykli ładowania i rozładowania, nawet do 5000-8000 cykli.
- Stabilność chemiczna i większe bezpieczeństwo w porównaniu do innych ogniw.
- Słabsze działanie w niskich temperaturach.
2. Ogniwa NMC (niklowo-manganowo-kobaltowe):
- Charakteryzują się większą gęstością energii, co oznacza, że mogą przechowywać więcej energii przy tej samej wielkości.
- Często stosowane w elektromobilności.
3.Ogniwa NCA (niklowo-kobaltowo-aluminiowe):
- Największa gęstość energii spośród wszystkich ogniw litowo-jonowych.
- Niższa liczba cykli ładowania i rozładowania, przez co rzadziej stosowane w magazynach energii niż w motoryzacji.
Dobór pojemności ogniw
Pojemność ogniwa, mierzona w kilowatogodzinach (kWh), odgrywa kluczową rolę przy doborze magazynów energii do różnych zastosowań.
1. W systemach domowych:
- W instalacjach fotowoltaicznych magazyny energii pozwalają przechowywać nadwyżki energii wytworzone w ciągu dnia, które są wykorzystywane wieczorem lub w nocy. Dobór pojemności zależy od indywidualnych potrzeb domu, ale kluczowym czynnikiem jest maksymalizacja konsumpcji własnej energii.
2. W pojazdach elektrycznych:
- Wymagane są ogniwa o wyższej gęstości energii, co czyni NMC i NCA preferowanymi rozwiązaniami.
3. Magazyny energii o wysokim i niskim napięciu:
- Magazyny niskonapięciowe (48V): Mają większe przekroje kabli, ale są tańsze i prostsze w produkcji.
- Magazyny wysokonapięciowe (400-800V): Są bardziej efektywne, wymagają mniejszych kabli i charakteryzują się wyższą sprawnością przy montażu w domach jednorodzinnych.
Wnioski
Podczas wyboru odpowiedniego magazynu energii, kluczowe jest zrozumienie rodzaju ogniw, ich charakterystyki oraz dopasowanie pojemności do specyficznych potrzeb użytkownika. Najnowsze technologie, takie jak ogniwa LFP, NMC czy NCA, oferują różnorodne rozwiązania, które mogą być zastosowane zarówno w domowych instalacjach, jak i w pojazdach elektrycznych.
Źródło: Youtube.com/@GLOBenergia
Dobór pojemności magazynów energii
Dobór pojemności magazynów energii jest kluczowym aspektem wpływającym na efektywność całego systemu. Prawidłowo dobrana pojemność pozwala na optymalne zarządzanie nadwyżkami energii, minimalizację strat i zwiększenie konsumpcji własnej w systemach takich jak instalacje fotowoltaiczne.
1. Profil energetyczny użytkownika
- Wybór pojemności zależy przede wszystkim od indywidualnego profilu zużycia energii. Jeśli gospodarstwo domowe zużywa dużą ilość energii wieczorem i nocą, konieczne jest większe magazynowanie energii w celu zapewnienia niezależności od dostawców prądu.
- W systemie net-billingu, gdzie energia sprzedawana jest po niższej cenie, a kupowana po wyższej, magazynowanie energii na własne potrzeby staje się kluczowym elementem opłacalności inwestycji
2. Konsumpcja własna
- W systemach takich jak fotowoltaika z magazynami energii, zwiększenie konsumpcji własnej energii jest priorytetem. Magazyn o odpowiedniej pojemności pozwala na przechowywanie energii wytworzonej w ciągu dnia (kiedy zapotrzebowanie w domu jest mniejsze), by wykorzystać ją wieczorem, gdy zużycie wzrasta.
 |
|
3. Wielkość instalacji fotowoltaicznej
- Rozmiar instalacji fotowoltaicznej ma bezpośredni wpływ na pojemność magazynu. Duże instalacje będą generować więcej energii, którą można magazynować, co oznacza, że konieczny jest większy magazyn o odpowiedniej pojemności. Przy rozbudowie systemu istotne jest również, aby pojemność magazynu mogła być łatwo zwiększana poprzez dodanie dodatkowych modułów
4. Awaryjność i zapotrzebowanie na backup
- Magazyny energii mogą również służyć jako backup w przypadku przerw w dostawie energii. W takim wypadku część pojemności magazynu może być przeznaczona na awaryjne zasilanie. Z reguły inwestorzy pozostawiają część pojemności (np. 25%) na sytuacje kryzysowe, co ogranicza dostępność energii na bieżące potrzeby. Dlatego ważne jest, aby wybrać magazyn, który będzie miał wystarczającą pojemność zarówno na backup, jak i na bieżącą konsumpcję.
 |
 |
5. Modułowa budowa
- Magazyny o modułowej budowie umożliwiają łatwe zwiększanie pojemności w zależności od potrzeb. W przypadku, gdy użytkownik zdecyduje się na rozbudowę instalacji fotowoltaicznej, łatwo można dodać kolejne moduły do istniejącego magazynu, co pozwala na elastyczne dostosowanie pojemności systemu do aktualnych wymagań.
6. Nisko- i wysoko-napięciowe magazyny energii
- Warto także rozważyć wybór między magazynami nisko- i wysoko-napięciowymi. Magazyny wysokonapięciowe, o pojemności kilkuset voltów, charakteryzują się wyższą sprawnością, mniejszymi stratami podczas konwersji energii oraz łatwiejszym montażem, co może wpływać na efektywność zarządzania energią w gospodarstwie
Podsumowanie
Dobór pojemności magazynów energii powinien być ściśle dostosowany do indywidualnych potrzeb użytkownika, wielkości instalacji fotowoltaicznej, zapotrzebowania na backup oraz możliwości rozbudowy systemu. Odpowiednio dobrana pojemność pozwala na maksymalizację korzyści ekonomicznych i energetycznych z instalacji OZE.
FORMULARZ
Mamy 99% pozytywnych opinii
Montujemy od 2015 roku
Wykonaliśmy ponad 3000 instalacji
Realizacja już w 24 dni
Obsługa od A do Z
Poznaj opinie » naszych Klientów oraz zobacz nasze realizacje »
