Πόσο καιρό μπορούν οι ηλιακές μπαταρίες να αποθηκεύσουν ενέργεια;

Τα κοινά συστήματα αποθήκευσης ενέργειας είναι μπαταρίες, όπως μπαταρίες ιόντων λιθίου και μπαταρίες μολύβδου-οξέος. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν σχετικά υψηλή ενεργειακή πυκνότητα και εξαιρετική απόδοση φόρτισης και εκφόρτισης. Υπό ιδανικές εργαστηριακές συνθήκες, η διάρκεια ζωής των μπαταριών ιόντων λιθίου μπορεί να φτάσει σε χιλιάδες φορές ή ακόμα περισσότερο. Λαμβάνοντας το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας μικρού λιθίου ιόντων που χρησιμοποιείται σε συνηθισμένα νοικοκυριά ως παράδειγμα, εάν ένας κύκλος φόρτισης και εκφόρτισης εκτελείται μία φορά την ημέρα και η χωρητικότητα της μπαταρίας δεν εξαντληθεί υπερβολικά, η αποθηκευμένη ενέργεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί συνεχώς για περίπου 5 έως 10 χρόνια. Ωστόσο, στις πραγματικές εφαρμογές, λόγω της επίδρασης διαφόρων παραγόντων όπως η θερμοκρασία περιβάλλοντος, το βάθος του φορτίου και της εκκένωσης και η συχνότητα χρήσης, ο αποτελεσματικός χρόνος αποθήκευσης ενέργειας θα μειωθεί. Για παράδειγμα, σε περιβάλλον υψηλής θερμοκρασίας, η ταχύτητα γήρανσης των μπαταριών ιόντων λιθίου θα επιταχυνθεί, γεγονός που μπορεί να προκαλέσει μειωμένη ο χρόνος αποθήκευσης ενέργειας σε 3 έως 5 έτη. Και η συχνή βαθιά εκκένωση θα βλάψει επίσης τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας, μειώνοντας περαιτέρω τον χρόνο αποθήκευσης ενέργειας.

Αν και οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος έχουν χαμηλή ενεργειακή πυκνότητα και μεγάλο όγκο, έχουν τα πλεονεκτήματα της τεχνολογίας χαμηλού κόστους και ώριμης τεχνολογίας. Η ζωή του κύκλου είναι συνήθως περίπου μερικές εκατοντάδες φορές. Για ορισμένες μπαταρίες μολύβδου-οξέος που είναι εξοπλισμένες σε μικρά συστήματα φωτός ηλιακού δρόμου, εάν η καθημερινή απόρριψη δεν είναι μεγάλη και η συντήρηση είναι σωστή, μπορεί να εγγυηθεί περίπου 2 έως 3 χρόνια χρόνου αποθήκευσης ενέργειας. Ωστόσο, εάν το περιβάλλον χρήσης είναι σκληρό, όπως υπερβολικά υψηλή ή πολύ χαμηλή θερμοκρασία, μακροπρόθεσμη υπερφόρτωση και υπερβολική χρέωση, ο χρόνος αποθήκευσης ενέργειας των μπαταριών μολύβδου-οξέων μπορεί να μειωθεί σε μεγάλο βαθμό και ακόμη και προφανής αποσύνθεση ικανότητας μπορεί να συμβεί σε περίπου 1 χρόνο .

Εκτός από τις μπαταρίες, υπάρχουν κάποιες άλλες μεθόδους αποθήκευσης ενέργειας που λειτουργούν με ηλιακά κύτταρα. Για παράδειγμα, η αντλημένη αποθήκευση χρησιμοποιεί υπερβολική ηλεκτρική ενέργεια για να αντλήσει νερό σε υψηλή δεξαμενή και απελευθερώνει νερό για να παράγει ηλεκτρική ενέργεια όταν απαιτείται ηλεκτρική ενέργεια. Ο χρόνος αποθήκευσης ενέργειας αυτής της μεθόδου μπορεί θεωρητικά να προσαρμοστεί με ευελιξία σύμφωνα με την χωρητικότητα αποθήκευσης νερού της δεξαμενής και τη ζήτηση παραγωγής ενέργειας και γενικά μπορεί να επιτύχει συνεχή τροφοδοσία για αρκετές ώρες ή ακόμα και ημέρες. Ωστόσο, περιορίζεται σε μεγάλο βαθμό από γεωγραφικές συνθήκες και έχει υψηλό κόστος κατασκευής.

Επιπλέον, αναπτύσσονται επίσης αναδυόμενες τεχνολογίες αποθήκευσης ενέργειας, όπως η αποθήκευση ενέργειας του σφονδύλου. Η αποθήκευση ενέργειας από το σφόνδυλο αποθηκεύει την κινητική ενέργεια μέσω ενός περιστρεφόμενου σφονδύλου υψηλής ταχύτητας και η ταχύτητα φόρτισης και εκφόρτισης είναι γρήγορη και η ζωή της είναι μεγάλη. Όταν χρησιμοποιείται με ηλιακά κύτταρα, εάν το σύστημα σφονδύλων είναι λογικά σχεδιασμένο και καλά συντηρημένο, ο χρόνος αποθήκευσης ενέργειας μπορεί να φτάσει αρκετά χρόνια. Ωστόσο, το τρέχον τεχνικό κόστος της αποθήκευσης ενέργειας του σφόνδρου είναι υψηλό και το εύρος εφαρμογής του είναι σχετικά στενό.

Ο χρόνος αποθήκευσης ενέργειας των ηλιακών κυττάρων σχετίζεται επίσης με την αποτελεσματικότητα παραγωγής ενέργειας των ηλιακών συλλεκτών και την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας του ηλεκτρικού εξοπλισμού. Εάν οι ηλιακοί συλλέκτες έχουν υψηλής απόδοσης παραγωγής ενέργειας και μπορούν να δημιουργήσουν αρκετό ηλεκτρικό ρεύμα και να το αποθηκεύσουν αποτελεσματικά κατά τη διάρκεια της ημέρας, στη συνέχεια τη νύχτα ή όταν υπάρχει ανεπαρκές φως, το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας μπορεί να παρέχει υποστήριξη ισχύος για ηλεκτρικό εξοπλισμό για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα. Αντίθετα, εάν η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας είναι μεγάλη, η ενέργεια του συστήματος αποθήκευσης ενέργειας θα καταναλωθεί ταχύτερα.

Συνοπτικά, ο χρόνος αποθήκευσης ενέργειας των ηλιακών κυττάρων ποικίλλει ανάλογα με πολλούς παράγοντες όπως ο τύπος του συστήματος αποθήκευσης ενέργειας, το περιβάλλον εργασίας, η μέθοδος χρήσης και ο σχετικός εξοπλισμός υποστήριξης και ο καθορισμένος χρόνος δεν μπορεί απλώς να δοθεί. Σε πρακτικές εφαρμογές, είναι απαραίτητο να εξεταστούν διεξοδικά αυτοί οι παράγοντες, να επιλέξετε ένα κατάλληλο σύστημα αποθήκευσης ενέργειας και να πραγματοποιήσετε επιστημονική συντήρηση και διαχείριση για να διασφαλίσουμε ότι τα ηλιακά κύτταρα μπορούν να μας προσφέρουν σταθερή εγγύηση ισχύος για μεγάλο χρονικό διάστημα, ώστε να μπορέσουμε να χρησιμοποιήσουμε την ηλιακή ενέργεια ενέργεια, ένας πόρος καθαρής ενέργειας, πιο αποτελεσματικά.