Даже самые ярые сторонники солнечной энергетики согласятся с одним ограничением солнечных панелей: они генерируют электричество только тогда, когда светит солнце. Однако пики потребления энергии часто случаются ночью, что совпадает с сокращением производства солнечной энергии и приводит к проблемам со спросом и предложением. Проблема в том, что в солнечные периоды низкого спроса солнечные панели обычно вырабатывают достаточно энергии, чтобы удовлетворить пиковый спрос позднее днем. Это означает, что эффективное хранение солнечной энергии может предоставить множество возможностей для владельцев домов и предприятий.
В этом блоге мы рассмотрим солнечное хранение , включая его преимущества, принципы работы и способы оказания помощи.
Каковы преимущества хранения солнечной энергии?
Хранение этой избыточной энергии необходимо для максимального использования любой системы солнечных панелей и может сэкономить расходы, повысить эффективность сети и сократить выбросы ископаемого топлива. Существует несколько основных преимуществ хранения солнечной энергии:
1. Сбалансируйте электрическую нагрузку. Если электричество не хранится, его необходимо использовать в момент его выработки. Хранение энергии позволяет хранить оставшуюся выработку электроэнергии для пикового использования. Что касается возобновляемой энергии, хранение избыточной электроэнергии может поддерживать свет включенным, когда солнце заходит или ветер прекращается. Короче говоря, хранение энергии позволяет аккумулятору заряжаться, когда выработка электроэнергии высока, а спрос низок, а затем разряжаться, когда выработка электроэнергии снижается, а спрос увеличивается.
2. Заполните пробелы. Краткосрочное хранение солнечной энергии обеспечивает постоянный поток энергии во время кратковременных отключений генератора, например, при прохождении облаков или плановом обслуживании.
3. Энергетическая устойчивость. По любой причине, от лесных пожаров до суровой погоды, электросеть подвержена помехам и перебоям. Солнечные накопители создают защитную пену во время разрушительных событий, отвлекая нас от того, откуда мы получаем энергию.

Как хранится солнечная энергия?
Накопители солнечной энергии можно разделить на три категории: тепловая энергия, батареи и машины. Давайте кратко рассмотрим.
Что такое аккумулирование тепла?
Тепловое хранение энергии использует различные среды (например, воду или расплавленную соль) для поглощения и сохранения тепла от солнца. Эта нагретая среда хранится в изолированном резервуаре до тех пор, пока не понадобится энергия, обычно путем кипячения воды для ее получения.

Что такое аккумуляторная батарея?
Солнечная энергия также может храниться в электрохимических элементах. Когда солнечная энергия закачивается в аккумулятор, химические реакции между компонентами аккумулятора сохраняют энергию. Когда аккумулятор разряжается, реакция меняется на обратную, позволяя току вытекать из аккумулятора. Литий-ионные аккумуляторы чаще всего используются в солнечных приложениях, и новые технологии аккумуляторов быстро развиваются, что, как ожидается, обеспечит более дешевые и масштабируемые решения для хранения аккумуляторов.
Что такое механическое хранение?
Механическое хранение энергии использует потенциальную энергию объектов для генерации электроэнергии. Метод механического хранения преобразует избыточную электрическую энергию в механическую энергию, которая затем преобразуется обратно в электрическую энергию для последующего использования. Существует три основных типа систем механического хранения энергии:

1. Маховик Этот метод использует избыточное электричество для вращения маховика, который затем вырабатывает электроэнергию в периоды пикового спроса, обеспечивая быструю подачу энергии.
2. Насос . Для гидроаккумулирования вода закачивается вверх в резервуар, расположенный над турбогенератором. Когда спрос высок, вода течет через турбину и вырабатывает электроэнергию.
3. Сжатый воздух. Через эту систему хранения энергии сжатый воздух закачивается в большие емкости, такие как резервуары для хранения или подземные формации. Выпускайте воздух для выработки электроэнергии в периоды пикового спроса.
Лучший способ хранения солнечной энергии
Для солнечного хранения нет волшебной палочки. Решения по солнечному хранению зависят от ваших требований и доступных ресурсов. Давайте рассмотрим некоторые распространенные варианты солнечного хранения для коммерческих и бытовых применений.
Коммерческое хранение солнечной энергии
У коммунальных компаний и других предприятий обычно больше бюджетов, чем у отдельных домохозяйств, что делает механическое и термическое хранение жизнеспособными вариантами. Хотя эти методы хранения могут быть дорогостоящими, они помогают коммунальным службам справляться с пиковым спросом на энергию.
1. Сетевое хранение энергии с использованием батарей следующего поколения. 2020 год является рекордным годом для новых накопителей энергии в Соединенных Штатах. Только в третьем квартале Соединенные Штаты развернули 476 МВт новых накопителей энергии, что на рекордные 240% больше, чем в предыдущем квартале. Большинство новых развертываний представляют собой решения для хранения с фронтом-счетчиком (FTM) в течение одного часа, но они по-прежнему обеспечивают многообещающую перспективу для будущего коммерческого хранения солнечной энергии.
2. Сжатый воздух. По последним оценкам правительства, стоимость сжатого воздуха составляет 105 долл. США/кВт·ч, что делает его наиболее экономически эффективным вариантом механического хранения для крупномасштабных применений.
3. Насосы. Избыточная солнечная энергия может быть использована для перекачивания воды в горы, тем самым генерируя много потенциальной энергии. Текущая стоимость насосного хранения составляет около 165 долл. США/кВт·ч, что делает его вторым лучшим выбором для крупномасштабного механического хранения энергии. Однако он доступен только в определенных областях, поскольку новое насосное хранение требует высоких первоначальных затрат и серьезных нормативных препятствий.
Домашний солнечный аккумулятор
Бытовая солнечная энергия имеет бесчисленные преимущества, включая устойчивость, экономию средств и децентрализацию производства электроэнергии (также известную как «виртуальные электростанции»). Но коммерческие методы хранения энергии, которые мы обсудили выше, могут оказаться слишком дорогими для обычных домовладельцев. К счастью, аккумуляторные батареи теперь могут предоставить домовладельцам экономически эффективный способ хранения солнечной энергии.
Литий-ионные батареи являются первым выбором для домашнего хранения солнечной энергии. Они относительно дешевы (и становятся все дешевле), неприхотливы и подходят для различных нужд. Другие батареи, обычно доступные для бытового использования, включают батареи с соленой водой и свинцово-кислотные батареи.
Независимо от типа батареи, домашние резервные батареи могут позволить домовладельцам экономить энергию в часы большого объема и низкого спроса (например, в рабочие дни), так что их можно использовать в периоды высокого спроса, когда выработка электроэнергии снижается. Домашние солнечные накопители наследуют те же преимущества крупномасштабных солнечных накопителей, что выражается в гибкости, бесперебойной подаче энергии и экономии средств. Эти преимущества идут напрямую домовладельцу.

Как хранить солнечную энергию: часто задаваемые вопросы
1. Какой самый дешевый солнечный элемент? Свинцово-кислотные аккумуляторы в настоящее время являются самым дешевым вариантом для хранения солнечной энергии, но они имеют короткий срок службы и не так эффективны, как другие варианты. Литий-ионные аккумуляторы обеспечивают наилучшее соотношение цены, производительности, долговечности и доступности.
2. Как долго хранится солнечная энергия? Теоретически, пока сохраняется потенциальная энергия, механически сохраненная солнечная энергия может поддерживаться. Любая передача энергии будет иметь потери энергии, а в случае механического хранения утечка всегда будет происходить во время хранения и высвобождения. То же самое относится и к батареям. Обычно стандартные солнечные элементы можно заряжать в течение 1-5 дней.
3. Как долго могут служить солнечные элементы? Стандартные солнечные элементы могут служить 15–30 лет в зависимости от типа.
4. Сколько солнечных элементов мне нужно? Емкость хранилища сильно варьируется в зависимости от ваших конкретных потребностей и учитывает такие факторы, как требуемая емкость хранилища, резервная нагрузка и продолжительность резервного копирования. Инструменты хранения батарей Aurora Solar помогут вам исключить догадки при расчете этих требований к хранению.
5. Стоит ли мне использовать солнечную энергию? Да. Солнечная энергия стала дешевле угля в 2019 году в среднем на 0,068 долл. США за кВт·ч (в то время как средняя цена бытовой электроэнергии в США в том же году составляла 0,13 долл. США, в основном это ископаемая энергия). Помимо экономических выгод, солнечная энергия также может сократить выбросы углерода и повысить гибкость.
6. Как увидеть наилучшую эффективность солнечной энергии? Хороший вопрос, это важно для размещения солнечных панелей. Мы рекомендуем использовать программное обеспечение для проектирования солнечных панелей, чтобы информировать вашу установку и создать наилучшую эффективность. Посмотрите, как работает Aurora Solar.
в заключение
Солнце обеспечивает неограниченный запас чистой энергии, но его использование может быть проблемой. К счастью, многочисленные варианты коммерческого и жилого хранения предоставляют эффективные решения для хранения солнечной энергии, и новые технологии разрабатываются каждый день. Для коммерческих приложений вариант механического хранения обеспечивает эффективное решение для использования солнечной энергии, когда она больше всего нужна, и вскоре может стать доступным сетевое аккумуляторное хранение. Для бытовой солнечной энергии аккумуляторное хранение является лучшим выбором, и на рынке есть различные разумно оцененные устройства. Вместе эти решения обеспечивают эффективную комбинацию для хранения солнечной энергии и убедительный аргумент для дальнейшего развертывания солнечной энергии в коммерческих и жилых средах.