如何在電池中儲存可再生能源

經(jīng)濟學(xué)家預(yù)測使用電池的微電網(wǎng)技術(shù)將快速增長。具有環(huán)保意識的德國，日本和其他國家多年來一直使用太陽能電池板來降低能源成本。在非洲部分地區(qū)，交流電網(wǎng)發(fā)展不足以支持所有家庭活動，因此必須使用備用電池的太陽能電池板。個人能源生產(chǎn)正在轉(zhuǎn)移到美國Sunbelt；更便宜的太陽能電池板和更耐用的電池成為關(guān)注重點。當(dāng)自由能量在夜間或風(fēng)停止時停止時，電池在峰值生產(chǎn)期間存儲能量，當(dāng)輸出過度供應(yīng)以彌補間隙時。當(dāng)AC電網(wǎng)受到應(yīng)力到斷點時，電池將緩和峰值消耗。

可再生能源具有經(jīng)濟意義，但價格昂貴。大多數(shù)西方都有來自交流電網(wǎng)的廉價可靠電力，加拿大部分地區(qū)的每千瓦時成本低至0.06美元，許多城市為0.15美元，歐洲一些國家高達(dá)0.40美元。太陽能電池板產(chǎn)生的電力約為每千瓦時0.20美元。當(dāng)包括周邊費用時，世界上大部分地區(qū)的太陽能發(fā)電比從公用事業(yè)公司購買電力更昂貴，而作為一個粗略的指導(dǎo)方針，儲存的能源使價格翻倍。盡管成本明顯較高，但將太陽能電池板放在房屋上變得普遍。硬件價格正在下降，安裝也在下降。最常見的光伏（PV）太陽能電池是晶體硅類型，效率約為20％。相比之下，便攜式柔性面板的效率僅為10％左右。使用實心面板產(chǎn)生1瓦電力的硬件成本為2.00-2.50美元，成本趨勢較低。

在電力價格昂貴的太陽能發(fā)電國家，太陽能電池板的能源正被反饋到交流電網(wǎng)。這導(dǎo)致電表向后旋轉(zhuǎn)，抵消先前消耗的能量，但是它也可能引起問題。產(chǎn)生的電量不能超過消耗量。向電網(wǎng)傾倒比消耗更多的能量會使系統(tǒng)不穩(wěn)定，導(dǎo)致電壓波動，使電路過載并導(dǎo)致電壓降低?？稍偕茉从泻靡灿袎?。一方面，政府發(fā)放補貼以安裝可再生能源系統(tǒng)，另一方面，公用事業(yè)通過減少激勵和增加費用，拼命阻止家庭發(fā)電的轉(zhuǎn)移。這種情況是可以理解的，因為公用事業(yè)公司有責(zé)任隨時提供穩(wěn)定的能源，而獨立的生產(chǎn)商無法減少因高峰需求而老化的電網(wǎng)引起的未決故障。不管是對還是錯，可再生資源生產(chǎn)清潔能源永遠(yuǎn)不應(yīng)該被削減。

存儲電能并不新鮮。大型水力發(fā)電站最有效的存儲介質(zhì)之一是在低電力需求期間將水泵回到水庫，并在高峰時段使其可用。效率系數(shù)為70-85％，泵送水電比調(diào)節(jié)發(fā)電機更容易管理，以滿足波動的電力需求。飛輪也可用作儲能器。當(dāng)多余的能量可用于填補短暫的能量缺乏并穩(wěn)定電網(wǎng)時，大型電動機旋轉(zhuǎn)一噸的飛輪。將壓縮空氣泵入大型地下空腔是另一種儲存能量的方法，但對于中小型安裝，電池效果最佳。蓄電池主要是鉛酸，但是用戶抱怨蓄電池壽命短。這是由于電池過度循環(huán)引起的，因為電池在白天充電并在夜間放電。鉛酸的循環(huán)次數(shù)有限，并且在未定期充滿電時會發(fā)生硫酸化。完全飽和的充電需要16個小時，沒有太陽能系統(tǒng)可以提供這么長時間的能量。此外，電力消耗趨于隨著時間而增加，而太陽能電池板由于污垢堆積和老化而降低其輸出。這通常會使鉛酸充電不足。

鋰離子可以解決這個問題。鋰離子比鉛酸更耐循環(huán)，不需要充滿電；事實上，部分充電更好，因為它可以緩解壓力。但就購買系統(tǒng)而言，鋰離子電池的成本是鉛酸的兩倍或三倍。最后，還有個問題要注意，經(jīng)常被我們忽視的隱藏成本是電池壽命。太陽能電池板的壽命為25年，電池通常保證10年。以5％的成本和20年的攤還費用，25,000美元的系統(tǒng)每年可能會花費2,500美元。節(jié)能應(yīng)該大于此，否則可能會誤解練習(xí)。通過減少個人運輸或縮小這種運輸?shù)某叽绾凸β?，可以實現(xiàn)更大的節(jié)能效果。