На термін експлуатації побутових акумуляторних систем зберігання енергії впливає багато факторів. Тут ми розглянемо домашні акумулятори, як добре вони працюють з часом і як довго вони служать.
Накопичувачі енергії стають все більш популярними у всьому світі, у тому числі й у країнах з високою надійністю енергопостачання. Наприклад, недавнє опитування, проведене компанією SunPower серед більш ніж 1500 домогосподарств, показало, що близько 40% американців стурбовані можливими відключеннями електроенергії. Серед респондентів, які активно розглядають можливість встановлення сонячних панелей у своїх будинках, 70% заявили, що планують встановити й акумуляторну систему зберігання енергії.
Крім забезпечення резервного живлення, багато батарей інтегровані з технологією, що дозволяє інтелектуально планувати споживання та віддачу електроенергії. Ціль полягає в тому, щоб максимально ефективно використовувати сонячну систему. Також деякі батареї оптимізовані для інтеграції із зарядним пристроєм електромобіля.
Різке зростання інтересу споживачів до накопичувачів для самозабезпечення енергією, що свідчить про те, що зниження тарифів на нетто-облік стримує експорт місцевої екологічно чистої електроенергії. Майже 40% споживачів назвали самозабезпечення енергією основною причиною купівлі накопичувачів, тоді як 2022 року цей показник становив менше 20%. Резервне харчування на випадок перебоїв та економія на комунальних тарифах також було зазначено як основні причини придбання накопичувачів енергії.
За даними Національної лабораторії Лоренса Берклі, 2020 року 8,1% житлових сонячних систем оснащувалися акумуляторами, а 2022 року цей показник перевищив 17%.
Гарантійні терміни зазвичай становлять близько 10 років. Наприклад, гарантія на батарею Enphase IQ закінчується через 10 років або 7300 циклів, залежно від того, що настане раніше.
Установник сонячної енергії Sunrun говорить, що термін експлуатації батарей може становити від 5 до 15 років. Це означає, що через 20-30 років, швидше за все, знадобиться заміна.
Термін служби батарей залежить від циклів використання. Як показують гарантії на продукцію LG та Tesla, порогові значення 60% або 70% ємності гарантуються за певної кількості циклів заряду.
За словами представників Інституту Фарадея, деградація відбувається за двох варіантів використання: перезаряд і струменевий заряд. Перезарядження - це подача струму на повністю заряджений акумулятор, що може призвести до перегріву і навіть спалаху.
При струменевому зарядженні акумулятор постійно заряджається до 100%, при цьому неминуче відбуваються втрати. Перепади між 100% і трохи менше 100% можуть призвести до підвищення внутрішньої температури, зниження ємності та, як наслідок, терміну служби.
Іншою причиною деградації згодом є втрата рухливих іонів літію в батареї. Побічні реакції батареї можуть утримувати вільні використані літій-іони, тим самим поступово знижуючи ємність.
Низькі температури можуть призупинити роботу літій-іонного акумулятора, але це не призводить до його деградації або скорочення терміну служби. Проте за високих температур загальний термін служби скорочується. Це пов'язано з тим, що електроліт, що знаходиться між електродами, руйнується за підвищених температур, внаслідок чого акумулятор втрачає здатність переміщення літій-іонів. Це може призвести до зменшення кількості літій-іонів, які може прийняти електрод у свою структуру, що призведе до зниження ємності літій-іонного акумулятора.
Питання технічного обслуговування
Національна лабораторія відновлюваних джерел енергії (NREL) рекомендує встановлювати батарею в прохолодному, сухому місці, переважно в гаражі, де ризик спалаху (невелика, але ненульова загроза) зведений до мінімуму. Між батареями та компонентами навколо має бути відповідна відстань, що забезпечує охолодження, а регулярне технічне обслуговування забезпечить оптимальну роботу.
На думку NREL, по можливості слід уникати багаторазової повної розрядки батарей, оскільки чим частіше вони розряджаються, тим коротший термін їхньої служби. Якщо домашня батарея щодня повністю розряджається, рекомендується збільшити ємність акумуляторної батареї.
Послідовно з'єднані батареї слід підтримувати на одному рівні заряду. Хоча загальний заряд усієї батареї може становити 24 вольти, напруга між батареями може бути різною, що менш сприятливо для захисту всієї системи у довгостроковій перспективі. Крім того, NREL рекомендує встановлювати правильні значення напруги на зарядних пристроях та контролерах заряду, що визначаються виробником.
На думку NREL, необхідно регулярно проводити огляди. При цьому слід звертати увагу на витік на зовнішній стороні батареї, відповідний рівень рідини та однакову напругу. Виробники батарей в інструкціях докладно вказують додаткові рекомендації, тому перед початком експлуатації слід вивчити технічні характеристики та паспорт акумулятора.