如何在电池中储存可再生能源

经济学家预测使用电池的微电网技术将快速增长。具有环保意识的德国，日本和其他国家多年来一直使用太阳能电池板来降低能源成本。在非洲部分地区，交流电网发展不足以支持所有家庭活动，因此必须使用备用电池的太阳能电池板。个人能源生产正在转移到美国Sunbelt；更便宜的太阳能电池板和更耐用的电池成为关注重点。当自由能量在夜间或风停止时停止时，电池在峰值生产期间存储能量，当输出过度供应以弥补间隙时。当AC电网受到应力到断点时，电池将缓和峰值消耗。

可再生能源具有经济意义，但价格昂贵。大多数西方都有来自交流电网的廉价可靠电力，加拿大部分地区的每千瓦时成本低至0.06美元，许多城市为0.15美元，欧洲一些国家高达0.40美元。太阳能电池板产生的电力约为每千瓦时0.20美元。当包括周边费用时，世界上大部分地区的太阳能发电比从公用事业公司购买电力更昂贵，而作为一个粗略的指导方针，储存的能源使价格翻倍。尽管成本明显较高，但将太阳能电池板放在房屋上变得普遍。硬件价格正在下降，安装也在下降。最常见的光伏（PV）太阳能电池是晶体硅类型，效率约为20％。相比之下，便携式柔性面板的效率仅为10％左右。使用实心面板产生1瓦电力的硬件成本为2.00-2.50美元，成本趋势较低。

在电力价格昂贵的太阳能发电国家，太阳能电池板的能源正被反馈到交流电网。这导致电表向后旋转，抵消先前消耗的能量，但是它也可能引起问题。产生的电量不能超过消耗量。向电网倾倒比消耗更多的能量会使系统不稳定，导致电压波动，使电路过载并导致电压降低。可再生能源有好也有坏。一方面，政府发放补贴以安装可再生能源系统，另一方面，公用事业通过减少激励和增加费用，拼命阻止家庭发电的转移。这种情况是可以理解的，因为公用事业公司有责任随时提供稳定的能源，而独立的生产商无法减少因高峰需求而老化的电网引起的未决故障。不管是对还是错，可再生资源生产清洁能源永远不应该被削减。

存储电能并不新鲜。大型水力发电站最有效的存储介质之一是在低电力需求期间将水泵回到水库，并在高峰时段使其可用。效率系数为70-85％，泵送水电比调节发电机更容易管理，以满足波动的电力需求。飞轮也可用作储能器。当多余的能量可用于填补短暂的能量缺乏并稳定电网时，大型电动机旋转一吨的飞轮。将压缩空气泵入大型地下空腔是另一种储存能量的方法，但对于中小型安装，电池效果最佳。蓄电池主要是铅酸，但是用户抱怨蓄电池寿命短。这是由于电池过度循环引起的，因为电池在白天充电并在夜间放电。铅酸的循环次数有限，并且在未定期充满电时会发生硫酸化。完全饱和的充电需要16个小时，没有太阳能系统可以提供这么长时间的能量。此外，电力消耗趋于随着时间而增加，而太阳能电池板由于污垢堆积和老化而降低其输出。这通常会使铅酸充电不足。

锂离子可以解决这个问题。锂离子比铅酸更耐循环，不需要充满电；事实上，部分充电更好，因为它可以缓解压力。但就购买系统而言，锂离子电池的成本是铅酸的两倍或三倍。最后，还有个问题要注意，经常被我们忽视的隐藏成本是电池寿命。太阳能电池板的寿命为25年，电池通常保证10年。以5％的成本和20年的摊还费用，25,000美元的系统每年可能会花费2,500美元。节能应该大于此，否则可能会误解练习。通过减少个人运输或缩小这种运输的尺寸和功率，可以实现更大的节能效果。