accumulo solare | Prodotti, tecnologie, innovazioni e tendenze

ERNEUERBARE ENERGIEN

Dettagli: Rilasciato: 02.08.2022; Ultimo aggiornamento: 21.08.2023; Hits: 5792

In Germania, il calore rappresenta il 55%. consumo energetico finale fuori. Per raggiungere l'obiettivo della carbon neutrality entro il 2050, è urgente evitare di utilizzare combustibili fossili per soddisfare il più possibile questa domanda. Invece, sul fornitore di energia sole essere fatto ricorso. Per utilizzare efficacemente l'energia ottenuta, ci vuole accumulo solare. Di seguito riportiamo i nuovi prodotti e le tecnologie che immagazzinano l'energia solare.

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Auto elettriche come accumulo tampone per l'energia solare
Accumulo solare basato su strati ottimizzati ad alte prestazioni
Archivio per innovazioni di accumulo solare

Auto elettriche come accumulo tampone per l'energia solare

27.07.2022/XNUMX/XNUMX | Nelle calde giornate estive, la quota di energia solare nel mix energetico raggiunge valori record. Ma il sole non splende, lasciami ricarica bidirezionale l'energia solare proveniente dall'impianto fotovoltaico Le auto elettriche e immagazzinare le batterie della casa. Se necessario o nelle ore serali, questo viene poi reimmesso nella rete domestica per il funzionamento degli elettrodomestici. Ciò crea incentivi per il passaggio all'elettromobilità a emissioni zero.

Infineon Technologies , Delta Electronics hanno sviluppato un sistema tre in uno per questo. Integra il sistema solare, l'accumulo domestico e la stazione di ricarica. L'auto elettrica si ricarica tramite un inverter bidirezionale e può essere utilizzata anche come accumulatore tampone per l'alimentazione di emergenza nella propria abitazione. Sempre più auto elettriche sono attrezzate per questo. In prospettiva, le nuove soluzioni Vehicle-to-Grid (V2G) e Vehicle-to-Home (V2H) possono essere implementate anche con flussi di energia bidirezionali.

"Per dare un contributo sostenibile alla decarbonizzazione, dobbiamo pensare all'elettromobilità in modo olistico: dalla generazione di elettricità verde a un'infrastruttura di rete stabile ed efficiente fino allo stoccaggio e al consumo", afferma Pietro Wawer, Capo della divisione Industrial Power Control di Infineon. "Con le nostre soluzioni per la ricarica bidirezionale, l'auto elettrica può essere ricaricata a casa con l'energia solare a basso costo e fungere anche da accumulatore".

un Single Family consuma in media da 10 a 15 kWh di energia al giorno. Una batteria per auto completamente carica con una capacità da 30 a 100 kWh potrebbe teoricamente coprire alcuni giorni come soluzione di emergenza. I proprietari di abitazione possono così assicurarsi elettricità a basso costo e ottenere una maggiore indipendenza in casa Alimentazione.

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Ciò consente una potenza di uscita di circa 10 kW Sistema tre in uno una corrente continua massima di 34 A. Le efficienze di picco sono superiori al 97,5%. I semiconduttori in carburo di silicio (SiC) ad alta efficienza energetica di Infineon vengono utilizzati per aumentare la densità di potenza. Rispetto ai semiconduttori a base di silicio, il semiconduttore composto SiC riduce di circa la metà le perdite di energia durante la conversione dell'elettricità. Le stazioni di ricarica potrebbero essere più piccole di circa il 30%. Con SiC, l'impianto fotovoltaico diventa più efficiente. I tempi di ricarica delle stazioni di ricarica rapida e delle wall box sono ridotti. L'autonomia delle auto elettriche aumenta dal 5 al 10%.

Entro la fine del decennio, più della metà dei veicoli di nuova immatricolazione sarà parzialmente o completamente elettrica. il mobilità verde ma può essere implementato solo con energia climaticamente neutra come l'energia eolica e solare. Per le reti stabili, la disponibilità volatile di queste fonti di energia deve quindi essere compensata dall'energia eolica o dall'accumulo solare.

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Accumulo solare basato su strati ottimizzati ad alte prestazioni

12.10.2021 | Sistemi a film sottile per impianto fotovoltaico , Solare termico aiutano a raccogliere un ampio spettro di radiazione solare per la produzione di energia e sotto forma di calore. Il Fraunhofer Institute for Organic Electronics, Electron Beam and Plasma Technology FEP tecnologie del vuoto sviluppato, con cui vengono depositati strati e sistemi a strati per l'utilizzo dell'energia solare e l'accumulo di calore.

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L'energia radiante del sole, che la terra riceve in 90 minuti, corrisponde approssimativamente al consumo energetico mondiale in un anno. (Fonte: AEE). Per un efficace assorbimento della radiazione solare, sono necessari speciali sistemi a strati per l'energia fotovoltaica o solare termica. Nel fotovoltaico, questi includono strati semiconduttori e strati di elettrodi. Il solare termico richiede strati assorbenti con elevato assorbimento nel campo del visibile e UV e bassa emissione nel campo spettrale infrarosso (IR) per ridurre al minimo le perdite di radiazione termica.

Sistemi a strati ottimizzati per efficaci assorbitori solari

Per implementare tali funzioni ottiche, a Sistema di strati composto da più strati singoli necessario. I loro spessori devono essere abbinati in modo molto preciso e devono essere depositati in modo riproducibile sui tubi assorbenti dei collettori a tubi solari a bassa dispersione termica. Il tubo dell'assorbitore si trova in un tubo di rivestimento evacuato. Ciò protegge il sistema di strati dalla contaminazione e dalla possibile degradazione dei componenti dell'aria. Il sistema a strati deve resistere alle temperature costantemente elevate a cui è sottoposto il tubo di assorbimento. Deve essere stabile a lungo termine, anche sotto carichi di temperatura ciclici. Maggiore è la temperatura nel ciclo termico, più versatile e migliore può essere utilizzato. Può essere utilizzato come calore di processo o viene utilizzato per caricare accumulatori di calore ad alte temperature.

I rivestimenti sono adatti anche per lo sviluppo di sistemi di accumulo solare più efficienti. Attualmente è in corso un'ampia ricerca sull'accumulo di energia elettrica per utilizzare l'energia generata dagli impianti fotovoltaici variabile nel tempo chiudere. L'accumulo di energia dovrebbe compensare il ritardo tra la generazione e il consumo di energia.

Processi di rivestimento per accumuli solari con granuli di zeolite

Nel settore del riscaldamento, questa funzione è svolta da un serbatoio di accumulo dell'acqua in molti circuiti di riscaldamento. Tuttavia, anche qui concetti di memoria migliori lavorato. Si dice che tali serbatoi abbiano una capacità di stoccaggio maggiore dell'acqua. L'archiviazione deve essere installata in modo salvaspazio e con basse perdite. Ad esempio, nei granuli di zeolite nanoporosa ad accumulo di calore ad adsorbimento, l'acqua viene espulsa mentre viene fornito il calore da immagazzinare. Ciò corrisponde quindi al carico di energia del magazzino.

"Quando l'aria contenente vapore acqueo scorre attraverso il materiale di accumulo, assorbe acqua e rilascia calore che può essere utilizzato nei circuiti di riscaldamento", spiega dott Heiderun Klostermann, scienziato presso il Fraunhofer FEP. "Affinché ciò funzioni, tuttavia, anche lo scambio termico con il materiale di accumulo deve essere progettato in modo efficiente, che di per sé non ha una buona conduzione del calore. Ciò può essere ottenuto con strati di alluminio che racchiudono il materiale. Garantiscono un buon trasporto del calore e un efficiente trasferimento del calore allo scambiatore di calore”. Oltre alle dinamiche di adsorbimento e desorbimento del materiale di accumulo, questo è un aspetto importante delle prestazioni di un sistema di accumulo. Ha una grande influenza sulla sua potenza termica specifica massima e media.

Il materiale di stoccaggio granulare zeolite viene depositato in vapore con alluminio sfuso sotto vuoto. Una buona conduzione del calore richiede uno strato uniforme e sufficientemente spesso. I ricercatori FEP stanno sperimentando strati con uno spessore superiore a 20 µm. La tecnologia utilizzata per questo viene altrimenti utilizzata per rivestire i film. Letti altamente porosi materiale L'applicazione uniforme di strati spessi è quindi una sfida importante. Gli sviluppi di Fraunhofer fino ad oggi sono unici in questo senso.

Il processo deve essere progettato in modo tale che gli strati non ostacolino lo scambio di sostanze tra il materiale di stoccaggio e l'ambiente. Dopotutto, il materiale deve continuare ad assorbire e rilasciare acqua, altrimenti il principio di stoccaggio non funzionerà. Curve di adsorbimento comparativo di materiale rivestito e non rivestito mostrano che questo trasporto di massa non è ostacolato dallo strato.

Sviluppi di accumulo solare per domani

Gli sviluppatori di nuovi materiali di stoccaggio concentrati sull'aumento della capacità di stoccaggio sono particolarmente interessati a questi strati innovativi di Fraunhofer FEP. Tali nuovi materiali sono principalmente ibridi che non vengono ancora prodotti in serie, come già accade con le zeoliti. Di norma, questi materiali ibridi in polvere vengono prodotti solo in piccole quantità. In futuro, questi nuovi materiali saranno trattati nell'impianto di metallizzazione del Fraunhofer FEP. I produttori di storage sperano già in queste nuove classi di materiali maggiore densità di archiviazione e volumi di archiviazione inferiori.

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Il giusto sistema di accumulo solare: piombo contro litio
L'accumulo solare fornisce elettricità XNUMX ore su XNUMX

Il giusto sistema di accumulo solare: piombo contro litio

23.10.2013/XNUMX/XNUMX | Alla domanda sulla differenza tra una batteria agli ioni di litio e una batteria al piombo-gel, l'utente vede prima le differenze di prezzo e peso. È anche importante chiarire domande come: come funzionano i due tipi di batterie? Perché uno dura più a lungo dell'altro? Perché uno pesa più dell'altro? Tutte queste domande saranno esaminate Icrato più in dettaglio di seguito:

Batteria piombo-gel

un batteria al piombo è costituito da un alloggiamento resistente agli acidi e da due piastre di piombo, che fungono da elettrodi polarizzati positivi e negativi. Inoltre, c'è un riempimento del 38% di acido solforico H₂SO₄ come elettrolita.

Con le batterie al piombo-gel, come quelle utilizzate nell'IBC Solstore Pb Home, l'acido solforico viene legato mediante l'aggiunta di acido silicico e la batteria è sigillata. Per questo lo è quasi completamente esente da manutenzione, poiché non è più necessario o possibile aggiungere acqua. Nello stato scaricato o neutro, uno strato di solfato di piombo (II) (PbSO₄) a. Quando caricati, gli elettrodi positivi sono realizzati in ossido di piombo (IV) (PbO)₂), gli elettrodi a polarizzazione negativa fatti di piombo poroso finemente suddiviso, chiamato anche spugna di piombo. La reazione chimica durante il processo di carica e scarica consente di immagazzinare o rilasciare energia elettrica.

Batteria agli ioni di litio

In accumulatori agli ioni di litio Ci sono atomi di litio sull'elettrodo negativo e ioni di metalli di transizione sull'elettrodo positivo. L'energia elettrica viene immagazzinata mentre il litio in forma ionizzata si muove avanti e indietro attraverso l'elettrolita tra i due elettrodi. Da qui il nome della batteria agli ioni di litio.

Tetto pieghevole solare nord Azionamenti per l'estensione e la retrazione di un tetto pieghevole solare

A differenza degli ioni di litio in migrazione, gli ioni di metalli di transizione sono stazionari. Durante la scarica, gli atomi di litio sull'elettrodo negativo emettono un elettrone, che scorre verso l'elettrodo positivo attraverso il circuito esterno. Allo stesso tempo, lo stesso numero di ioni di litio migra attraverso l'elettrolita dall'elettrodo negativo a quello positivo. All'elettrodo positivo, invece, non sono gli ioni di litio che riprendono l'elettrone, ma quelli che vi sono presenti e sono fortemente ionizzati allo stato carico e quindi giusti affamato di elettroni ioni di metalli di transizione. A seconda del tipo di batteria, può essere cobalto, nichel, manganese, ioni di ferro e così via.

Lunga vita utile per decenni

Le batterie al piombo di alta qualità, utilizzate nei sistemi di accumulo di energia solare, possono essere abbastanza lunga vita di circa 10 anni prima che si verifichi un calo significativo delle prestazioni. L'invecchiamento e quindi l'usura della batteria al piombo è principalmente dovuto alla corrosione interna degli elettrodi. Inoltre, ci sono sempre bei cortocircuiti. La solfatazione del piombo provoca anche il PbSO₄Unisci i cristalli in alleanze sempre più grandi.

Tuttavia, la solfatazione può essere contrastata con le giuste strategie di carica e scarica. Ecco perché è importante che i sistemi di accumulo solare utilizzino il regolatore di carica e le batterie come un sistema completo abbinato in modo ottimale sono. Con le attuali batterie agli ioni di litio, la durata del ciclo determina per quanto tempo la batteria può essere utilizzata. Ciò dipende dal tipo e dalla qualità della batteria, dalla temperatura e dal tipo di utilizzo, in particolare la corsa di (s)carica, la tensione di fine carica e l'intensità delle correnti di carica e scarica.

Fatti e componenti da e per la produzione di batterie

Come per le batterie al piombo-gel, le batterie agli ioni di litio sono quelle giuste sistema di gestione della batteria di grande importanza per ottenere la vita utile desiderata. Esistono già celle per applicazioni speciali che perdono solo una piccolissima parte della loro capacità e prestazioni anche dopo diversi anni di utilizzo e diversi 10.000 cicli di carica e scarica.

Differenza di peso fino a un fattore 6

* densità di energia di batterie al piombo è di circa 30 Wh/kg. La densità di energia delle batterie agli ioni di litio, invece, è compresa tra 95 e 190 Wh/kg, ovvero da 3 a 6 volte superiore a quella di una batteria convenzionale al piombo. Di conseguenza, le batterie agli ioni di litio sono significativamente più leggere delle batterie al piombo con la stessa capacità. In un confronto pratico: le 4 batterie di un IBC Solstore Pb con una capacità nominale di 8 kWh pesano insieme 300 kg, con l'alloggiamento 350 kg. Il blocco batteria (batteria, gestione della batteria e alloggiamento) dell'IBC Solstore Li (capacità nominale 5 kWh) pesa 122 kg.

Nuovi arrivati contro provati e testati

Spetta a ciascun cliente decidere quale batteria utilizzare. Da un lato c'è la classica batteria al piombo-gel, che è stata provata e testata per decenni e continuerà sicuramente a plasmare l'immagine del mercato delle batterie negli anni a venire. D'altra parte, c'è la nuova arrivata batteria agli ioni di litio. Con diversi materiali degli elettrodi, sconvolge il consumatore per quanto riguarda l'affidabilità e le normative sulle merci pericolose, nonché la ricchezza di informazioni. Tuttavia, la batteria agli ioni di litio sta già portando gli appassionati di tecnologia dalla loro parte.

In sintesi, si può dire così entrambe le tecnologie della batteria sono molto adatten al fine di favorire la massimizzazione dell'utilizzo dell'energia autoprodotta dal proprio impianto fotovoltaico e le esigenze di autonomia dei consumatori nell'acquisto di energia elettrica.

L'accumulo solare fornisce elettricità XNUMX ore su XNUMX

13.03.2013 | Centrosolar offre sistemi di accumulo per l'energia solare da aprile. Ciò significa che l'energia elettrica prodotta dagli impianti fotovoltaici è disponibile 30 ore su XNUMX. Il sistema "Cenpac Storage" si basa sull'accumulo della batteria, un inverter della batteria e un gestore energetico intelligente. A seconda delle esigenze, l'energia solare alimenta le utenze elettriche, carica la batteria o immette nella rete pubblica. Mentre le famiglie senza stoccaggio possono in genere utilizzare un massimo del XNUMX% dell'energia solare da sole, la proporzione può essere più che raddoppiata con il supporto dell'accumulo.

Le batterie utilizzate sono basate sul Tecnologia del gel di piombo e sono disponibili nelle taglie utilizzabili di 3,7, 6,0 e 7,4 kWh. Le taglie sono predestinate per nuclei familiari unifamiliari con impianti fotovoltaici di taglia fino a 6, 9 e 10,5 kWp. Le batterie hanno una durata di circa 2500 cicli con una profondità di scarica del 50% e sono quindi particolarmente adatte per l'uso in applicazioni solari con carichi di carica e scarica elevati.

Una famiglia di quattro persone con un consumo elettrico annuo di 4000 kWh può utilizzare Cenpac Storage con una batteria di 7,4 kWh fino all'85% del fabbisogno elettrico giornaliero coprire con energia solare. Grazie all'accumulo, l'operatore del sistema può richiamare l'elettricità quando ne ha bisogno, indipendentemente dal fatto che splende il sole.

Interruttore automatico in aria, relè di protezione digitale e soft starter

L'accumulo della batteria è integrato da quello appositamente sviluppato per l'autoconsumo invertitore di batteria Sunny Island di SMA. Questo può essere installato come un inverter FV e può essere utilizzato in modo flessibile per diverse dimensioni della batteria. Sunny Home Manager si occupa dell'interazione dell'intero impianto.

Questo sistema di gestione dell'energia regola il flusso di energia tra sistema solare, sistema di accumulo, rete domestica e pubblica. Il sistema controlla tutti i componenti del sistema e garantisce una gestione intelligente dell'energia. Sunny Home Manager stabilisce raccomandazioni per l'azione in base al profilo di consumo dell'abitazione, alle previsioni meteorologiche basate sulla posizione e alla conseguente previsione di produzione FV.