almacenamiento solar | Productos, tecnologías, innovaciones y tendencias
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En Alemania, el calor representa el 55% de consumo final de energia fuera. Para lograr el objetivo de la neutralidad de carbono para 2050, existe una necesidad urgente de evitar el uso de combustibles fósiles para satisfacer esta demanda tanto como sea posible. En cambio, en el proveedor de energía sol ser recurrida. Para utilizar la energía obtenida de forma eficaz, es necesario almacenamiento solar, una Almacenamiento del sistema solar puede ayudar a aumentar la autosuficiencia energética de los hogares y reducir la dependencia de fuentes de energía externas. A continuación informamos sobre nuevos productos y tecnologías que almacenan energía solar.
contenido
- Almacenamiento solar 2024: lo más importante en resumen
- KAlmacenamiento de plantas de energía en balcón de fácil instalación
- Coches eléctricos como almacenamiento intermedio para la energía solar
- Almacenamiento solar basado en capas optimizadas de alto rendimiento
- El sistema de almacenamiento solar adecuado: plomo versus litio
- El almacenamiento solar proporciona electricidad las XNUMX horas
- Preguntas Frecuentes
Almacenamiento solar 2024: lo más importante en resumen
En 2024, el almacenamiento solar ha logrado avances significativos, particularmente con el avance de la tecnología de baterías de fosfato de hierro y litio (LiFePO4), que ahora ofrece una mayor estabilidad cíclica y una mayor seguridad. Estas soluciones de almacenamiento permiten a los hogares y empresas utilizar su energía solar de manera más eficiente al almacenar el exceso de energía y acceder a ella cuando sea necesario.
Una tendencia importante es la integración de Inteligencia Artificial (IA) en sistemas de gestión de energía. Estos sistemas optimizan automáticamente el consumo de energía analizando patrones en el consumo de energía y haciendo predicciones para optimizar el uso de la energía almacenada. energía solar para maximizar. Otra tendencia importante es la escalabilidad de los sistemas de almacenamiento. Los sistemas modulares permiten ampliar fácilmente la capacidad para satisfacer las crecientes necesidades energéticas. Mediante el uso sistemas solares Con el almacenamiento, el autoconsumo de energía solar se puede aumentar hasta un 60-70%, reduciendo la dependencia de la costosa energía de la red y disminuyendo los costos de energía.
Los beneficios del almacenamiento solar en 2024 son notables: reducen la los costes energéticos maximizando el autoconsumo, ofrecen independencia de la red y aumentan la seguridad del suministro. También apoyan la estabilidad de la red eléctrica al servir como amortiguador en momentos de alta demanda. Por lo tanto, el almacenamiento solar no sólo es una solución sostenible, sino también una inversión económicamente atractiva en un futuro verde.
Sistema de almacenamiento de energía para balcón muy fácil de instalar.
La F2400 de Runhood es un innovador sistema de almacenamiento de electricidad desarrollado especialmente para centrales eléctricas de balcón (sistemas solares). Establece nuevos estándares en el uso eficiente de la energía solar en el espacio habitable. Con micro integradoInversores y la capacidad de utilizar un inversor híbrido, el almacenamiento de energía elimina la necesidad de hardware externo, lo que simplifica y acelera significativamente el proceso de instalación.
Gracias a su diseño compacto y al proceso de instalación en un solo paso que sólo lleva cinco minutos, el sistema de almacenamiento es particularmente fácil de usar. La instalación simplemente requiere conectar un par de MC4Cable con los paneles solares, el F2400 y un enchufe de pared. Esto no sólo ahorra tiempo y dinero, sino que también evita daños a las paredes o a la infraestructura existente.
Potente expansión de almacenamiento escalable
La batería de extensión F2400 y B2400 tienen cada una una capacidad de 2,4 kWh. Para hogares con mayores necesidades energéticas, la capacidad de almacenamiento se puede ampliar a unos impresionantes 2400 kWh añadiendo hasta siete baterías B19,2 adicionales. Esto permite adaptar la capacidad energética de forma flexible a las necesidades individuales y ofrece una mayor capacidad energética con menos necesidad de espacio.
El proceso de instalación simple y el hardware integrado reducen significativamente el costo total y el tiempo de instalación. Con la capacidad de ampliar la capacidad con baterías adicionales, el F2400 ofrece una solución escalable para satisfacer diversas necesidades de energía. La instalación plug-and-play y el diseño compacto hacen que el F2400 sea ideal para entornos urbanos y apartamentos de alquiler.
Coches eléctricos como almacenamiento intermedio para la energía solar
27.07.2022/XNUMX/XNUMX | En los calurosos días de verano, la participación de la energía solar en el mix energético alcanza valores récord. Pero el sol no brilla, déjame carga bidireccional la energía solar del sistema fotovoltaico en Los coches eléctricos y guardar las baterías de la casa. Si es necesario o en horas de la tarde, esto se retroalimenta a la red doméstica para el funcionamiento de los electrodomésticos. Esto crea incentivos para cambiar a la electromovilidad de cero emisiones.
Infineon Technologies y Delta Electronics Para ello hemos desarrollado un sistema tres en uno. Integra sistema solar, almacenamiento doméstico y estación de carga. A través de un bidireccional Inversores El coche eléctrico se carga y también puede utilizarse como acumulador para el suministro eléctrico de emergencia en el hogar. Cada vez hay más coches eléctricos equipados para ello. En el futuro, también se podrán implementar nuevas soluciones de vehículo a red (V2G) y de vehículo a hogar (V2H) con flujos de energía bidireccionales.
"Para hacer una contribución sostenible a la descarbonización, tenemos que pensar en la electromovilidad de manera integral: desde la generación de electricidad verde hasta una infraestructura de red estable y eficiente, hasta el almacenamiento y el consumo", dice Pedro Wawer, jefe de la división de control de energía industrial de Infineon. “Con nuestras soluciones de carga bidireccional, el coche eléctrico puede cargarse en casa con energía solar a bajo coste y también servir como almacenamiento intermedio”.
una Casa consume un promedio de 10 a 15 kWh de energía por día. Una batería de automóvil completamente cargada con una capacidad de 30 a 100 kWh teóricamente podría servir como solución de energía de emergencia durante unos días. Los propietarios de viviendas pueden así obtener electricidad barata y ganar más independencia en el hogar. Fuente de alimentación.
Enchufe de carga, cable de carga | Para el coche eléctrico
Esto permite una potencia de salida de alrededor de 10 kW. Sistema tres en uno una corriente continua máxima de 34 A. Las eficiencias máximas son superiores al 97,5%. Los semiconductores de carburo de silicio (SiC) energéticamente eficientes de Infineon se utilizan para aumentar la densidad de potencia. En comparación con los semiconductores basados en silicio, el semiconductor compuesto SiC reduce las pérdidas de energía al convertir la electricidad a aproximadamente la mitad. Las estaciones de carga podrían construirse un 30% más pequeñas. Con SiC, el sistema fotovoltaico se vuelve más eficiente. Se reducen los tiempos de carga en estaciones de carga rápida y cajas de pared. La autonomía de los coches eléctricos aumenta entre un 5 y un 10%.
A finales de la década, más de la mitad de los nuevos vehículos matriculados serán parcial o totalmente eléctricos. la movilidad verde pero solo se puede implementar con energía neutral para el clima, como la energía eólica y solar. Para redes estables, la disponibilidad volátil de estas fuentes de energía debe ser compensada por el viento eléctrico o el almacenamiento solar.
Almacenamiento solar basado en capas optimizadas de alto rendimiento
12.10.2021 | Sistemas de película delgada para sistemas solares y Solar térmica ayudar a recoger un amplio espectro de radiación solar para la generación de energía y en forma de calor. El Instituto Fraunhofer de Electrónica Orgánica, Tecnología de Plasma y Haz de Electrones FEP tecnologías de vacío desarrollados, con los que se depositan capas y sistemas de capas para el aprovechamiento de la energía solar y el almacenamiento de calor.
Estos sistemas también se pueden combinar con baterías solares, lo que permite un mantenimiento regular, un seguimiento en tiempo real del rendimiento y los flujos de energía y la detección de fallos. A largo plazo, las baterías solares ofrecen importantes beneficios al almacenar el exceso de energía.
Carga inalámbrica de vehículos eléctricos en todo el mundo con estándares abiertos
La energía radiante del sol, que la tierra recibe en 90 minutos, corresponde aproximadamente al consumo mundial de energía en un año. (Fuente: AEE). Para una absorción eficaz de la radiación solar, se requieren sistemas de capas especiales para energía fotovoltaica o solar térmica. En fotovoltaica, estos incluyen capas de semiconductores y capas de electrodos. La energía solar térmica requiere capas absorbentes con alta absorción en el rango visible y UV y baja emisión en el rango espectral infrarrojo (IR) para minimizar las pérdidas por radiación de calor.
Sistemas de capas optimizados para absorbentes solares efectivos
Para implementar tales funciones ópticas, un Sistema de capas formado por varias capas individuales necesario. Sus espesores deben coordinarse de forma muy precisa y depositarse de forma reproducible en los tubos absorbentes de los colectores tubulares solares de bajas pérdidas de calor.
El tubo absorbente está ubicado en un tubo de revestimiento al vacío. Esto protege el sistema de capas de la contaminación y la posible degradación causada por los componentes del aire. El sistema de capas debe resistir las altas temperaturas permanentes que soporta el tubo absorbente. Debe ser estable a largo plazo incluso bajo cargas de temperatura cíclicas.
Cuanto mayor sea la temperatura en el circuito de calefacción, más variado y mejor se podrá utilizar. Puede usarse como calor de proceso o para cargar almacenamiento de calor a altas temperaturas.
Los recubrimientos también son adecuados para el desarrollo de sistemas de almacenamiento solar más eficientes. Actualmente se está investigando mucho el almacenamiento de energía eléctrica para aprovechar la energía generada por los sistemas fotovoltaicos variables en el tiempo cerca. El almacenamiento de energía debe compensar el lapso de tiempo entre la generación de energía y el consumo de energía.
Procesos de recubrimiento de acumuladores solares con gránulos de zeolita
En el sector de la calefacción, esta función la realiza un acumulador de agua en muchos circuitos de calefacción. Sin embargo, aquí también mejores conceptos de memoria trabajó. Se dice que tales embalses tienen una mayor capacidad de almacenamiento que el agua. El almacenamiento debe instalarse de manera que ahorre espacio y tenga pocas pérdidas. Por ejemplo, en gránulos de zeolita nanoporosa de almacenamiento de calor por adsorción, se expulsa agua mientras se suministra el calor a almacenar. Esto corresponde entonces a la carga del almacén con energía.
"Cuando el aire que contiene vapor de agua fluye a través del material de almacenamiento, adsorbe agua y libera calor que se puede utilizar en los circuitos de calefacción", explica Dr Heiderun Klostermann, científico de la Fraunhofer FEP. "Sin embargo, para que esto funcione, el intercambio de calor con el material de almacenamiento también debe diseñarse de manera eficiente, que en sí mismo no tiene una buena conducción de calor. Esto se puede lograr con capas de aluminio que encierran el material. Aseguran un buen transporte de calor y una transferencia de calor eficiente en el intercambiador de calor”. Además de la dinámica de adsorción y desorción del material de almacenamiento, este es un aspecto importante del rendimiento de un sistema de almacenamiento. Tiene una gran influencia en su salida de calor específica máxima y media.
El material de almacenamiento granular, la zeolita, se deposita en vapor con aluminio a granel en vacío. Una buena conducción del calor requiere una capa uniforme y suficientemente gruesa. Los investigadores de la FEP están experimentando con capas de más de 20 µm de espesor. La tecnología utilizada para esto también se usa para recubrir películas. Lechos de alta porosidad materiales Por lo tanto, aplicar capas gruesas de manera uniforme es un gran desafío. Los desarrollos de Fraunhofer hasta la fecha son únicos en este sentido.
El proceso debe estar diseñado de tal manera que las capas no impidan el intercambio de sustancias entre el material de almacenamiento y el medio ambiente. Después de todo, el material debe continuar absorbiendo y liberando agua, de lo contrario, el principio de almacenamiento no funcionará. Curvas de adsorción comparativas de material revestido y sin revestir muestran que este transporte de masa no se ve obstaculizado por la capa.
Desarrollos de almacenamiento solar para el mañana
Los desarrolladores de nuevos materiales de almacenamiento centrados en aumentar la capacidad de almacenamiento están especialmente interesados en estas capas innovadoras de Fraunhofer FEP. Estos nuevos materiales son principalmente híbridos que aún no se producen en masa, como ya ocurre con las zeolitas. Por regla general, estos materiales híbridos en polvo solo se producen en pequeñas cantidades. En el futuro, estos nuevos materiales serán tratados en la planta de metalización de Fraunhofer FEP. Los fabricantes de almacenamiento ya esperan estas nuevas clases de material. mayor densidad de almacenamiento y volúmenes de almacenamiento más pequeños.
El sistema de almacenamiento solar adecuado: plomo versus litio
23.10.2013/XNUMX/XNUMX | Cuando se le pregunta sobre la diferencia entre una batería de iones de litio y una de gel de plomo, el usuario ve primero las diferencias de precio y peso. También es importante aclarar cuestiones como: ¿Cómo funcionan los dos tipos de pilas? ¿Por qué uno dura más que el otro? ¿Por qué uno pesa más que el otro? Todas estas preguntas serán examinadas Íkratos con más detalle a continuación:
Además, en nuestros artículos encontrará información detallada e instrucciones completas sobre diversas tecnologías de baterías.
Batería de plomo-gel
una Batería de ácido sólido consta de una carcasa a prueba de ácido y dos placas de plomo, que sirven como electrodos polarizados positivo y negativo. Además, hay un relleno de 38 por ciento de ácido sulfúrico H2SO4 como electrolito.
Con las baterías de plomo-gel, como las que se utilizan en el IBC Solstore Pb Home, el ácido sulfúrico se une añadiendo ácido silícico y la batería se sella. Por eso el es casi completamente libre de mantenimiento, ya que ya no es necesario ni posible añadir agua. En estado descargado o neutro, una capa de sulfato de plomo(II) (PbSO4) a. Cuando se cargan, los electrodos positivos están hechos de óxido de plomo (IV) (PbO)2), los electrodos polarizados negativamente hechos de plomo poroso finamente dividido, también llamado esponja de plomo. La reacción química durante el proceso de carga y descarga permite almacenar o liberar energía eléctrica.
Batería de litio-ion
In acumuladores de iones de litio Hay átomos de litio en el electrodo negativo e iones de metales de transición en el electrodo positivo. La energía eléctrica se almacena a medida que el litio en forma ionizada se mueve de un lado a otro a través del electrolito entre los dos electrodos. De ahí el nombre de la batería de iones de litio.
A diferencia de los iones de litio que migran, los iones de metales de transición son estacionarios. Al descargarse, los átomos de litio en el electrodo negativo emiten un electrón, que fluye hacia el electrodo positivo a través del circuito externo. Al mismo tiempo, la misma cantidad de iones de litio migran a través del electrolito desde el electrodo negativo al positivo. En el electrodo positivo, sin embargo, no son los iones de litio los que vuelven a tomar el electrón, sino los que están presentes allí y están fuertemente ionizados en el estado cargado y, por lo tanto, justo. hambriento de electrones iones de metales de transición. Según el tipo de batería, puede ser de cobalto, níquel, manganeso, iones de hierro, etc.
Larga vida útil durante décadas
Las baterías de plomo-ácido de alta calidad, que se utilizan en los sistemas de almacenamiento de energía solar, pueden ser bastante larga vida de alrededor de 10 años antes de que haya una caída significativa en el rendimiento. El envejecimiento y, por lo tanto, el desgaste de la batería de plomo-ácido se debe principalmente a la corrosión interna de los electrodos. Además, siempre hay buenos cortocircuitos. La sulfatación del plomo también provoca el PbSO4 Combina cristales en alianzas cada vez más grandes.
Sin embargo, la sulfatación se puede contrarrestar con las estrategias de carga y descarga correctas. Por eso es importante que los sistemas de almacenamiento solar utilicen el controlador de carga y las baterías como un sistema completo. emparejado de manera óptima son. Con las baterías de iones de litio actuales, el ciclo de vida determina cuánto tiempo se puede usar la batería. Esto depende del tipo y la calidad de la batería, la temperatura y el tipo de uso, en particular, la carrera de (des)carga, el voltaje de fin de carga y la intensidad de las corrientes de carga y descarga.
Hechos y componentes de y para la producción de baterías
Al igual que ocurre con las baterías de plomo-gel, las baterías de iones de litio son las adecuadas sistema de gestión de batería de gran importancia para lograr la vida útil deseada. Ya existen celdas para aplicaciones especiales que solo pierden una parte muy pequeña de su capacidad y rendimiento incluso después de varios años de uso y varios 10.000 ciclos de carga y descarga.
Diferencia de peso hasta un factor de 6
El densidad de energía de las baterías de plomo-ácido es de unos 30 Wh/kg. La densidad energética de las baterías de iones de litio, por el contrario, está entre 95 y 190 Wh/kg, es decir, de 3 a 6 veces superior a la de una batería de plomo-ácido convencional. Como resultado, las baterías de iones de litio son significativamente más livianas que las baterías de plomo-ácido con la misma capacidad. En una comparación práctica: Las 4 baterías de un IBC Solstore Pb con una capacidad nominal de 8 kWh pesan juntas 300 kg, con la carcasa 350 kg. El bloque de batería (batería, gestión de batería y carcasa) del IBC Solstore Li (capacidad nominal 5 kWh) pesa 122 kg.
Recién llegados versus probados y probados
Depende de cada cliente decidir qué batería usar. Por un lado, está la clásica batería de plomo-gel, que ha sido probada durante décadas y, sin duda, seguirá dando forma a la imagen del mercado de las baterías en los años venideros. Por otro lado, está la recién llegada batería de iones de litio. Con diferentes materiales de electrodos, inquieta al consumidor con respecto a la fiabilidad y las normas sobre mercancías peligrosas, así como a la gran cantidad de información. Sin embargo, la batería de iones de litio ya está atrayendo a los entusiastas de la tecnología.
En resumen, se puede decir que Ambas tecnologías de batería son muy adecuadascon el fin de maximizar el uso de la energía autogenerada a partir del propio sistema fotovoltaico y promover la necesidad de independencia del consumidor en la compra de electricidad.
El almacenamiento solar proporciona electricidad las XNUMX horas
13.03.2013 | centrosolar ofrece sistemas de almacenamiento de energía solar a partir de abril. Esto significa que la electricidad producida por los sistemas fotovoltaicos está disponible las 30 horas. El sistema “Almacenamiento Cenpac” se basa en un acumulador de baterías, un inversor de baterías y un administrador inteligente de energía. Dependiendo de los requisitos, la energía solar alimenta a los consumidores eléctricos, carga la batería o fluye hacia la red pública. Si bien los hogares sin almacenamiento normalmente pueden usar un máximo del XNUMX % de la energía solar ellos mismos, la proporción puede duplicarse con creces con el apoyo del almacenamiento.
Las baterías utilizadas se basan en la Tecnología de gel de plomo y están disponibles en tamaños utilizables de 3,7, 6,0 y 7,4 kWh. Los tamaños están predestinados para viviendas unifamiliares con sistemas fotovoltaicos de hasta 6, 9 y 10,5 kWp. Las baterías tienen una vida útil de aproximadamente 2500 ciclos con una profundidad de descarga del 50% y, por lo tanto, son especialmente adecuadas para su uso en aplicaciones solares con altas cargas de carga y descarga.
Una familia de cuatro con un consumo anual de electricidad de 4000 kWh puede usar Almacenamiento Cenpac con un tamaño de batería de 7,4 kWh hasta el 85% del requerimiento diario de electricidad cubrir con energía solar. Gracias al almacenamiento, el operador del sistema puede solicitar la electricidad cuando la necesita, independientemente de si brilla el sol.
Disyuntor de aire, relé de protección digital y arrancador suave
El acumulador de batería se complementa con uno especialmente desarrollado para autoconsumo inversor de batería Isla soleada de SMA. Esto se puede instalar como un inversor fotovoltaico y se puede usar de manera flexible para diferentes tamaños de batería. El Sunny Home Manager se encarga de la interacción de todo el sistema.
Este sistema de gestión de energía regula el flujo de energía entre el sistema solar, el sistema de almacenamiento, el hogar y la red pública. El sistema supervisa todos los componentes del sistema y garantiza una gestión inteligente de la energía. El Sunny Home Manager determina recomendaciones de acción basadas en el perfil de consumo del hogar, el pronóstico del tiempo relacionado con la ubicación y el pronóstico de generación fotovoltaica resultante.
Preguntas Frecuentes
¿Cuánto cuesta una unidad de almacenamiento solar de 10 kW?
¿Por qué no merece la pena almacenar electricidad?
una almacenamiento de energía No en todos los casos merece la pena, ya que los elevados costes de compra y la limitada vida útil de las baterías muchas veces superan el ahorro mediante el autoconsumo y la independencia de la red.
Especialmente en regiones con precios de electricidad baratos y sin programas de financiación atractivos, el período de recuperación del almacenamiento de electricidad puede ser muy largo. Además, la eficiencia puede verse afectada por las pérdidas de energía durante el almacenamiento y la extracción.
Para hogares con poco el consumo de energía o una inyección de red existente y bien coordinada, las ventajas económicas del almacenamiento de electricidad a menudo no son suficientes para justificar los costes de inversión.
¿Qué tamaño debería tener el almacenamiento solar?
El tamaño de un sistema de almacenamiento solar debe depender de cada individuo. Demanda de energía y el rendimiento del sistema solar juez
Como regla general, el almacenamiento debería cubrir entre el 60 y el 80 por ciento de sus necesidades diarias de electricidad. Para un hogar medio con un consumo anual de 4.000 kWh, se recomienda un sistema de almacenamiento con una capacidad de 5 a 7 kWh. Hogares más grandes o con mayor consumo de electricidad, por ejemplo vehículos eléctricos, requieren una memoria correspondientemente mayor.
Las dimensiones exactas se pueden determinar mediante consultoría energética para lograr un equilibrio óptimo entre costos y beneficios.
¿Qué tamaño debe tener una unidad de almacenamiento de energía para una vivienda unifamiliar?
Für ein Casa El almacenamiento de electricidad debería tener una capacidad de 5 a 10 kWh. El tamaño exacto depende del consumo de energía individual y del rendimiento del sistema fotovoltaico. A hogar promedio con un Consumo anual de 4.000 kWh normalmente se beneficia de una unidad de almacenamiento de 6 a 7 kWh.
Los hogares más grandes o con mayor consumo, como los vehículos eléctricos, pueden requerir unidades de almacenamiento de mayor tamaño.
El dimensionamiento preciso se puede determinar mediante asesoramiento energético profesional.
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Angela Struck es redactora jefe de Development Scout y periodista independiente, así como directora general de Presse Service Büro GbR en Ried.