太陽光発電システム用のリチウムイオン電池についてもっと知る方法

今日、世界はかつてないほど急速に再生可能エネルギーにシフトしています。このエネルギーがどれだけ使われているかに驚かれることでしょう。

そして、これらすべてにおいて、バッテリーが中心的な役割を果たします。電子機器、電動自転車、さらには電気自動車の話をすると、それらはすべてバッテリーに帰着します。

しかし、再生可能エネルギーの最も驚くべき技術は、私たちの家で使用できるものに太陽エネルギーを利用することです。多くの人がこれらのシステムをソーラーパネルとして知っており、信頼性の高いグリーンエネルギーソリューションを提供しています。

世界中の多くの地域、特に1年のほとんどの時期に太陽が輝く地域では、このテクノロジーが完全に採用されています。電柱やケーブルが貫通できない地域では、ソーラーパネルが重要な電源の役割を果たします。

しかし、これらのシステムは、優れたバッテリーなしでは完成できません。長年にわたり、太陽からの電力を蓄えるために湿式酸蓄電池が使用されてきました。しかし、今日では、リチウムイオン電池技術が主導権を握り、より多くの電池化学が登場しています。

太陽光発電システム用リチウムイオン電池の紹介

PVからの太陽エネルギーがどれだけ低炭素エネルギーの完璧な解決策になりつつあるかは否定できません。今後数十年で、ユーティリティ規模の太陽光発電設備と分散型太陽光発電設備の両方でこれらのシステムの使用が急速に増加する可能性が非常に高くなります。最近の幅広いシナリオは、PVシステムが電力ミックスに大きく貢献していることを示しています。

ただし、PVシステムからのこの電力のほとんどは無駄になる可能性があります。そして、これが後で使用するために保存される理由です。 24時間太陽が当たらないため、夜間や日照が少ない時間帯に蓄えた電力を利用できます。

長年にわたり、主な貯蔵は揚水発電（PSH）の形で行われてきました。それらは有用であり、今日でも存在しています。

しかし、電気化学的貯蔵技術の出現が増えています。彼らは、太陽が低い場所で限られた電力資源を利用して、はるかに速く電力を取り込むことができます。リチウムイオン電池が主導権を握っています。

その結果、次のようになります。

・コストの低下。多くの人は、コストのために家にソーラーパネルを設置することができませんでした。彼らは、太陽光発電システムの設置に多額の費用をかけるよりも、電気代を支払うことを好みました。電力貯蔵は、高コストの主な理由です。リチウムイオン電池が導入されて以来、実用規模の用途と住宅用固定用途の両方で価格が大幅に下落しました。この開発は、今後数年間続くと予想されます。

・より良い採用。最新のPVシステムの採用率は非常に称賛に値します。多くの人が今や余裕があるので、PVシステムのより大きな市場のための継続的な成長への明確な道があります。

・より環境に優しい世界。汚染率は大幅に処理されています。現在、ソーラーカーが発売されており、大気汚染の少ない緑豊かな環境を満喫できます。

住宅用の低コストのバッテリーは、PVを設置した住宅所有者が中央グリッドに完全に依存する必要がなくなったことを意味します。

ただし、使用できるバッテリーの量には制限があることを忘れてはなりません。高温室効果ガス（GHG）やエネルギー使用などのマイナスの影響を考慮してください。そのため、バッテリーのライフサイクル全体、つまり、製造、使用、リサイクル、および廃棄が考慮されます。

太陽光発電システムのバッテリーのエネルギー分析

PV内のさまざまなバッテリーによってどれだけのエネルギーが蓄積および放出されるかを確立することに焦点を当てたいくつかの研究があります。システムの効率を判断するには、次の2つの重要な要素を考慮する必要があります。

・エネルギーリターンファクター。これは、化石燃料や他の形態のエネルギーと比較して、PVを使用することの価値を意味します。

・エネルギー回収時間。たとえば、ディーゼル発電機を使用しない場合、どのくらいの利益が得られますか。

稼働中のPVシステムのパフォーマンスとエネルギー要件の観点から、いくつかの要因を考慮する必要があります。次のことを考慮してください。

・コンポーネントのエネルギー効率。

・さまざまな温度でのバッテリーの耐用年数

・PVバッテリーシステムコンポーネントの製造に使用される材料とエネルギーの要件

PVバッテリーの総生産エネルギーの22〜76％は、生産と輸送によるものです。 VRBバッテリーは、NiMHバッテリーと比較して生産の相対的な寄与が最も低くなっています。リチウムイオン電池は、高密度のエネルギー密度と長いサイクル寿命を備えています。したがって、輸送要件が最も低くなります。

放電の深さ、充電、およびバッテリー温度は、電力効率に大きく貢献します。高温は一般的な性能と耐用年数に影響を与えるようです。完全に放電するとバッテリーセルが破壊され、バッテリー全体が使用できなくなります。

バッテリーの材料、リサイクル、および輸送が含まれている場合、さまざまなエネルギーリターン係数と回収時間が得られます。 30年以上の耐用年数を提供するシステムは、最大20年の回収期間を提供します。これはバッテリー技術の影響を受けます。

上記のパラメータは、PVのバッテリ性能と耐久性に最も大きな影響を与えます。最大の問題は、充放電効率から生じます。適切な条件で高エネルギーバッテリーを使用することにより、PVシステムをより効率的にすることができます。

太陽光発電システムでリチウムイオン電池を使用することはどの程度実現可能ですか？

この質問に答えるために、考慮すべきいくつかのパラメーターがあります。

・重量。鉛蓄電池は非常に重く、リチウムイオン電池はごく一部にしか適合しません。したがって、リチウムイオン電池はより携帯性に優れています。

・スペース。リチウムイオン電池は、LA電池に比べてスペースを取りません。モバイルデバイスに最適です。

・低温容量。華氏–4度では、LAバッテリーのストレージ容量は50％減少し、リチウムイオンバッテリーではわずか8％減少します。これは、LAを常に暖かく保つ必要があることを意味します。

・自己放電。 LAバッテリーは、使用しない場合、1か月あたり最大15％の容量電流を失います。リチウムイオン電池は1〜8％しか失われません。

・メンテナンスと寿命。十分に水を与えないと、LAの寿命は非常に短くなる可能性があります。リチウムイオン電池の追加メンテナンスは不要で、長持ちします。

・コスト。 LAバッテリーは前もって安いように見えるかもしれませんが、kWhあたりの寿命を考慮すると、リチウムイオンバッテリーの方が安いです。

太陽光発電システムへのリチウムイオン電池の使用は今後も増え続けるでしょう。上記の要因は、多くの中でほんのわずかです。世界がグリーンエネルギーを受け入れ続けるにつれて、価格はさらに下がり、誰にとっても手頃な価格になります。