Kaip veikia elektros energijos kaupikliai?

Saulės elektrinės leidžia patiems gaminti elektros energiją, tačiau turi vieną svarbų trūkumą: daugiausia elektros pagaminama dieną, kai namuose jos dažnai sunaudojama mažiausiai. Vakare, įjungus apšvietimą, televizorių ar kitus prietaisus, saulės moduliai energijos beveik nebegamina. Būtent čia praverčia elektros energijos kaupikliai. Jie leidžia dieną sukauptą elektrą panaudoti vėliau, sumažinti priklausomybę nuo elektros tinklo ir tam tikrais atvejais užtikrinti atsarginį maitinimą. Tačiau kaip šie įrenginiai iš tikrųjų veikia ir kuo skiriasi jų techninės galimybės?

Kas yra elektros energijos kaupiklis?

Elektros energijos kaupiklis yra įrenginys, kuris priima elektros energiją, ją išsaugo ir prireikus grąžina namų elektros sistemai. Dažniausiai gyvenamuosiuose namuose naudojami ličio jonų akumuliatoriai, sudaryti iš daugybės tarpusavyje sujungtų elementų.

Svarbu atskirti du įrenginius, kurie kartais painiojami tarpusavyje. Ieškant informacijos apie saulės baterijas, galima lengvai supainioti saulės modulius ir energijos kaupiklius. Saulės moduliai šviesą paverčia elektra, o kaupikliai išsaugo jau pagamintą arba iš tinklo gautą energiją.

Kaip vyksta energijos kaupimas?

Daugumoje šiuolaikinių namų kaupiklių naudojama ličio jonų technologija. Įkrovimo metu ličio jonai juda tarp dviejų elektrodų per elektrolitą, o elektros energija išsaugoma cheminės energijos pavidalu.

Kai namams prireikia elektros, procesas vyksta priešinga kryptimi. Jonai juda atgal, elektronai teka išorine grandine ir sukaupta energija tampa prieinama elektros prietaisams.

Tai leidžia tą patį akumuliatorių įkrauti ir iškrauti daugybę kartų. Vis dėlto kiekvienas ciklas palaipsniui prisideda prie baterijos senėjimo.

Kaip kaupiklis naudojamas kartu su saulės elektrine?

Prie saulės modulių prijungta kaupimo sistema gali automatiškai paskirstyti pagamintą energiją pagal namų poreikius.

Kas vyksta skirtingu paros metu?

Dieną, kai saulės elektrinė gamina daugiau elektros, nei tuo metu sunaudojama, perteklinė energija gali būti nukreipiama į akumuliatorių. Jam prisipildžius, likusi elektra gali būti perduodama į tinklą, jeigu tai leidžia prijungimo sąlygos.

Vakare, sumažėjus saulės gamybai, namų prietaisai gali naudoti sukauptą energiją. Taip mažiau elektros reikia pirkti iš tiekėjo arba atgauti iš tinklo.

Naktį, išsikrovus akumuliatoriui iki nustatytos ribos, elektra vėl imama iš bendro tinklo.

Visą energijos paskirstymą automatiškai koordinuoja valdymo sistema, todėl gyventojams nereikia rankiniu būdu perjunginėti maitinimo šaltinių.

Kokia inverterio funkcija?

Saulės moduliai gamina nuolatinę elektros srovę, o dauguma buitinių prietaisų naudoja kintamąją. Todėl sistemoje reikalingas inverteris, dar vadinamas keitikliu.

Kaupikliai gali būti jungiami nuolatinės arba kintamosios srovės pusėje. Pirmuoju atveju energija iš modulių gali patekti į bateriją be tarpinio keitimo į kintamąją srovę. Antruoju atveju kaupimo sistema turi atskirą keitiklį, todėl ją dažnai patogiau prijungti prie jau įrengtos elektrinės.

Kuris variantas tinkamesnis, priklauso nuo turimo inverterio, įrangos suderinamumo ir montavimo kainos.

Kuo skiriasi kaupiklio talpa ir galia?

Tai du skirtingi parametrai, kuriuos būtina suprasti prieš perkant įrangą.

Talpa, matuojama kilovatvalandėmis (kWh), parodo, kiek energijos akumuliatorius gali išsaugoti. Pavyzdžiui, 10 kWh talpos įrenginys teoriškai galėtų tiekti 1 kW galią naudojantiems prietaisams apie 10 valandų.

Galia, matuojama kilovatais (kW), parodo, kiek energijos per tam tikrą laiką sistema gali atiduoti. Jeigu kaupiklio didžiausia iškrovimo galia yra 3 kW, jis negalės vienu metu maitinti prietaisų, kurių bendra apkrova viršija šią ribą.

Kodėl ne visa sukaupta energija panaudojama?

Reali naudingoji talpa dažnai būna mažesnė už nominalią. Dalį energijos baterijos valdymo sistema palieka akumuliatoriui apsaugoti, o dalis prarandama įkrovimo ir iškrovimo metu.

JAV nacionalinės atsinaujinančios energijos laboratorijos skaičiavimuose naudojamas 85 proc. viso įkrovimo ir iškrovimo ciklo efektyvumas. Tai reiškia, kad į sistemą patekus 10 kWh energijos, vėliau būtų atgaunama maždaug 8,5 kWh. Konkrečių kaupiklių efektyvumas gali skirtis.

Ar kaupiklis aprūpins namus elektra dingus tiekimui?

Ne kiekvienas įrenginys turi tokią galimybę. Įprasti prie tinklo prijungti inverteriai nutrūkus elektros tiekimui atsijungia dėl saugumo.

Norint naudoti bateriją elektros tiekimo sutrikimų metu, reikalingas atsarginiam maitinimui pritaikytas keitiklis ir tinkamai įrengtas automatinis perjungimas.

Priklausomai nuo sistemos, elektra gali būti tiekiama visam namui arba tik svarbiausiems prietaisams, pavyzdžiui, šaldytuvui, apšvietimui ir vandens siurbliui.

Svarbu numatyti ir energijos rezervą. Jeigu vakare baterija visiškai iškraunama, naktį nutrūkus elektros tiekimui atsarginio maitinimo gali nepakakti.

Į ką atkreipti dėmesį renkantis kaupiklį?

Tinkama baterijos talpa priklauso nuo namų elektros suvartojimo ir saulės elektrinės galios. ESO rekomenduoja įvertinti vidutinį vasaros paros suvartojimą, nes būtent šiuo laikotarpiu saulės energijos gamyba paprastai būna didžiausia.

Prieš perkant verta patikrinti:

• Naudingąją talpą: kiek energijos realiai galima panaudoti?
• Įkrovimo ir iškrovimo galią: kokius prietaisus sistema galės maitinti?
• Garantiją: kiek metų arba įkrovimo ciklų ji apima?
• Suderinamumą: ar įrenginys tinka turimam inverteriui?
• Montavimo sąlygas: kokia reikalinga temperatūra, ventiliacija ir saugūs atstumai?

Kodėl svarbi baterijos valdymo sistema?

Akumuliatoriaus valdymo sistema, dažnai vadinama BMS, stebi elementų įtampą, temperatūrą ir įkrovos lygį. Ji padeda apsaugoti bateriją nuo perkrovimo, pernelyg gilaus iškrovimo ir perkaitimo.

Montavimo vieta taip pat svarbi. Kaupiklis turi būti įrengtas laikantis gamintojo nurodymų, o elektros prijungimo darbus turėtų atlikti kvalifikuoti specialistai. Tokius darbus atlieka ir ekoenergas.lt: įmonė siūlo 10, 16 ir 25 kWh kaupiklius, o tiksli talpa parenkama įvertinus saulės elektrinę, elektros suvartojimą ir ESO sąlygas.

Kada energijos kaupimas suteikia daugiausia naudos?

Didžiausia kaupiklio nauda atsiskleidžia namuose, kuriuose nemažai elektros sunaudojama vakarais, o dieną saulės elektrinė pagamina didelį perteklių.

Jis taip pat gali būti naudingas turint dinaminį elektros tarifą, kai energiją galima įkrauti pigesnėmis valandomis ir naudoti kainai padidėjus. Vis dėlto būtina įvertinti energijos nuostolius, įrangos kainą ir baterijos dėvėjimąsi.

Prieš investuojant verta palyginti bent kelių mėnesių valandinius elektros suvartojimo duomenis. Jie padės nustatyti, kiek energijos iš tiesų reikėtų išsaugoti vakarui. Tinkamai parinktas kaupiklis leidžia efektyviau išnaudoti nuosavą elektros gamybą, tačiau didžiausia baterija nebūtinai bus ekonomiškai naudingiausia.