Cũng giống như các loại tấm pin mặt trời khác nhau thay đổi cách vận hành và bảo trì hệ thống năng lượng mặt trời, nhiều loại pin sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất và khả năng bảo trì của hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời cộng thêm. Nếu ai đó đang tìm kiếm một sản phẩm lưu trữ năng lượng rẻ và bền, thì ắc quy axit-chì có thể là lựa chọn phù hợp, nhưng điều đó cần phải bảo dưỡng thêm. Hệ thống lưu trữ pin Lithium-ion là một lựa chọn chính cho các chủ sở hữu hệ thống năng lượng mặt trời yêu cầu phương pháp tiếp cận không cần bảo trì, nhưng chúng không phù hợp với môi trường khắc nghiệt.
Các cấp độ khác nhau của công việc bảo trì pin có thể ảnh hưởng đến hệ thống lưu trữ năng lượng nào được sử dụng để lưu trữ năng lượng mặt trời cộng với năng lượng. Sau đây sẽ giải thích các yêu cầu bảo trì của một số sản phẩm lưu trữ năng lượng pin phổ biến được sử dụng trong ngành sản xuất điện năng lượng mặt trời: pin lithium-ion, pin axit-chì, pin niken-cadmium, pin dòng chảy.
(1) Pin Lithium-ion
Theo Brent Harris, người sáng lập và CTO của Eguana Technologies, pin lithium-ion là sản phẩm lưu trữ năng lượng được lựa chọn cho hầu hết các ứng dụng năng lượng mặt trời vì mật độ cao, bảo trì thấp và chi phí thấp. Pin Lithium không thích hợp cho một số ứng dụng cụ thể, chẳng hạn như phạm vi nhiệt độ khắc nghiệt hoặc nơi cần lưu trữ năng lượng lâu dài và các loại pin khác có thể tiết kiệm chi phí hơn. Mục bảo dưỡng lớn nhất đối với pin lithium-ion là tốc độ xuống cấp. Cũng giống như pin điện thoại di động, pin lithium được sử dụng trong hệ thống lưu trữ năng lượng của các cơ sở năng lượng mặt trời bị cạn kiệt nghiêm trọng sau một số lần sạc và phóng điện nhất định. Các chủ đầu tư phải lập kế hoạch cho tốc độ xuống cấp này. Hai loại pin lithium-ion phổ biến nhất được sử dụng trong các dự án lưu trữ năng lượng mặt trời cộng thêm là pin lithium iron phosphate (LFP) và pin lithium niken mangan coban (NMC).
(2) Pin lithium sắt phosphate (LFP)
Pin Lithium Iron Phosphate (LFP) là loại pin an toàn và bền. Vì không sử dụng coban nên không xảy ra sự cố thoát nhiệt (cháy) và không cần các biện pháp thông gió hoặc làm mát, vì vậy nó có thể dễ dàng lắp đặt trong nhà, lý tưởng cho các ứng dụng lưu trữ năng lượng dân dụng. Theo Sonnen Corporation, nhà sản xuất pin lithium iron phosphate (LFP), loại pin này lý tưởng cho các ứng dụng lưu trữ năng lượng tĩnh, đặc biệt khi pin được yêu cầu chạy theo chu kỳ hàng ngày để tối ưu hóa khả năng tự tiêu thụ năng lượng mặt trời và các dịch vụ kết nối lưới điện.
Pin Lithium Iron Phosphate (LFP) không cần bảo trì nữa, nhưng nơi chúng được lắp đặt có thể ảnh hưởng đến hiệu suất. Pin Lithium bắt buộc phải sử dụng hệ thống quản lý pin (BMS) tự động theo dõi nhiệt độ, trạng thái sạc, vòng đời của mỗi pin, v.v. để tối đa hóa hiệu suất. Miễn là hệ thống lưu trữ năng lượng được lắp đặt trong phạm vi nhiệt độ và độ cao chấp nhận được, thì không cần thực hiện các biện pháp bảo trì.
Carlos Restrepo, Phó chủ tịch công nghệ của Sonnen cho biết: “Miễn là pin lithium iron phosphate (LFP) được lưu trữ và lắp đặt ở vị trí phù hợp với môi trường mà sản phẩm được triển khai, thì việc bảo trì thường xuyên là không cần thiết”. Nó quan trọng. Không cần phải chuẩn bị pin cho những thay đổi nhiệt độ theo mùa. "
Brad Hansen, Giám đốc điều hành của EnSync Energy, cho biết: "Pin Lithium Iron Phosphate (LFP) có thể bị đe dọa từ việc sạc quá mức, nhiệt độ cao, thậm chí thiệt hại vật lý và căng thẳng, vì vậy cần phải duy trì sự an toàn khi pin được sử dụng trong hoặc gần không gian sống, Chọn pin an toàn nhất như một phần thiết yếu của hệ thống là một nguyên tắc chỉ đạo quan trọng. "
(3) Pin lithium niken mangan coban oxit (NMC)
Pin Lithium Nickel Mangan Cobalt Oxide (NMC) bền và rất an toàn miễn là chúng được giám sát bởi hệ thống quản lý pin. Bằng cách thêm các nguyên tố như niken và mangan vào hóa học của pin, pin có thể lưu trữ nhiều điện hơn các loại pin lithium-ion khác.
Giống như các loại pin lithium khác, pin lithium niken mangan coban oxit (NMC) không cần bảo dưỡng lớn. Hệ thống quản lý pin (BMS) sẽ giám sát điện áp, dòng điện và nhiệt độ của pin để đảm bảo an toàn và tuổi thọ hoạt động.
Harris của Eguana cho biết, "Hoạt động khắc nghiệt có thể làm giảm tuổi thọ của pin và hệ thống giám sát ghi lại hoạt động thông qua hệ thống quản lý pin (BMS) để thông báo yêu cầu bảo hành. Trong bất kỳ điều kiện hoạt động tiềm ẩn nào không an toàn, hệ thống quản lý pin (BMS) Shut xuống hệ thống. " Hệ thống lưu trữ năng lượng pin của công ty sử dụng pin lithium niken mangan coban oxit (NMC) của LG Chem.
Pin lithium niken mangan coban oxit (NMC) có thể được sử dụng trong mùa đông miễn là phạm vi nhiệt độ an toàn được xác nhận.
“Nếu cần có hệ thống lưu trữ năng lượng theo mùa, chúng nên được lưu trữ trong nhà,” Harris nói, trích dẫn mùa đông Canada là một ví dụ điển hình.
(4) Pin dòng chảy - đặc biệt là pin kẽm bromua (ZNBR)
Pin lưu lượng kẽm bromua (ZNBR) (phổ biến nhất do Primus Power sản xuất) rất thích hợp cho các hệ thống lưu trữ năng lượng dài hạn quy mô lớn. Pin dòng chảy sử dụng hai thành phần hóa học hòa tan trong chất lỏng được ngăn cách bởi một bộ phân tách để cung cấp điện tích. Pin lưu lượng kẽm bromua (ZNBR) có muối kẽm bromua hòa tan trong chất điện phân. Công nghệ pin mà Primus Power sử dụng hơi khác so với pin dòng kẽm bromua (ZNBR) thông thường và bộ phân tách của nó không yêu cầu vệ sinh hoặc thay thế. Primus Power sử dụng các bể chứa để lưu trữ chất điện phân và pin lưu lượng của nó có chu kỳ sạc-xả vô hạn mà không làm giảm hiệu suất. Pin dòng chảy thường yêu cầu rất ít bảo dưỡng.
Pin dòng chảy cũng giống như pin nhiên liệu, vì vậy chúng chỉ là những chiếc hộp có thiết bị điện tử và chất điện phân. Primus cho biết các sản phẩm Energy Pods của họ chỉ yêu cầu các kỹ thuật viên dịch vụ bảo trì và vận hành (O&M) được chứng nhận để thực hiện kiểm tra định kỳ, thay bộ lọc không khí và nạp thêm chất điện giải. Pin dòng chảy có thể được sử dụng trong mùa đông và có thể được lắp đặt trong điều kiện rất lạnh.
CCO Jorg Heinemann của Primus Power cho biết: "Chúng tôi giám sát tất cả các pin được triển khai 24/7 để đảm bảo hoạt động tốt và chủ động giải quyết mọi vấn đề tiềm ẩn tại hiện trường. Dữ liệu này cũng được cung cấp cho nhà cung cấp O&M của chủ sở hữu trong thời gian thực". Pin được thiết kế để tồn tại lâu hơn, nếu không muốn nói là hơn, các nhà máy điện mặt trời có giải pháp lưu trữ năng lượng và không yêu cầu bổ sung hoặc thay thế thường xuyên như pin lithium-ion. "
(5) Pin axít chì
Ai cũng biết rằng ắc quy axit-chì rất đáng tin cậy và rẻ tiền. Cấu trúc dạng lưới của chúng được ngâm trong chất điện phân có tính axit, chất điện phân của chúng có thể cần được bổ sung trong thời gian dài. Pin nặng do vật liệu và một số phải được lắp đặt ở những nơi thông gió. Các yêu cầu vận hành và bảo trì của chúng đã được hiểu rõ tại thời điểm này, vì vậy chúng lý tưởng cho hầu hết các ứng dụng lưu trữ cộng với năng lượng mặt trời và nên được bảo quản ở nơi khô ráo với nhiệt độ vừa phải.
Các kết nối đầu cuối của pin axit-chì nên được kiểm tra nhiều lần trong năm để đảm bảo chúng không bị lỏng theo thời gian. Ắc quy axit-chì bị ngập cần được bổ sung nước cất thường xuyên. Ắc quy tách sợi thủy tinh (AGM) và ắc quy axit-chì dạng gel được hàn kín và do đó không cần bổ sung chất điện phân.
Nếu pin axit-chì tạm thời không được sử dụng, nó cần được bảo quản đúng cách. Trojan Battery cho biết pin axit-chì tự xả theo thời gian và cần được sạc đến mức tối thiểu ngay cả khi không kết nối với tải. Tốc độ tự phóng điện này thay đổi theo nhiệt độ, với nhiệt độ cao tăng tốc độ phóng điện và nhiệt độ thấp làm giảm tốc độ phóng điện.
Các chuyên gia của Trojan Battery cho biết, "Việc bảo dưỡng đối với ắc quy axit-chì không khó lắm, nhưng công việc bảo trì là lớn. Điều này đặc biệt đúng đối với ắc quy axit-chì cần phải đổ đầy nước. Độ điện ly, Axit sẽ tiếp xúc. Chúng tôi khuyến nghị nhân viên bảo trì ắc quy đeo kính bảo hộ và găng tay. Nếu khách hàng lo lắng về việc bảo dưỡng ắc quy, họ có thể yêu cầu sự trợ giúp từ bên ngoài để hoàn thành công việc này. "
(6) Pin niken-cađimi (NiCd)
Pin dựa trên niken lý tưởng cho việc lắp đặt từ xa ngoài lưới điện trong các ứng dụng đòi hỏi yêu cầu nguồn điện dự phòng đáng tin cậy và không thể bảo trì thường xuyên. Chúng hoạt động tốt trong nhiệt độ khắc nghiệt và phóng điện sâu.
EnerSys cho biết, tương tự như chất bảo dưỡng ắc quy axit-chì, pin niken-cadmium (NiCd) cần được thường xuyên kiểm tra và bổ sung. Vì pin niken-cadmium (NiCd) có thể hoạt động trong một phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng, bạn không cần phải chuẩn bị cho mùa đông quá lạnh, nhưng không nên bảo quản pin dưới -22 độ F. Nickel-cadmium (NiCd ) Pin có thể được lưu trữ (không kết nối với tải) lên đến 12 tháng miễn là môi trường khô ráo và trong phạm vi nhiệt độ thích hợp.
Jay Frankhouser, giám đốc phát triển kinh doanh và tiếp thị cho nguồn điện dự phòng tại EnerSys. "Chủ sở hữu hệ thống pin có thể dễ dàng thực hiện việc đọc điện áp và kiểm tra mức điện phân trên pin NiCd. Chủ sở hữu hệ thống pin có thể thực hiện thêm nước nhưng họ sẽ cần thực hiện các biện pháp phòng ngừa an toàn được nêu trong hướng dẫn lắp đặt và vận hành. Trong khi kiểm tra dung lượng, hoặc Kiểm tra điện tử khác nên được thực hiện bởi các kỹ thuật viên có trình độ. "