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家庭电池储能系统能用多久?

住宅储能系统如今越来越受到住宅太阳能用户的欢迎。根据太阳能发电开发商SunPower公司最近对美国1500多户家庭进行的一项调查,约有40%美国人对经常停电表示担忧。在已经安装太阳能发电设施受访者中,70%受访者表示计划安装电池储能系统。但事实表明,多种因素会影响住宅电池储能系统寿命。

除了在停电时提供备用电源外,许多电池储能系统还允许智能调度电力的输入和输出,这是为了住宅太阳能发电系统的价值实现最大化。而且,一些电池储能系统经过优化,可以集成到电动汽车充电设施中。

尽管部署储能系统的装机容量在稳步攀升,但其配套部署率仍然很低。根据劳伦斯伯克利国家实验室(LBL)发布的数据,2020年,美国8.1%住宅太阳能系统配套部署电池储能系统。

住宅电池储能系统有许多选择。但在美国,有两家厂家主导着住宅电池储能领域。据劳伦斯伯克利国家实验室(LBL)的调查,LG Chem公司和特斯拉公司占据美国90%以上住宅储能市场,其中特斯拉公司拥有超过60%市场份额。

特斯拉PowerWall电池储能系统有一个有限的保修条款,声称在安装后10年内不会有任何缺陷。它还保证PowerWall电池储能系统的初始容量为13.5kWh,并将根据退化时间表保证其储能容量。

LG Chem公司表示,其储能系统将在10年内保持60%以上的储能容量(9.8 kWh)。电池必须在-10℃到45℃之间工作,才能保持保修范围。

电池寿命

住宅太阳能安装商Sunrun公司表示,电池通常可以使用5到15年。这意味着在太阳能发电设施的20到30年的生命周期内,,很可能需要对电池储能系统进行更换。

电池寿命主要由使用周期决定。正如LG Chem公司和特斯拉公司的产品保修证明的那样,在一定的充电周期内,达到60%或70%的容量阈值是有保证的。

法拉第研究所表示,导致电池退化有两种使用场景:过度充电和涓流充电。过充是将电流注入并充满电电池的行为。这样做会导致电池过热,甚至可能起火。

涓流充电指的是电池持续充电至100%的过程,电池容量在这一过程中不可避免地会发生损耗,而这一过程将会提高内部温度,将会降低容量和寿命。

法拉第研究所指出,随着时间的推移,退化的另一个原因是电池中电解质中锂离子的损失。电池中的副作用会捕获可用的游离锂,从而逐渐降低容量。

虽然低温会使锂离子电池停止工作,但它们实际上不会使电池退化或缩短其有效寿命。法拉第研究所表示,电池的总体寿命在高温下将会减少。这是因为电极之间的电解质在高温下分解,导致电池失去锂离子流动的能力。这将减少电极可以接受进入其结构的锂离子的数量,耗尽锂离子电池容量。

维护事项

美国国家可再生能源实验室(NREL)建议将家庭用户将电池安装在凉爽而干燥的地方,最好是车库,可以将发生火灾的影响降到最低。电池及其周围的组件应具有适当的间,以便冷却,定期维护检查有助于确保最佳运行。

美国国家可再生能源实验室(NREL)表示,尽可能避免电池重复深度放电,因为放电越多,寿命越短。如果住宅电池储能系统每天都大量放电,将是增加电池组的时候了。

电池串联应保持相同的电量,虽然电池组可能显示24V的总电量,但电池之间可能有不同的电压,这对保护电池储能系统的长期运行是不利的。此外,建议根据电池制造商的决定,为充电器和充电控制器设置正确的电压设定点。

美国国家可再生能源实验室(NREL)表示,运维人员应该经常进行检查。需要检查的内容包括泄漏(积聚在蓄电池外部)以及电压是否一致。