בעבר, רוב הלקוחות הסולאריים למגורים שהפעילו מערכות אחסון סוללות השתמשו בסוללות עופרת, במיוחד כאלה שהיו מחוץ לרשת, אך במהלך השנים האחרונות, זה החל להשתנות עם השימוש הגובר בסוללות ליתיום-יון למגורים. מערכות אחסון אנרגיה. אז מה עדיף למערכות אחסון אנרגיה, סוללות ליתיום-יון או עופרת? הנה סקירה כללית של היתרונות והחסרונות של שניהם.
יישומי סוללת עופרת-חומצה
סוללות עופרת-חומצה שימשו ככוח גיבוי למתקני אנרגיה סולארית למגורים מאז שנות ה-70. בעוד שהן דומות לסוללות רכב מסורתיות, סוללות המשמשות במערכות אחסון אנרגיה למגורים ידועות כסוללות מחזור עמוק מכיוון שהן נפרקות ונטענות בתדירות גבוהה יותר מאשר רוב הסוללות לרכב.
באופן מסורתי, סוללות עופרת עולות פחות מסוללות ליתיום-יון, מה שהופך אותן לאטרקטיביות יותר עבור לקוחות מגורים. עם זאת, יש להם חיי פעולה קצרים בהרבה מסוללות ליתיום-יון.
לסוללות עופרת יש אורך חיים נמוך יותר מסוללות ליתיום-יון. בעוד שחלק מתאי סוללת עופרת ניתנים לטעינה ופריקה של עד 1,000 פעמים, ניתן לטעון ולפרוק סוללות ליתיום-יון בין 1,000 ל-4,000 פעמים.
לרוב סוללות העופרת יש אורך חיים של כ-5 שנים ומגיעות עם אחריות. כתוצאה מכך, לקוחות מגורים יצטרכו להחליף סוללות עופרת מספר פעמים במהלך החיים הכוללים של מתקן האנרגיה הסולארית.
סוללות חומצה עופרת פחות יעילות באחסון אנרגיה מאשר טכנולוגיות אחסון אנרגיה אחרות כגון סוללות ליתיום-יון. בשל יעילותם הנמוכה יותר, גם לא ניתן לטעון או לפרוק אותן במהירות כמו מערכות אחסון סוללות ליתיום.
לסוללות עופרת יש יכולת פריקה נמוכה, מה שאומר שצריכת אנרגיה רבה מדי עלולה לגרום ליכולת לאגור אנרגיה להידרדר במהירות. מחקר של המעבדה הלאומית לאנרגיה מתחדשת (NREL) מצא ששחרור 50 אחוז מהאנרגיה בסוללת עופרת מאפשרת לה להשלים 1,800 טעינות ופריקות לפני שכושר האחסון שלה יורדת משמעותית. אם נפרקים ל-80% קיבולת, הוא יכול לעמוד רק ב-600 טעינות ופריקות, ולאחר מכן הקיבולת שלו תרד משמעותית.
סוללות חומצה עופרת דורשות יותר קיבולת אחסון ומקום מאשר סוללות ליתיום-יון בשל יעילות האחסון הנמוכה יחסית שלהן וחוסר היכולת להתרוקן לחלוטין. סוללות עופרת הן גם הרבה יותר כבדות מסוללות ליתיום-יון, ודורשות תומכות חזקות יותר כדי להחזיק אותן ויותר מקום מאשר סוללות ליתיום-יון.
עופרת היא מתכת כבדה רעילה, ולמרות שהיא ניתנת למחזור, היא עדיין עלולה לגרום לזיהום באמצעות סילוק לא נכון.
יישומי סוללת ליתיום-יון
סוללות ליתיום-יון הופכות במהירות לסוללת הבחירה עבור יישומי חשמל רבים, מכלי חשמל אלחוטיים ועד למחשבים ניידים וכלי רכב. מספר הולך וגדל של מתקני אנרגיה סולארית למגורים משתמשים במערכות אחסון סוללות ליתיום-יון. עם זאת, לסוללות ליתיום-יון עדיין יש מגבלות מסוימות, כאשר הראשונה והחשובה שבהן היא העלות הגבוהה שלהן.
לסוללות ליתיום-יון יש עלות מוקדמת גבוהה יותר מאשר סוללות חומצה עופרת. מערכת אחסון האנרגיה Powerwall של טסלה נמכרה ב-5,900 דולר או 6,600 דולר בארה"ב בשנת 2018, הכוללת חומרה תומכת. זוהי מערכת סוללות של 14kWh שיכולה לספק עד 7kW של כוח בשיא הביקוש. העלות שלו לא כוללת עלויות התקנה, שנעות בדרך כלל בין $600 ל-$2,000.
עם זאת, העלות של סוללות ליתיום-יון יורדת במהירות. במהלך השנים האחרונות, העלויות של טכנולוגיות שונות לאחסון סוללות הוערכו בדוח ניתוח העלות הממוצעת של אחסון אנרגיה. בסקר האחרון שלה, בנובמבר 2017, היא מצאה כי העלות המותקנת של מערכת אחסון אנרגיה של סוללות עופרת הנלוות לשמש למגורים הייתה 598 עד 635 דולר לקילו-ואט-שעה. עלויות ההתקנה של סוללות ליתיום-יון נעו בין 831 דולר ל-1,089 דולר לקוט"ש.
בהתבסס על נתונים אלה, העלות של סוללת עופרת-חומצה של 14 קילו-שעה נמוכה עד 8,372 דולר, בעוד שהקיבולת המקבילה של סוללת ליתיום-יון נמוכה עד 11,634 דולר. עם זאת, העלות הנמוכה של סוללות עופרת מסתירה עלויות רבות אחרות, כגון חיי תפעול קצרים יותר ועלויות תפעול גבוהות יותר.
עם הזמן, עלות מערכות הסוללה שלנו תשתנה מאוד. סקרים הראו שמערכות אחסון אנרגיה עם סוללות ליתיום יון עולות פחות למגה וואט שעה מאשר סוללות עופרת. מערכות סוללות עופרת עולות 1,160 עד 1,239 דולר למגה וואט שעה. זאת בהשוואה לעלות של 1,024 עד 1,274 דולר למגה וואט-שעה עבור מערכת סוללות ליתיום-יון.
גם העלות של סוללות ליתיום-יון המשיכה לרדת, כפי שנמצא בדוח סקר אחר. סוללות ליתיום-יון נמכרו במחיר של עד $1,000 לקילו-ואט-שעה בשנת 2010, כאשר המחירים ירדו ביותר מ-20% בשנים שלאחר מכן. עד סוף 2016, מחיר המכירה הממוצע של סוללות ליתיום-יון ירד ב-209 דולר לקילו-ואט-שעה.
עם זאת, מומחה בתעשייה ציין כי מחירים אלו הם בעיקר עבור מצברים המסופקים על ידי יצרני רכב חשמלי. לדבריו, "בשל הזמנות נמוכות בהרבה ממפתחי מערכות אחסון אנרגיה נייחות, עלות רכישת הסוללות צפויה להיות גבוהה ב-51 אחוז ממה שיצרניות הרכב משלמות".
מסיבות אלו, חשוב להבין את העלויות של סוללות ליתיום-יון וחומצת עופרת המשמשות כיום במערכות אחסון אנרגיה למגורים. הם יכולים לשמש כמערכות אחסון אנרגיה עצמאיות או בשילוב עם מתקני ייצור חשמל סולארי למגורים כדי לענות על חלק או כל צורכי האנרגיה של לקוחות מגורים או עסקים.
מבחינת חיי תפעול, סוללות ליתיום-יון צפויות להמשיך לפעול כ-10 שנים, והן מסוגלות להיטען ולפרוק לרמות גבוהות יותר מבלי להפחית משמעותית את הקיבולת. המחקר הלאומי לאנרגיה מתחדשת (NREL) מניח ש-Tesla Powerwall יכולה לפעול במשך 15 שנים ללא אובדן משמעותי של אחסון ושחרור אנרגיה, עם 5,475 טעינות ופריקות במהלך הזמן הזה.
סוללות ליתיום-יון גם נטענות מהר יותר במתחים גבוהים יותר. בעוד שסוללות עופרת עשויות להימשך עד 16 שעות לטעינה מלאה, אפילו את סוללות הליתיום-יון הנטענות ביותר, ניתן לטעון במלואה תוך כארבע שעות.
מבחינת משקל. סוללות ליתיום-יון המשמשות במערכות אחסון אנרגיה למגורים אינן קלות, אך הן קלות בהרבה בהשוואה לאחסון עופרת-חומצה. 13.5 קילו-וואט Tesla Powerwall שוקל כ-278 פאונד, סוללת עופרת-חומצה של 1.7 קילו-וואט שוקלת כ-132 פאונד וסוללת עופרת בעלת קיבולת זהה ל-Powerwall תשקול מעל 1,{11}} פאונד.
לסיכום, לסוללות ליתיום-יון יש יתרונות על פני סוללות עופרת לחומצה ליישומי אחסון אנרגיה והן יהפכו לשימוש נרחב יותר במערכות אחסון אנרגיה ככל שהעלויות ירדו.
|
|
|
ל-Blue Carbon ניסיון רב באגירת אנרגיה, עד 17 שנות מחקר בתעשיית אגירת האנרגיה, וסוללות ליתיום ברזל פוספט צופות קדימה לאגירת אנרגיה ביתית. פיתוח מוצרי אחסון האנרגיה של Blue Carbon בשל, והטכנולוגיה מתקדמת יותר.
ראה עוד על סוללות אחסון אנרגיה:
