כשאנחנו יוצאים להתקין מערכת פוטו-וולטאית, אנחנו מתמקדים לעתים קרובות בפאנלים, אבל המציאות היא שמערכת האחסון היא הלב האמיתי של ההתקנה. ללא סוללה מתאימה, אנחנו נאלצים לצרוך את האנרגיה דווקא כשהשמש בעוצמה הגבוהה ביותר, לבזבז חלק גדול מהייצור או להיות תלויים לחלוטין ברשת החשמל עם רדת הלילה.
להביא אנרגיה מהיום ללילה זה לא פשוט כמו לקנות סוללה ישנה כלשהי; צריך לאזן בין הכימיה של התא לבין צריכת האנרגיה בפועל של הבית. אם תטעו בחישוב, אתם מסתכנים בכך שהמערכת תתייבש באמצע סערה, או גרוע מכך, תהרסו את הסוללה תוך מספר חודשים בלבד על ידי דרישה ממנה ליותר ממה שהיא יכולה להתמודד איתה.
טכנולוגיות אחסון: מהי האפשרות הטובה ביותר?
בשוק של היום, אנו מוצאים מגוון רחב מאוד של אפשרויות. סוללות ליתיום, ובמיוחד LiFePO4 , הפכו לבחירה המובילה לצריכה עצמית ביתית. היתרון העיקרי שלהן הוא שהן מאפשרות פריקות עמוקות מאוד מבלי להתכלות במהירות ויש להן מערכת ניהול אלקטרונית הנקראת BMS המבטיחה שהכל יישאר תחת שליטה. יתר על כן, הן קומפקטיות ויעילות הרבה יותר, אם כי ההשקעה הראשונית גבוהה יותר, כאשר סוללות ליתיום סולאריות הן כיום האפשרות המועדפת.
מצד שני, עדיין יש לנו סוללות עופרת-חומצה, שלמרות שהן טכנולוגיה ישנה יותר, עדיין יש להן את מקומן. כאן אנו מוצאים מספר סוגים: סוללות AGM הן אטומות וקומפקטיות , אידיאליות לטנדרים או למערכות קטנות שבהן סיבוכי תחזוקה אינם רצויים. סוללות GEL טובות יותר לפריקות איטיות וקבועות, בעוד שסוללות נייחות (כמו OPzS) הן מיכלים של ממש המיועדים להתקנות מבודדות שצריכות להחזיק מעמד עשרות שנים עם טיפול נאות.
ישנן גם אפשרויות נישה נוספות. סוללות ניקל-קדמיום וניקל-ברזל הן עמידות ביותר ויכולות לעמוד בפני התעללות תרמית שתהרוס כל סוללה אחרת, אך רעילותן ועלותן מונעות מהן שימוש ביתי. סוללות מבוססות נתרן וסוללות זרימה כבר נמצאות בדיונים , ומבטיחות להיות האלטרנטיבה בת קיימא ושוק המוני לעתיד, שתפריד בין חשמל לקיבולת באמצעות מיכלי אלקטרוליט.
מושגים מרכזיים למניעת טעויות עיצוב
כדי לקבוע את גודל המכשיר בצורה נכונה, ראשית עליכם להבין מה משמעות הנתונים בגיליון המפרט. המתח (12V, 24V או 48V) מגדיר את מתח ההפעלה; בבתים מודרניים, תקן 48V עדיף מכיוון שהוא מאפשר שימוש בכבלים דקים יותר ומפחית הפסדי אנרגיה. אמפר-שעה (Ah) אומר לנו כמה מטען המכשיר יכול לאגור, אך אין לבלבל זאת עם האנרגיה השמישה.
כאן נכנס לתמונה עומק הפריקה (DoD) , מושג חיוני. בסוללת עופרת-חומצה, אם פורקים אותה מעבר ל-50%, הורגים אותה לאט לאט. ליתיום, לעומת זאת, מאפשר להשתמש בעד 80% או 90% מהקיבולת שלה ללא בעיות. אם קונים סוללת עופרת-חומצה של 10 קילוואט-שעה, יש לכם באמת רק 5 קילוואט-שעה שמישים אם רוצים למנוע כשל בטרם עת של הסוללה.
נקודה מרכזית נוספת היא אוטונומיה , שהיא פשוט רשת ביטחון כדי לעבור ימים מעוננים. בבית המחובר לרשת החשמל, עתודה של יום אחד היא בדרך כלל יותר ממספיקה. אבל אם אתם גרים באזור מבודד (מחוץ לרשת), זה נורמלי לתכנן את סוללת החשמל כך שתספיק לפחות לשלושה ימים מלאים ללא קרן שמש, ובכך להימנע מהצורך להפעיל גנרטור דיזל כל הזמן.
כיצד לחשב את קיבולת בנק הסוללה
כדי לחשב את הקיבולת הנדרשת, הצעד הראשון הוא לחבר את הוואט-שעה (Wh) שאנו צורכים מדי יום. אם אנו משתמשים ב-6 קוט"ש ללילה, זוהי האנרגיה המינימלית שהסוללה חייבת לספק. הנוסחה הטכנית לחישוב הקיבולת הנומינלית ב-Ah כוללת הכפלת הצריכה היומית במספר ימי האוטונומיה וחלוקתה בעומק הפריקה המותר ובמתח המערכת.
כדי להמיר מ-Ah לקוט"ש, פשוט הכפילו את הקיבולת ב-Ah במתח וחלקו ב-1000. לדוגמה, סוללה של 100Ah ב-48V נותנת לנו 4,8 קילוואט-שעה . חיוני שחישוב זה יהיה מדויק, מכיוון שסוללה קטנה מדי תגרום להפסקות חשמל וסוללה גדולה מדי תהיה הוצאה מיותרת.
תצורה חשמלית: טורית ומקבילית
ברגע שאנחנו יודעים כמה אנרגיה אנחנו צריכים, אנחנו צריכים לחבר את הפאזל הפיזי. חיבור טורי משמש כדי לחשב את המתח. אם יש לנו ארבע סוללות 12V ונחבר אותן בטור, נקבל מערכת של 48V, אבל הקיבולת ב-Ah נשארת כמו של סוללה אחת. זוהי הדרך הנקייה ביותר להגיע למתח הנדרש על ידי הממיר.
חיבורים מקבילים מאפשרים להוסיף את הקיבולת (Ah) תוך שמירה על אותו מתח. עם זאת, בהנדסה מקצועית, חיבורים מקבילים טהורים בסוללות עופרת-חומצה נמנעים משום שהם יוצרים חוסר איזון אוהמי : סוללות הקרובות יותר לממיר עובדות קשה יותר מאשר סוללות רחוקות יותר, מה שמביא לבלאי לא אחיד. הפתרון האלגנטי הוא להשתמש בתאים נייחים בעלי קיבולת גבוהה המחוברים בטור אחד וקפדני, ובכך לבטל זרמי מערבולת.
תאימות ומותגי שוק
לא מספיק שהמספרים יצטברו; הממיר והסוללה חייבים לדבר באותה שפה. יצרנים רבים, כמו Huawei, BYD וטסלה, יוצרים מערכות אקולוגיות סגורות שבהן הסוללה עובדת רק עם הממיר שלה. אחרים, כמו Victron ו-Pylontech, מציעים גמישות תאימות גדולה יותר , ומאפשרים לך לערבב רכיבים ממותגים שונים כל עוד הם דבקים באותם פרוטוקולי תקשורת.
כשבוחרים סוללה, עליכם לבחון את קצב הפריקה (C-rate) , המציין את המהירות שבה הסוללה יכולה לשחרר אנרגיה. אם יש לכם מכשירים שצורכים זרמים גדולים, כמו מזגן, אתם זקוקים לסוללה שיכולה להתמודד עם זרמים אלה מבלי שהמתח יירד בחדות והמערכת תיכבה מטעמי בטיחות.
עבור מערכת יעילה, הגישה האידיאלית היא לשלב ניתוח ריאליסטי של צריכת אנרגיה, כימיה של ליתיום שנועדה למקסם את תוחלת החיים, וגודל מערכת שלוקח בחשבון את החודשים הקשים ביותר בשנה . בסופו של דבר, ההשקעה בבנק סוללות טוב משתלמת לא רק באמצעות חיסכון בחשמל, אלא גם באמצעות שקט נפשי הנובע מהידיעה שבלי קשר לתנאי הרשת או מזג האוויר, אורות הבית שלכם יישארו דולקים.
