Is u ooit verteld dat u zonne-energie comfortabel kunt opslaan? Er zijn ongeveer 6 verschillende soorten opslagsystemen voor zonne-energie die u op uw gemak kunt toepassen. Dit artikel is gemaakt om u hierover te informeren.
Energieopslag is een van de mooie intrigerende uitvindingen van de mensheid. Het is een van de weinige voordelen die de aarde van onze activiteiten heeft gekregen. Zonne-energieopslagsystemen maken het gebruik van zonne-energie aantrekkelijker. Omdat de zon binnen een uur straling produceert die voldoende is om aan onze jaarlijkse energiebehoefte te voldoen, kan extra energie worden opgeslagen voor gebruik wanneer er geen zonlicht is.
Als huiseigenaar met zonnepanelen heeft u de mogelijkheden die in dit artikel worden gegeven om zonne-energie op te slaan. Deze opties omvatten het gebruik van turbines, off-grid energieopslag, opslag op het net, productie van zonnebrandstoffen en zonnevijvers.
Naast het voordeel van back-upstroom in geval van stroomuitval van het openbare elektriciteitsnet, helpt de toepassing van elk van de soorten zonneopslagsystemen u om te profiteren van time-of-use (TOU)-tarieven. TOU-tarieven zijn de nutsnetbedrijven van de periode die hogere kosten in rekening brengen voor elektriciteit vanwege de hoge vraag naar energie op het net tijdens die periodes.
Inhoudsopgave
Over opslagsystemen voor zonne-energie
Over het algemeen worden energieopslagsystemen opgezet om elektriciteit op te vangen, op te slaan als chemische, mechanische of thermische energie en deze indien nodig weer vrij te geven als elektrische energie. Energieopslag bespaart overtollige energie die tijdens piekperiodes wordt opgewekt voor toekomstig gebruik.
Er kunnen verschillende soorten opslagsystemen voor zonne-energie worden gebruikt om back-upstroom te hebben wanneer het net uitvalt en om de hoeveelheid geld die wordt uitgegeven aan elektriciteitsrekeningen te verminderen.
Hoe zonne-energieopslagsystemen worden gebouwd
Voordat we kijken naar hoe zonne-energieopslagsystemen worden gebouwd, moeten we kort kijken naar de algemene manieren waarop hernieuwbare energie kan worden opgeslagen. Hernieuwbare energie kan chemisch en mechanisch worden opgeslagen. Opslag is gebaseerd op enkele fysieke principes van materie.
Het eerste principe waarop zonne-energieopslagsystemen zijn gebouwd, is dat van temperatuurverandering in het materiaal bij verwarming of koeling. Materie ervaart bulkverwarming, waarbij de waarde van de opgeslagen energie evenredig is met de specifieke warmtecapaciteit van het gebruikte materiaal. Dit leidt tot een fenomeen dat voelbare verwarming wordt genoemd.
Het tweede principe waarop zonneopslagsystemen kunnen worden gebouwd, is dat materie in staat is om latente warmte te absorberen of af te geven bij faseovergang. Als een bepaalde faseovergang gepaard gaat met warmteopname, dan komt er bij het omgekeerde proces dezelfde hoeveelheid warmte vrij, zodat de energie kan worden opgeslagen zolang een bepaalde fase van de materie voortduurt.
De derde is gebaseerd op chemische reacties. Hier creëert energie chemische verbindingen met hoogenergetische chemische bindingen, die vervolgens hun energie vrijgeven bij verstoring.
Energie kan worden opgeslagen door de vorming van zwakke chemische bindingen, zoals door de fysisorptie van watermoleculen op silicagel. Energie kan ook worden opgeslagen door de vorming van sterkere bindingen, zoals de oxidatie van silicium tot siliciumoxide (chemisorptie). De energiedichtheid is het laagst in materialen die chemische energie opslaan als gevolg van fysisorptie, en het hoogst in materialen die chemische energie opslaan door middel van chemisorptie. De opslagcapaciteit van het opslagsysteem zal gelijk zijn aan de verbruikte warmte of vrije energie van de reactie.
Het vierde principe dat kan worden gebruikt voor zonneopslagsystemen is dat van de dissociatie van elektron-gatparen in elektrische energieopslagapparaten zoals batterijen. Fotonen kunnen direct van de zon worden vastgelegd en in deze batterijen worden opgeslagen.
Sommige van deze principes leiden de constructie van verschillende soorten zonne-energieopslagsystemen.
6 soorten opslagsystemen voor zonne-energie
De soorten opslagsystemen voor zonne-energie zijn:
- Offgrid zonne-opslagsysteem/het gebruik van batterijen
- On-grid zonne-opslagsysteem
- Hybride zonne-opslagsystemen
- Zonnebrandstoffen
- Zonnevijvers
- Gestratificeerde opslagsystemen voor zonne-energie
1. Offgrid zonne-opslagsysteem/het gebruik van batterijen
Degenen die dit type zonneopslagsysteem gebruiken, zijn niet aangesloten op het openbare elektriciteitsnet. Om een off-grid systeem te gebruiken, heeft u voldoende batterijen nodig voor opslag. Uw zonnestelsel moet ook zo worden gebouwd dat uw huis het hele jaar door van stroom wordt voorzien.
Batterijen worden gecategoriseerd onder de chemische methoden van energieopslag. Ze zetten chemische energie om in elektrische energie. Dit wordt mogelijk gemaakt door de elektrochemische cellen die worden gebruikt bij de productie van deze batterijen.
De elektrochemische cellen in batterijen zijn twee elektroden, een kathode en een anode. Deze cellen zijn ook elektrische geleiders en worden gescheiden door een separator. De separator zelf is gemaakt van:
Ook in de batterij is de elektrolyt (tussen de kathode en anode) samengesteld uit ionen. Deze ionen reageren met de geleidende materialen van de kathode en anode. Deze reactie zorgt voor een elektrische stroom in de batterij.
Batterijen zijn gemaakt van verschillende materialen, zijn er in verschillende maten en merken. Op basis van het gebruikte materiaal hebben we:
Loodzuurbatterijen zijn de oudste en goedkoopste batterijen die worden gebruikt bij de opslag van zonne-energie. Ze hebben echter een lage ontladingsdiepte en moeten daarom sneller worden vervangen dan andere batterijen. Lithium-ionbatterijen kunnen beter worden gebruikt als soorten zonneopslagsystemen in woonhuizen. Ze zijn duurder, maar hebben een langere levensduur dan hun loodzure tegenhangers. Ze hebben ook een hoge energiedichtheid waardoor ze energie kunnen opslaan in kleine ruimtes.
Nikkel-cadmium-batterijen zijn de volgende. Ze zijn gebruikelijk in grootschalige energieprojecten omdat ze bestand zijn tegen hoge temperaturen. De toxiciteit die gepaard gaat met Ni-Cd-batterijen en de moeilijkheid om cadmium op te ruimen, vormt een belangrijke beperking bij het gebruik van Ni-Cd-batterijen. Flow-batterijen zijn de grootste en duurste batterijen. Ze zijn het beste voor een grootschalige installatie. Ze hebben een lage opslagcapaciteit en een lage laad-ontlaadsnelheid.
2. On-grid zonne-opslagsysteem
On-Grid opslagsystemen worden ook wel grid-tied systemen genoemd. Dit systeem maakt gebruik van een standaard netgekoppelde omvormer en heeft geen batterijopslag. Als huiseigenaar die gebruik maakt van zonne-energie, kun je een deel van je energie opslaan op het openbare elektriciteitsnet. Overtollige zonne-energie die in uw huis wordt opgewekt, kan worden geëxporteerd in ruil voor enkele credits of feed-in-tarief (FiT).
Feed-in_Tarieven_(FIT) zijn vaste elektriciteitsprijzen die u ontvangt voor elke eenheid elektrische energie die u opwekt met uw zonnepanelen thuis en opslaat in het openbare elektriciteitsnet.
Voor een klant die dit netgekoppelde systeem gebruikt, wanneer de zonnepanelen meer produceren dan ze gebruiken, kunt u stroom terugsturen naar het net. Wanneer uw belasting meer is dan wat de zon opwekt, kunt u ook extra stroom afnemen van het openbare elektriciteitsnet.
Voordat u voor dit type opslagsysteem voor zonne-energie kiest, moet u begrijpen dat wanneer er een stroomstoring is, uw panelen u geen elektriciteit zullen leveren. Dit is om veiligheidsredenen, omdat lijnwachters die aan de hoogspanningslijnen werken, moeten weten dat er geen bron is die het net voedt. Dit houdt simpelweg in dat je niet de luxe hebt om tijdens een black-out van wat stroom te genieten.
Dit type zonne-energieopslagsysteem is perfect voor u als u uw energierekening wilt verlagen en wilt profiteren van zonne-incentives.
3. Hybride zonne-opslagsystemen
Een hybride energiesysteem is er een waarbij een combinatie van twee of meer energiesystemen wordt gebruikt voor energieproductie. Dit kan een combinatie zijn van zonnetechnologie en windturbines voor energieopwekking.
Het hybride zonneopslagsysteem kan een combinatie zijn van zonnebatterijen en het openbare elektriciteitsnet. Wanneer dit type zonneopslagsysteem wordt gebruikt, wordt de opgewekte zonne-energie opgeslagen in batterijen terwijl de klant gebruik maakt van het openbaar nut. Wanneer de energie in de batterijen op is, kunt u comfortabel overschakelen naar het openbare stroomnet. Aan de andere kant, wanneer er een stroomstoring is van het openbare stroomnet, kunt u ook overstappen op uw batterijen.
4. Zonnebrandstoffen
Dit type opslagsysteem voor zonne-energie is nog in ontwikkeling. Het is momenteel niet erg gebruikelijk in de commerciële energiemarkt. Zonnebrandstoffen zijn synthetische chemicaliën zoals waterstof, ammoniak en hydrazine die worden geproduceerd en opgeslagen voor perioden dat er geen zonlicht is.
De productie van zonnebrandstoffen kan plaatsvinden uit elektriciteit uit zonnepanelen (elektrochemisch), uit thermische warmte die wordt opgewekt uit geconcentreerde zonne-energie (thermochemisch), kunstmatige fotosynthese (fotobiologisch) of uit fotonen (fotochemisch). Al deze werken door een aantal chemische reacties aan te drijven die zonne-energie doorschijnen tot chemische energie.
Zonnebrandstoffen kunnen ook direct of indirect worden geproduceerd. Directe processen produceren zonnebrandstoffen uit het zonlicht zonder tussenliggende energieconversie. Indirecte processen zetten zonne-energie eerst om in een andere vorm van energie (biomassa of elektriciteit) en van deze energie wordt vervolgens een brandstof gemaakt.
Bij energieomzetting gaat er een bepaalde hoeveelheid energie verloren. Dit is de reden waarom indirecte processen minder efficiënt zijn dan directe processen. De indirecte processen zijn echter eenvoudiger te implementeren. Er wordt door wetenschappers meer onderzoek gedaan naar het verbeteren van directe processen voor de productie van zonnebrandstoffen.
Zonnebrandstoffen kunnen zo lang mogelijk worden opgeslagen. Ze kunnen ook van de ene plaats naar de andere overal worden vervoerd, waardoor ze een waardevolle en flexibele hulpbron zijn voor een betrouwbaarder elektriciteitsnet.
5. Gestratificeerd zonne-energieopslagsysteem
Zonne-energie kan op twee manieren worden benut en gebruikt; het gebruik van PV-cellen en het gebruik van CSP. Gestratificeerd energieopslagsysteem werkt met CSP. Het gaat om de opslag van zonne-energie als thermische energie die indien nodig kan worden omgezet in elektriciteit.
Hier worden warmwateropslagtanks, ook wel warmwatercilinders, warmteopslagtanks of thermische opslagtanks genoemd, gebruikt voor de opslag van water voor ruimteverwarming of voor huishoudelijke doeleinden.
Het warme water wordt zolang opgeslagen in een geïsoleerde tank. Als de energie wordt gebruikt om elektriciteit op te wekken, wordt de warmte gebruikt om water te koken en de resulterende stoom drijft een turbine aan die elektriciteit opwekt.
6. Zonnevijvers
Zonnevijvers werken ook met Concentrating Solar-thermal Power-systemen.
Een zonnevijver is een waterlichaam dat zonne-energie verzamelt en opslaat als warmte. Het werkingsprincipe is het omgekeerde van natuurlijke convectie. Wanneer zonlicht een zoute vijver raakt, verwarmt het natuurlijk eerst het water op de bodem van de vijver. Dit water wordt minder dicht en door convectie stijgen de moleculen naar de oppervlakte.
Bij de zonnevijvers is het omgekeerde het geval. De vijvers zijn gebouwd om convectie tegen te gaan. De vijver krijgt zout in een hoeveelheid die voldoende is om het water op de bodem volledig te verzadigen. Wanneer het water wordt verwarmd, zoals gebruikelijk, vermengt het zeer zoute en hetere water zich niet volledig met het minder zoute en koelere water aan de oppervlakte.
De menging is mild en convectie vindt afzonderlijk plaats in het boven- en onderwater. Dit effect vermindert het warmteverlies aanzienlijk. Het meer zoute water kan tot 90 opwarmen, terwijl de bovenkant de temperatuur zo laag als 30 houdt
Later kan het meer zoute warme water worden gekanaliseerd naar een turbine die deze draait om elektriciteit op te wekken wanneer de vraag groot is.
Veelgestelde vragen
Hoeveel opslagsystemen voor zonne-energie zijn er?
Opslagsystemen voor zonne-energie zijn niet beperkt tot de vijf die in dit artikel worden besproken. Er zijn er een flink aantal, waarvan de meeste nog in ontwikkeling zijn. In dit artikel worden de meest voorkomende in de commerciële energiemarkt uitgelegd.
Wat is de beste manier om zonne-energie op te slaan?
Er is geen beste manier om zonne-energie op te slaan. Uw keuze voor een bepaald type opslagsysteem voor zonne-energie moet worden bepaald door uw behoeften, budget en locatie. Voor gebouwen die ver van het openbare net zijn gelegen, zijn off-grid opslagsystemen geschikt. Gebouwen die al zijn aangesloten op het net maar back-upstroom nodig hebben, hebben een hybride opslagsysteem nodig.
Is opslag op zonne-energie de moeite waard?
Ja, dat zijn ze. Batterijen kunnen u op de been houden tijdens stroomuitval van het openbare stroomnet. Afhankelijk van je budget kun je batterijen kopen met een levensduur tot 7 jaar.
Hoe lang kan zonne-energie worden opgeslagen?
Opslagsystemen hebben verschillende energie- en vermogenscapaciteiten. Energiecapaciteit (gemeten in kilowatt per uur) is de hoeveelheid energie die kan worden opgeslagen, terwijl vermogenscapaciteit (gemeten in kilowatt) de hoeveelheid energie is die op elk moment kan worden vrijgegeven. Dit bepaalt hoe lang een opslagsysteem kan dienen bij het voeden van de belasting.
Aanbevelingen
- Hoe wordt zonne-energie opgeslagen in planten | Praktische uitleg
. - Zonne-energie opslaan in water | Hoax of realiteit
. - Top 40 zonne-energiebedrijven per land
. - Dingen om in gedachten te houden bij het ontwerpen van een straatverlichtingssysteem op zonne-energie
. - Top 6 milieuvriendelijke energiebronnen