太陽電池は、太陽光発電システムの重要な追加要素になる可能性があります。ソーラー パネルが十分なエネルギーを生成していないときに使用できる余剰電力を蓄えるのに役立ち、家に電力を供給する方法の選択肢が増えます。
「太陽電池はどのように機能するのですか?」の答えを探している場合、この記事では、太陽電池とは何か、太陽電池の科学、太陽電池が太陽光発電システムでどのように機能するか、および太陽光を使用することの全体的な利点について説明します。バッテリー収納。
太陽電池とは
まずは「太陽電池とは？」という質問に簡単に答えてみましょう。
太陽電池は、太陽光発電システムに追加して、ソーラー パネルで生成された余剰電力を蓄える装置です。
夜間、曇りの日、停電時など、ソーラーパネルが十分な電力を生成しないときに、蓄えられたエネルギーを使用して家に電力を供給することができます。
太陽電池のポイントは、生成した太陽エネルギーをより多く使用できるようにすることです。蓄電池がない場合、太陽光発電からの余剰電力はグリッドに送られます。つまり、パネルが最初に生成した電力を最大限に活用することなく、電力を生成して他の人々に提供していることになります。
詳細については、太陽電池ガイド: 利点、機能、およびコスト
太陽電池の科学
リチウムイオン電池は、現在市場に出回っている太陽電池の中で最も人気のある形態です。これは、スマートフォンやその他のハイテク電池に使用されているのと同じ技術です。
リチウムイオン電池は、電気エネルギーに変換する前に化学エネルギーを蓄える化学反応によって機能します。この反応は、リチウム イオンが自由電子を放出するときに発生し、それらの電子は負に帯電したアノードから正に帯電したカソードに流れます。
この動きは、必要な陽イオンを提供することによって反応のバランスをとるバッテリー内部の液体であるリチウム塩電解質によって促進および強化されます。この自由電子の流れは、人々が電気を使うのに必要な電流を作り出します。
バッテリーから電気を引き出すと、リチウムイオンが電解液を通って正極に戻ります。同時に、電子は外部回路を介して負電極から正電極に移動し、プラグインされたデバイスに電力を供給します。
家庭用太陽光発電蓄電池は、複数のイオン電池セルと、太陽電池システム全体の性能と安全性を制御する高度な電子機器を組み合わせています。このように、太陽電池は、太陽の力を最初の入力として使用する充電式電池として機能し、電流を生成するプロセス全体を開始します。
バッテリー貯蔵技術の比較
太陽電池の種類に関しては、リチウムイオンと鉛酸の 2 つの一般的なオプションがあります。ソーラー パネル企業は、より多くのエネルギーを蓄えることができ、そのエネルギーを他のバッテリーよりも長く保持でき、放電深度が高いため、リチウム イオン バッテリーを好みます。
DoD としても知られる放電深度は、バッテリーの総容量に関連して、バッテリーを使用できるパーセンテージです。たとえば、バッテリの DoD が 95% の場合、再充電が必要になる前にバッテリ容量の最大 95% を安全に使用できます。
リチウムイオン電池
前述のように、バッテリー メーカーは、より高い DoD、信頼性の高い寿命、より多くのエネルギーをより長く保持する能力、およびよりコンパクトなサイズのために、リチウム イオン バッテリー技術を好みます。ただし、これらの多くの利点のために、リチウムイオン電池は鉛蓄電池に比べて高価でもあります。
鉛蓄電池
鉛蓄電池 (ほとんどの車のバッテリーと同じ技術) は何年も前から存在しており、オフグリッド電源オプションの家庭用エネルギー貯蔵システムとして広く使用されています。それらはまだポケットに優しい価格で市場に出回っていますが、国防総省が低く寿命が短いため、人気が薄れています.
AC 結合ストレージと DC 結合ストレージ
カップリングとは、ソーラー パネルをバッテリー ストレージ システムに配線する方法を指し、選択肢は直流 (DC) カップリングまたは交流 (AC) カップリングです。この 2 つの主な違いは、ソーラー パネルが生成する電気の経路にあります。
太陽電池は DC 電気を生成します。その DC 電気は、家庭で使用する前に AC 電気に変換する必要があります。ただし、太陽電池は直流電力しか蓄えられないため、太陽電池を太陽光発電システムに接続するにはさまざまな方法があります。
DC結合ストレージ
DC カップリングでは、ソーラー パネルで生成された DC 電気が充電コントローラーを介して流れ、太陽電池に直接流れます。保管前に電流の変化はなく、DC から AC への変換は、バッテリーが家庭に電気を送るか、送電網に戻るときにのみ発生します。
DC 結合の蓄電池は、電気が DC から AC に 1 回だけ変更される必要があるため、より効率的です。ただし、DC 結合ストレージは通常、より複雑な設置を必要とするため、初期コストが増加し、全体的な設置スケジュールが長くなる可能性があります。
AC結合ストレージ
AC カップリングを使用すると、ソーラー パネルで生成された DC 電気が最初にインバーターを通過し、家庭内の電化製品で日常的に使用できる AC 電気に変換されます。その AC 電流を別のインバーターに送信して、太陽電池に蓄電するために DC 電流に変換することもできます。蓄えられたエネルギーを使用するときは、バッテリーから電気が流れてインバーターに戻り、家庭用の AC 電気に変換されます。
AC 結合ストレージでは、電気は 3 回反転します。1 回目はソーラー パネルから家に入る時、もう 1 回は家から蓄電池に入る時、3 回目は蓄電池から家に戻る時です。反転するたびに効率がいくらか低下するため、AC 結合ストレージは DC 結合システムよりもわずかに効率が低下します。
ソーラー パネルからのエネルギーのみを保存する DC 結合ストレージとは異なり、AC 結合ストレージの大きな利点の 1 つは、ソーラー パネルとグリッドの両方からエネルギーを保存できることです。これは、ソーラー パネルがバッテリーを完全に充電するのに十分な電力を生成していない場合でも、グリッドからの電力でバッテリーを充電して、バックアップ電力を提供したり、電気料金のアービトラージを利用したりできることを意味します。
既存のシステム設計に統合する必要がなく、既存のシステム設計の上に追加するだけでよいため、AC 結合バッテリ ストレージを使用して既存の太陽光発電システムをアップグレードすることも簡単です。これにより、AC 結合バッテリ ストレージは、レトロフィット インストールのより一般的なオプションになります。
太陽電池が太陽光発電システムでどのように機能するか
全体のプロセスは、屋根のソーラー パネルが電力を生成するところから始まります。以下は、DC 結合システムで何が起こるかを順を追って説明したものです。
1.太陽光がソーラーパネルに当たり、エネルギーが直流電気に変換されます。
2. 電気はバッテリーに入り、直流電気として蓄えられます。
3. DC 電気はバッテリーから出てインバーターに入り、家庭で使用できる AC 電気に変換されます。
このプロセスは、AC 結合システムでは少し異なります。
1.太陽光がソーラーパネルに当たり、エネルギーが直流電気に変換されます。
2. 電力はインバーターに入り、家庭で使用できる交流電力に変換されます。
3. 余剰電力は別のインバーターに流れて、後で蓄えることができる DC 電力に戻されます。
4. 家がバッテリーに蓄えられたエネルギーを使用する必要がある場合、その電気は再びインバーターを通って交流電気になる必要があります。
太陽電池とハイブリッド インバーターの関係
ハイブリッド インバーターを使用している場合、1 つのデバイスで DC 電気を AC 電気に変換でき、AC 電気を DC 電気に変換することもできます。その結果、太陽光発電 (PV) システムに 2 つのインバーターが必要なくなります。1 つはソーラー パネルからの電力を変換するため (ソーラー インバーター)、もう 1 つは太陽電池からの電力を変換するため (バッテリー インバーター) です。
バッテリーベースのインバーターまたはハイブリッドグリッド接続インバーターとしても知られるハイブリッドインバーターは、バッテリーインバーターとソーラーインバーターを単一の機器に組み合わせたものです。太陽電池からの電気とソーラーパネルからの電気の両方のインバーターとして機能することで、同じセットアップで 2 つの別々のインバーターを用意する必要がなくなります。
ハイブリッド インバーターは、蓄電池の有無にかかわらず動作するため、人気が高まっています。最初の設置時にハイブリッド インバーターをバッテリーレスの太陽光発電システムに設置することができ、将来的に太陽エネルギー貯蔵を追加することができます。
太陽電池貯蔵の利点
ソーラー パネルにバッテリー バックアップを追加することは、太陽光発電システムを最大限に活用するための優れた方法です。家庭用太陽電池蓄電システムの主なメリットは次のとおりです。
余剰発電を蓄える
ソーラー パネル システムは、特に晴れた日に家に誰もいないときに、必要以上の電力を生成することがよくあります。太陽エネルギー蓄電池がない場合、余分なエネルギーは送電網に送られます。に参加する場合ネットメータリングプログラム、その余分な生成に対してクレジットを獲得できますが、通常、生成する電力の比率は 1:1 ではありません。
蓄電池を使えば、グリッドに行く代わりに、余分な電力でバッテリーを充電して後で使用することができます。発電量が少ない時間帯に蓄えられたエネルギーを使用できるため、送電網への依存度が低下します。
停電からの救済を提供します
バッテリは、ソーラー パネルで生成された余剰エネルギーを蓄えることができるため、停電時や送電網がダウンしたときでも、家庭で電気を利用できます。
二酸化炭素排出量を削減
ソーラー パネルのバッテリー ストレージを使用すると、ソーラー パネル システムによって生成されるクリーン エネルギーを最大限に活用して、環境に配慮することができます。そのエネルギーが蓄えられていない場合、ソーラー パネルがニーズに十分な量を生成しない場合、グリッドに依存することになります。ただし、ほとんどの送電網の電力は化石燃料を使用して生成されるため、送電網から引き込むときはおそらく汚れたエネルギーで稼働することになります.
日没後も電気を供給
太陽が沈み、ソーラー パネルが電力を生成していないとき、バッテリ ストレージがない場合は、必要な電力を供給するためにグリッドが介入します。太陽電池を使用すると、夜間に自分の太陽光発電をより多く使用できるため、エネルギーの独立性が高まり、電気料金を低く抑えることができます。
バックアップ電力のニーズに対する静かなソリューション
太陽光発電バッテリーは、100% ノイズのないバックアップ電力貯蔵オプションです。メンテナンス不要のクリーン エネルギーを利用でき、ガス動力のバックアップ ジェネレーターからの騒音に対処する必要がありません。
重要ポイント
太陽光発電システムにソーラー パネル エネルギー ストレージを追加することを検討している場合は、太陽電池の仕組みを理解することが重要です。家庭用の大型充電式バッテリーのように動作するため、ソーラー パネルが生成する余分な太陽エネルギーを利用することができ、太陽エネルギーをいつ、どのように使用するかをより詳細に制御できます。
リチウム イオン電池は、太陽電池の中で最も普及しているタイプで、化学反応によってエネルギーを蓄え、家庭で使用するための電気エネルギーとして放出します。DC 結合、AC 結合、またはハイブリッド システムのいずれを選択しても、グリッドに依存することなく、太陽光発電システムの投資収益率を高めることができます。
投稿時間: Jul-09-2022