EN
קישורים מהירים
פתרונות אחסון סוללות ביתיים מאחסנים חשמל נוסף או מהרשת החשמל או ממקורות מתחדשים כגון פאנלים סולאריים כך שניתן להשתמש בו בעת הצורך. ההתקנה כוללת בדרך כלל כמה רכיבים שעובדים יחד, חבילות סוללות עצמן, אינברטר שממיר זרם ישיר לזרם מחליף, ועוד מה שנקרא מערכת ניהול סוללות (BMS). ה-BMS משחק תפקיד מכריע בהישארת הדברים בטוחים תוך כדי להבטיח שהכל פועל ביעילות. סוללות ליתיום-יון הפכו לבחירה עבור רוב ההתקנים החדשים יותר, מכיוון שהם לוקחים פחות מקום ומתקנים הרבה יותר זמן בהשוואה לאפשרויות קודמות יותר של חומצה עופרת. הם בדרך כלל מספקים מחזורי טעינה ארוכים פי שלושה עד חמישה לפני שהם צריכים להחליף, מה שהופך אותם ליותר יעילים מבחינת עלות לאורך זמן למרות העלויות הראשוניות הגבוהות יותר.
כשרשת החשמל נופלת, סוללות הגיבוי הביתיות מתחילות לפעול כמעט מיידית, בדרך כלל מהר יותר מהמولدים הניידים הישנים שעליהם עדיין מסתמכים. מרבית מערכות ה-10kWh יחזיקו דברים בתוכנית למשך כ-12 עד 24 שעות, ויספקו את הבסיסי – כגון פעולת מקרר, ציוד רפואי חיוני, וצרכי תאורה בסיסיים. גרסאות הליתיום-יון הן יעילות בהרבה גם כן, עם יעילות הלוך וחזור של כ-90 עד 95%, בהשוואה ל-70 עד 85% בחלופות עופרת-חומצה. זה הופך את סוללות הליתיום לאפשרויות טובות בהרבה לבתים שצריכים חשמל אמין בעת חירום, במיוחד באזורים שבהם חוסר חשמל קורה באופן קבוע לאורך השנה.
רוב הבתים שמתקינים סוללות בוחרים בטכנולוגיית ליתיום ברזל פוספט (LFP או LiFePO4), מכיוון שסוללות אלו מחזיקות כ-90% משוק השוק. הן מציגות דחיפה משמעותית בצפיפות אנרגיה של בין 150 ל-200 וואט-שעה לקילוגרם, מתאימות היטב לאינברטרים סולריים סטנדרטיים, ובעלות על חיים ארוכים מאוד – כשש 6,000 מחזורי טעינה, מה שמשמעו בערך 10 עד 15 שנים של שימוש יומי. מה שעושה את LFP כל כך מושך הוא רמת הבטיחות הגבוהה בהשוואה לאפשרויות אחרות. הכימיה שלה אינה נוטה להבער בקלות כמו אלטרנטיבות מסוימות. בנוסף, היא מתמודדת טוב בהרבה עם טמפרטורות קפיאה בהשוואה לרבות מתחרותיה ואינה צריכה מערכות קירור מתקדמות שפועלות כל הזמן, מה שחוסך כסף ושטח בסביבות מגורים שבהן שטח ההתקנה עשוי להיות מוגבל.
למרות שסוללות חומצת עופרת עולות פחות ב-50–70% בהתחלה (200–400 דולר/קוט"ש), הן נמשכות רק 500–1,000 מחזורי טעינה ובעלות על יעילות סיבוב נמוכה יותר (70–80%). הן גם דורשות תחזוקה קבועה ומתקלקלות במהירות אם מפריקות מתחת ל-50%, מה שמגביל את התאימותן לסגירת שמש יומית ומעביר אותן לתפקידים של גיבוי מזדמן.
סוללי נתרן-גופרית פועלים בטמפרטורות גבוהות, בדרך כלל בין 300 ל-350 מעלות צלזיוס, מה שמאפיין אותם בחום משמעותי לפי כל מדד. הם משיגים יעילות של כ-80 עד 85 אחוז תוך שמירה על יציבות תרמית טובה, אך מאפיינים אלו מגבילים אותם בעיקר לסביבות מעבדה ולא לשימוש ביתי. בסוללי ריאוקס זרימה, הם מבליטים חיים אורך של יותר מ-20,000 מחזורי טעינה ויכולים לעמוד בפריקות ממושכות לאורך שש עד שתים עשרה שעות או יותר. עם זאת, מחירם נע בין 500 ל-1,000 דולר לקילוואט שעה, בנוסף הם דורשים הרבה שטח, מה שהופך אותם למעשיים בעיקר להפעלה בקנה מידה גדול כמו מתקנים מסחריים או רשתות מיקרו ולא להתקנות ביתיות אישיות.
| מטרי | ליתיום-יון (LFP) | 납산 | ריאוקס זרימה |
|---|---|---|---|
| יעילות הלולאה | 95—98% | 70—80% | 75—85% |
| מחזור חיים | 6,000+ | 500—1,000 | 20,000+ |
| תחזוקה | ללא | בדיקות חודשיות | נוזל לרבעון |
| סיכון אש | נמוך | לְמַתֵן | זניח |
סוללות LFP מספקות את האיזון הטוב ביותר לשימוש ביתי — פעילות ללא צורך בשטיפה, יעילות גבוהה ומחזור חיים פונקציונלי כפול בהשוואה למערכות עופרת חומצה.
צריכת האנרגיה במשק הבית קובעת את קיבולת הסוללה האופטימלית. הממוצע לבית בארצות הברית הוא 25–35 קילוואט שעה ביום, אך איחסון נדרש תלוי באهدפי השימוש:
| תרחיש שימוש | קיבולת מוצעת | יישומים מרכזיים |
|---|---|---|
| צרכים חיוניים לגיבוי | 5–10 קילוואט שעה | מקרר, תאורה, אינטרנט |
| הסטת חלק מהאנרגיה | 10–15 קילוואט שעה | צורך בכוח חשמלי בלילה, מיזוג אויר |
| אחסון סולארי מלא | 15+ קוט"ש | כל הבית, גיבוי למספר ימים |
מערכת ליתיום-יון מועדפת בשל היכולת להרחבה והיעילות הגבוהה.
קיבולת הסוללה (קוט"ש) קובעת כמה זמן ניתן להפעיל מכשירים; דרגת ההספק (קילו וואט) קובעת כמה מהם יכולים לפעול בו זמנית. לדוגמה, סוללה של 5 קוט"ש עם תפוקה של 5 קילו וואט מספקת יותר כוח חשמלי מיידי לעומת יחידה של 10 קוט"ש שדרגתה 3 קילו וואט. יש להתאים את קצב פריקת הכוח הקבוע למכשירים בעלי העומס הגבוה ביותר:
כדי לקבוע את גודל המערכת בצורה מדויקת:
בית המשתמש ב-30 קילוואט שעה יומית עם ביקוש שיא של 8 קילוואט ירוויח מהתקנת סוללה של 15 קילוואט שעה עם תפוקה של 10 קילוואט. מערכות מודולריות מאפשרות הרחבה עתידית ככל שצרכי האנרגיה גדלים.
מערכות סולריות עם סוללות משלבות פנלים המותקנים על הגג ויחידות איחסון ביתיות, כך שאפשר לשמור את עוצמת השמש הנוספת במקום להחזיר את כל האנרגיה לחברת החשמל. ברוב ההתקנות המודרניות נעשה שימוש בסוללות מסוג LiFePO4 יחד עם ממירים היברידיים מיוחדים שמטפלים בשתי המשימות בו זמנית. התקנים אלו מקבלים זרם ישר מהפנלים וממירים אותו לחשמל ביתי רגיל, תוך שמירה של העודף בסוללות. מידת התועלת בהפחתת התלות ברשת החשמל משתנה בהתאם למספר גורמים. מחקר אחד מראה שבית owners יכולים לצמצם את תלותם בחברת החשמל בין ארבעים אחוז לשמונים אחוז במהלך התקופות שבהן תעריפי החשמל הם הגבוהים ביותר. כמובן, התוצאות בפועל תלויות מאוד בתנאים המקומיים ובאיכות הציוד.
התקנות סולריות משנת 2015 בערך ואילך פועלות בדרך כלל יפה עם סוללות כאשר הן מחוברות דרך צימוד AC, כלומר פשוט חיבורים את הסוללה ללוח החשמל המרכזי. עם זאת, במערכות ישנות יותר עם ממירים מסוג String, המצב מסובך יותר. ייתכן שבעלי בתים יצטרכו להתקין ממיר נוסף או לעבור לאחד מהממירים ההיברידיים החדשים יותר שיכולים להתמודד עם זרימת חשמל בשני הכיוונים. החדשות הטובות הן שרוב האנשים מגלים שההשקעה משתלמת יפה. מחקרים מראים שחוזר אליהם בין חצי לשלושה רבעים מהעלות במהלך כ-8 עד 12 שנים, בזכות חיסכון בדמי חשמל ו בזכות אספקת חירום בעת הפסקות. לא רע, בהתחשב בכך שזה הופך את הבתים לעצמאיים יותר.
כשמדובר בודא שכל הפריטים עובדים יחד בצורה תקינה, יש מספר דברים בסיסיים לבדוק ראשית. המתח צריך להיות זהה, בדרך כלל סביב 48 וולט כשיעור סטנדרטי. גם דירוגי ההספק צריכים להתאים בצורה נכונה בין הרכיבים. לדוגמה, כאשר מתקינים מערכת פנלים סולריים של 10 קילו-וואט יחד עם מערכת אגירת חשמל שמאגרת כ-13.5 קילו-וואט שעה. סוג הנحوון המתאים כאן יתמודד בין שבעה לעשרה קילו-וואט באופן רציף, מבלי להתחמם או להתקלקל. כיום, רבים מעדיפים نحوונים היברידיים מכיוון שהם מבצעים מספר משימות בו זמנית – המרת אור שמש לחשמל, ניהול כמות החשמל שנשמר בבטריות, ואפילו תקשורת עם רשת החשמל המקומית, הכל ממכשיר אחד. ואל נשכח ממפתחי תקשורת פתוחים כמו טכנולוגיית CAN bus, שמסייעת לציוד שונה של יצרנים שונים לעבוד יחד בצורה חלקה, במקום ליצור בעיות בעתיד.
משפחה אחת התקינה מערכת סולארית של 10 קילוואט יחד עם יחידת איחסון של 15 קילוואט-שעה, וראתה את התלות שלה ברשת החשמל יורדת דרמטית - עד 17% בלבד מדי שנה. במהלך חודשי הקיץ החמים, הם הצליחו לאגור את חשמל הסולארית העודף שנוצר בצהריים ולהשתמש בו אחר כך בערב, בזמן הפעלת מזגנים, מה שחסך להם כ-220 דולר כל חודש על חשבונות בתעריפי שיא יקרים. גם בחורף השתנו הדברים בצורה משמעותית. על ידי שמירה על חלק מאנרגיית הסוללה למטרות חימום בבוקר המוקדם, היכולת שלהם לצרוך את החשמל שהפיקו עלתה מ-30% לכמעט 70%. עלות המערכת הכוללת בהתחלה הייתה 18,000 דולר, אך כבר התחילה להחזיר את הוצאותיה לאורך זמן, בזכות החסכונות החכמים בתעריפי החשמל, בנוסף לקredits ממס פדרליים נחמדים שזמינים עבור השקעות ירוקות כמו זו.
מערכות סוללות דירותיות עולות 10,000–20,000 דולר בהתחלה, בהתאם ליכולת ולטכנולוגיה. המחירים ירדו ב-40% מאז 2020 בעקבות התקדמות בייצור ליתיום-יון ועלייה באימוץ. זיכויי מס פדרליים והטבות מקומיות מכסים 30–50% מעלות ההתקנה ברבות מאזורים, ובכך מקטינים משמעותית את העלות הנקייה.
בעלי בתים עם שמש ואחסון מ prevetים 60–90% משימוש ברשת בשעות שיא, ומקטינים את החשבונות החודשיים ב-100–300 דולר באזורים בעלי מחירים גבוהים. על ידי איחסון אנרגיית שמש במהלך היום ושימוש בה בשעות הערב שבהן המחירים גבוהים – אסטרטגיה הידועה כארביטראז' אנרגיה – משפחות משיגות שליטה רבה יותר על עלויות האנרגיה שלהן.
רוב המערכות מגיעות לנקודת אפס תוך 7–12 שנים, בהתאם ל:
מחקר משנת 2024 גילה ש-68% מהבעלים של סוללות החזירו את ההשקעה שלהם מהר יותר ממה שציפו, בשל חיסכון משולב ויתרונות של עמידות.
בעלי בתים החיים באזורים עם מחירים חשמל תלויי זמן או רשתות חשמל לא יציבות מגלים שהתקנת איחסון סוללה משתלמת הן מבחינה כלכלית והן מעשית לאורך זמן. כ-72% מהאנשים ששילבו מערכות כאלה למשך כשני שלוש שנים מצוינים בהן, בעיקר בגלל שחשבונות החודשיים נשארים יציבים ולא צריך לדאוג כל כך כשנופלת חשמל. ברור, טכנולוגיות חדשות כמו סוללות מצב מוצק עשויות לשפר עוד יותר בעתיד, אך כיום מרבית האנשים מרוויחים תוצאות טובות מסוללות ליתיום יון. מערכות אלו פועלות מספיק טוב כבר היום כדי לעזור למשפחות להפוך לפחות תלויות ברשת החשמל, מבלי לשבור את הכיס.