همانطور که انواع مختلف پنل های خورشیدی نحوه عملکرد و نگهداری یک سیستم انرژی خورشیدی را تغییر می دهند، انواع باتری ها نیز بر عملکرد و نگهداری یک سیستم ذخیره سازی خورشیدی پلاس تاثیر می گذارند. اگر کسی به دنبال یک محصول ذخیره‌سازی انرژی ارزان و بادوام است، باتری‌های سرب اسید ممکن است راه حلی باشد، اما این نیاز به نگهداری بیشتری دارد. سیستم‌های ذخیره‌سازی باتری لیتیوم یون یک گزینه اصلی برای دارندگان سیستم‌های انرژی خورشیدی هستند که نیاز به رویکردی بدون نیاز به تعمیر و نگهداری دارند، اما برای محیط‌های شدید مناسب نیستند.
سطوح مختلف تعمیر و نگهداری باتری ممکن است بر روی سیستم ذخیره انرژی که برای ذخیره انرژی خورشیدی و انرژی استفاده می شود تأثیر بگذارد. موارد زیر الزامات تعمیر و نگهداری چندین محصول متداول ذخیره انرژی باتری مورد استفاده در صنعت تولید انرژی خورشیدی را توضیح می دهد: باتری های لیتیوم یونی، باتری های سرب اسیدی، باتری های نیکل کادمیوم، باتری های جریان.
(1) باتری لیتیوم یون
به گفته برنت هریس، موسس و مدیر ارشد فناوری Eguana Technologies، باتری‌های لیتیوم یونی به دلیل چگالی بالا، نگهداری کم و هزینه کم، محصول انتخابی ذخیره‌سازی انرژی برای اکثر کاربردهای انرژی خورشیدی هستند. باتری‌های لیتیومی برای برخی کاربردهای خاص، مانند محدوده‌های دمایی شدید یا جایی که ذخیره انرژی طولانی‌مدت مورد نیاز است، مناسب نیستند، و باتری‌های دیگر ممکن است مقرون به صرفه‌تر باشند. بزرگترین مورد تعمیر و نگهداری باتری های لیتیوم یونی، میزان تخریب است. درست مانند باتری تلفن های همراه، باتری های لیتیومی مورد استفاده در سیستم های ذخیره انرژی در تاسیسات انرژی خورشیدی پس از تعداد معینی شارژ و تخلیه به شدت تخلیه می شوند. توسعه دهندگان باید برای این میزان تخریب برنامه ریزی کنند. دو نوع متداول باتری های لیتیوم یونی که در پروژه های ذخیره سازی خورشیدی به اضافه استفاده می شوند، باتری های لیتیوم فسفات آهن (LFP) و باتری های لیتیوم نیکل کبالت منگنز (NMC) هستند.
(2) باتری لیتیوم آهن فسفات (LFP).
باتری های لیتیوم آهن فسفات (LFP) باتری های ایمن و بادوام هستند. از آنجایی که از کبالت استفاده نمی شود، مشکل فرار حرارتی (آتش سوزی) وجود ندارد، و نیازی به اقدامات تهویه یا خنک کننده نیست، بنابراین می توان آن را به راحتی در داخل خانه نصب کرد، و برای کاربردهای ذخیره انرژی مسکونی ایده آل است. طبق گفته Sonnen Corporation، سازنده باتری‌های لیتیوم آهن فسفات (LFP)، باتری‌ها برای کاربردهای ذخیره‌سازی انرژی ثابت ایده‌آل هستند، به‌ویژه زمانی که باتری‌ها برای بهینه‌سازی مصرف انرژی خورشیدی و خدمات متصل به شبکه باید روزانه چرخه شوند.
باتری های لیتیوم آهن فسفات (LFP) نیازی به تعمیر و نگهداری بیشتری ندارند، اما محل نصب آنها می تواند بر عملکرد تأثیر بگذارد. باتری‌های لیتیومی باید از سیستم مدیریت باتری (BMS) استفاده کنند که به طور خودکار دما، وضعیت شارژ، عمر چرخه و غیره هر باتری را کنترل می‌کند تا عملکرد را به حداکثر برساند. تا زمانی که سیستم ذخیره انرژی در محدوده دمایی و ارتفاع قابل قبولی نصب شده باشد، نیازی به اقدامات نگهداری نیست.
کارلوس رسترپو، معاون فناوری Sonnen گفت: «تا زمانی که باتری‌های لیتیوم آهن فسفات (LFP) در مکانی که با محیطی که محصول در آن مستقر می‌شود، ذخیره و نصب می‌شوند، نیازی به تعمیر و نگهداری منظم نیست. آن مهم است. لازم نیست باتری ها برای تغییرات دمایی فصلی آماده شوند."
براد هانسن، مدیر عامل EnSync Energy، گفت: "باتری‌های لیتیوم آهن فسفات (LFP) می‌توانند در معرض تهدید ناشی از شارژ بیش از حد، دمای بالا و حتی آسیب فیزیکی و استرس باشند، بنابراین ایمنی باید حفظ شود. زمانی که باتری‌ها در نزدیکی یا نزدیک استفاده می‌شوند. فضاهای زندگی، انتخاب ایمن ترین باتری به عنوان بخشی ضروری از سیستم یک اصل راهنمای مهم است."
(3) باتری لیتیوم نیکل منگنز اکسید کبالت (NMC).
باتری‌های لیتیوم نیکل منگنز کبالت اکسید (NMC) تا زمانی که توسط سیستم مدیریت باتری کنترل می‌شوند، بادوام و بسیار ایمن هستند. با افزودن عناصری مانند نیکل و منگنز به ترکیب شیمیایی باتری، باتری می تواند برق بیشتری را نسبت به انواع دیگر باتری های لیتیوم یونی ذخیره کند.
مانند سایر باتری‌های لیتیومی، باتری‌های لیتیوم نیکل منگنز اکسید کبالت (NMC) نیازی به تعمیر و نگهداری ندارند. یک سیستم مدیریت باتری (BMS) ولتاژ، جریان و دمای باتری را برای اطمینان از ایمنی و عمر کار کنترل می کند.
هریس از Eguana گفت: "عملکرد شدید می تواند عمر باتری را کوتاه کند، و سیستم نظارت عملیات را از طریق سیستم مدیریت باتری (BMS) ثبت می کند تا ادعاهای گارانتی را اعلام کند. در هر شرایط عملیاتی بالقوه ناایمن، سیستم مدیریت باتری (BMS) خاموش می شود. پایین سیستم." سیستم ذخیره انرژی باتری این شرکت از باتری‌های لیتیوم نیکل منگنز اکسید کبالت (NMC) از LG Chem استفاده می‌کند.
باتری‌های لیتیوم نیکل منگنز اکسید کبالت (NMC) را می‌توان در زمستان تا زمانی که محدوده دمای ایمن تأیید شده باشد، استفاده کرد.
هریس با اشاره به زمستان های کانادا به عنوان مثال شدید گفت: «اگر به سیستم های ذخیره انرژی فصلی نیاز است، آنها باید در داخل خانه ذخیره شوند.
(4) باتری های جریان - به ویژه باتری های روی بروماید (ZNBR).
باتری‌های جریانی برمید روی (ZNBR) (که معمولاً توسط Primus Power ساخته می‌شوند) برای سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی طولانی‌مدت در مقیاس بزرگ مناسب هستند. باتری های جریان از دو جزء شیمیایی حل شده در مایعی استفاده می کنند که توسط یک جداکننده از هم جدا شده اند تا بار الکتریکی ایجاد کنند. باتری های جریانی برمید روی (ZNBR) دارای نمک های برمید روی هستند که در یک الکترولیت حل شده اند. فناوری باتری استفاده شده توسط Primus Power کمی متفاوت از باتری‌های معمولی جریان روی بروماید (ZNBR) است و جداکننده آن نیازی به تمیز کردن یا تعویض ندارد. Primus Power از مخازن ذخیره سازی برای ذخیره الکترولیت استفاده می کند و باتری های جریان آن دارای چرخه شارژ-دشارژ بی نهایت بدون کاهش عملکرد هستند. باتری های جریان به طور کلی نیاز به تعمیر و نگهداری بسیار کمی دارند.
باتری های جریان مانند سلول های سوختی هستند، بنابراین آنها فقط جعبه هایی با وسایل الکترونیکی و الکترولیز هستند. Primus می گوید که محصولات Energy Pods آن فقط به بازدیدهای سالانه تعمیر و نگهداری از تکنسین های خدمات تایید شده عملیات و تعمیر و نگهداری (O&M) برای انجام بازرسی های معمول، تعویض فیلترهای هوا و شارژ الکترولیت ها نیاز دارند. باطری های فلو در زمستان قابل استفاده بوده و در شرایط بسیار سرد قابل نصب می باشند.
Jorg Heinemann، CCO Primus Power گفت: "ما تمام باتری های مستقر شده را به صورت 24 ساعته نظارت می کنیم تا از عملکرد صحیح اطمینان حاصل کنیم و به طور فعال به مشکلات احتمالی میدانی رسیدگی کنیم. این داده ها همچنین در زمان واقعی در اختیار ارائه دهنده O&M مالک قرار می گیرند." باتری‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که تا زمانی که نیروگاه‌های خورشیدی با راه‌حل‌های ذخیره‌سازی انرژی، اگر نه بیشتر، دوام بیاورند، و نیازی به افزودن یا تعویض منظم مانند باتری‌های لیتیوم یونی ندارند.
(5) باتری سرب اسید
به خوبی شناخته شده است که باتری های سرب اسیدی قابل اعتماد و ارزان هستند. ساختارهای شبکه مانند آنها در الکترولیت های اسیدی غوطه ور است که الکترولیت های آنها ممکن است نیاز به دوباره سازی طولانی مدت داشته باشند. باتری ها به دلیل مواد سنگین هستند و برخی باید در مکان های تهویه شده نصب شوند. نیازهای عملیات و نگهداری آنها در این مرحله به خوبی درک شده است، بنابراین آنها برای اکثر برنامه های کاربردی ذخیره سازی خورشیدی به علاوه ایده آل هستند و باید در مکانی خشک با دمای متوسط نگهداری شوند.
اتصالات ترمینال باتری های سرب اسیدی باید چندین بار در سال بررسی شود تا اطمینان حاصل شود که در طول زمان شل نمی شوند. باتری های سرب اسیدی پر شده باید مرتباً با آب مقطر پر شوند. باتری‌های جداکننده فایبرگلاس (AGM) و باتری‌های سرب اسید ژل به صورت هرمتیک مهر و موم شده‌اند و بنابراین نیازی به تکمیل الکترولیت ندارند.
اگر باتری سرب اسیدی به طور موقت استفاده نمی شود، باید به درستی ذخیره شود. Trojan Battery می‌گوید باتری‌های سرب اسیدی در طول زمان خود تخلیه می‌شوند و حتی زمانی که به بار متصل نیستند، باید به حداقل میزان شارژ شوند. این نرخ خود تخلیه با دما متفاوت است، به طوری که دماهای بالا باعث افزایش نرخ تخلیه و دماهای پایین باعث کاهش نرخ تخلیه می شوند.
کارشناسان Trojan Battery می گویند: "تعمیر و نگهداری مورد نیاز برای باتری های سرب اسیدی خیلی سخت نیست، اما کار تعمیر و نگهداری بسیار زیاد است. این امر به ویژه در مورد باتری های سرب اسیدی که باید با آب پر شوند، صادق است. هنگام اضافه کردن آب مقطر برای دوباره پر کردن باتری ها. سطح الکترولیت، اسید در معرض قرار خواهد گرفت. ما به کارکنان تعمیر و نگهداری باتری توصیه می کنیم از عینک و دستکش ایمنی استفاده کنند. اگر مشتریان نگران تعمیر و نگهداری باتری هستند، می توانند برای تکمیل این کار از خارج درخواست کمک کنند."
(6) باتری نیکل کادمیوم (NiCd).
باتری‌های مبتنی بر نیکل برای نصب‌های خارج از شبکه از راه دور در برنامه‌هایی که نیاز به نیروی پشتیبان قابل اعتماد دارند و تعمیر و نگهداری منظم امکان‌پذیر نیست، ایده‌آل هستند. آنها در دماهای شدید و ترشحات عمیق به خوبی کار می کنند.
EnerSys گفت که مانند نگهدارنده باتری های اسید سرب، باتری های نیکل کادمیوم (NiCd) باید به طور منظم بازرسی و دوباره پر شوند. از آنجایی که باتری‌های نیکل کادمیوم (NiCd) می‌توانند در محدوده دمای عملیاتی وسیعی کار کنند، لازم نیست خود را برای سرمای شدید در زمستان آماده کنید، اما باتری‌ها را نباید زیر -22 درجه فارنهایت نگهداری کرد. نیکل کادمیوم (NiCd) ) باتری ها را می توان تا 12 ماه (به شرطی که محیط خشک و در محدوده دمایی مناسب باشد) نگهداری کرد (به بار متصل نیست).
جی فرانکهاسر، مدیر توسعه کسب و کار و بازاریابی برای قدرت پشتیبان در EnerSys. "خوانش ولتاژ و بررسی سطح الکترولیت در باتری‌های NiCd را می‌توان به راحتی توسط مالک سیستم باتری انجام داد. اضافه کردن آب می‌تواند توسط مالک انجام شود، اما آنها باید احتیاط‌های ایمنی ذکر شده در راهنمای نصب و راه‌اندازی را انجام دهند. در حین تست ظرفیت یا سایر تست های الکترونیکی باید توسط تکنسین های واجد شرایط انجام شود."