Päikeseenergia salvestamine: Kõik, mida pead teadma päikesepaneelide akudest

solar battery, photo taken by dcbel

Kas kaalud üleminekut päikeseenergiale, et vähendada elektriarveid, kasutada puhast energiat ning aidata kaasa meie planeedi kaitsmisele kliimamuutuste eest? 

Omaenese päikesepaneelide või päikesekatuse poolt toodetud puhast energiat saad loomulikult enda majapidamise tarbeks ära kasutada. Kuid mis juhtub valgusrikkal suvepäeval toodetud energiaga, mida ei lähe kohe vaja?

Praktiliseks lahenduseks on akupank päikesepaneeliga ehk päikesepaneelide akud, kõnekeeles ka päikeseakud. Aku või akupank võimaldab päikesest toodetud elektrit salvestada ning hiljem kasutada.

Allolevas postituses võtame kokku kogu info, mida pead teadma päikeseenergia akudest ning elektri salvestamisvõimalustest: 

  • Mis on päikesepaneelide akud?
  • Mis on aku kasutamise eelised?
  • Erinevad päikeseenergia akude tüübid
  • Mida jälgida aku valimisel?

Mis on päikesepaneelide akud?

Päikesekatusega ühendatud aku salvestab toodetud energia hilisemaks kasutamiseks – näiteks pilves ilma puhul või öösel, kui päikest ei paista ning süsteem ise elektrit ei tooda. Päikesepaneelide akude abil saad optimeerida oma elektritootmist ja -tarbimist, säästa raha ning hoida loodust.  

Eramajade elektri põhitarbimine jääb üldjuhul hommikusse ja õhtusesse aega, kui inimesed on ärganud või töölt tagasi jõudnud. Kui sinu päikeseenergia süsteemil pole akut, siis on alternatiiviks päeva jooksul toodetud energia võrku tagasi müüa. 

Tihtipeale on aga kasulikum ja ka soodsam päikesepaneelide abil kogutud energia akupanka salvestada ning ise hiljem ära kasutada.

Ajal, mil päikesevalgust on vähe või ei ole üldse, saad seega aku abil kasutada päeval toodetud tasuta elektrit ning ei pea seda kallima hinnaga võrgust ostma. Akupank on võimalik päevasel ajal soodsa hinnaga täis laadida ning salvestatud elektrit hiljem kalli hinnaga tipptundidel kasutada. 

Päikespaneelide akud aitavad niisiis elektri tootmise ja tarbimise ajalist vahet tasakaalustada. Lisaks saad aku abil hoida kokku võrgutasude pealt. 

Eelkõige tasub aku end ära, kui ostetav elekter on kõrgete võrgutasude tõttu üsna kallis, võrku müüdava elektri hind aga pigem madal. Selline olukord võib näiteks tekkida, kui riik ei toeta päikeseenergia võrku müümist. 

Mis on aku kasutamise eelised?

Tänu akule saad oma katusel toodetud elektrit kõige otstarbekamalt ja efektiivsemalt ära kasutada. Päikeseaku abil ei lähe toodetud elekter kaotsi ning aitab nii kaasa selle väärtusliku ressursi kokkuhoiule

  • Olenevalt kellaajast ning parajasti kehtivatest elektritariifidest võib akupanka salvestatud elektri kasutamise hind kilovatt-tunni eest olla märgatavalt odavam kui võrgust elektri ostmine. 
  • Päikesepaneelide akud aitavad vähendada sõltuvust kõikuvatest hindadest ja vältida olukorda, kui pead kalli hinna eest võrguelektrit ostma ning võrdlemisi odava hinna eest päikeseenergiat võrku müüma. 

Kokkuvõttes tähendab see:

  • Päikesepaneelide akude abil saad pehmendada päikeseenergia tootmise ja tarbimise ajavahet ning sõltuvust päikesevalguse kogusest. Kombineerides akut sobiva inverteri ning tagavaratoidet võimaldavate lisaseadmetega (nt. back-up-box Huawei akusüsteemi jaoks või ühefaasilise reservtoitega Froniuse inverter) on sinu kodu esmavajane elektrivarustus tagatud ka võrgukatkestuse puhul. 

Erinevad päikeseenergia akude tüübid

Täna on turul saadaval neli peamist päikeseenergia akutüüpi: liitium-ioon-aku, pliiaku, läbivooluaku ning nikkel-kaadmium-aku. 

Sinu päikesekatusele või päikesepaneelidele sobiva aku valimisel mängivad olulist rolli sinu majapidamise energia tarbimisharjumused ning isiklikud eelistused. Võimsam ja modernsem aku on algselt suurem investeering, kuid vähendab samas oluliselt sõltuvust võrguelektrist ning on pikas perspektiivis soodsam sinu rahakotile.  

Vaatame erinevaid akutüüpe lähemalt: 

1. Liitium-ioon-akud. Modernsed akud, mis on tulnud turule arvestades elektriautode võidukäiku ja vajadusi. Liitium-ioonakud on viimastel aastatel muutunud päikeseenergia jaoks populaarseimaks akutüübiks. Selleks on kolm peamist põhjust: 

 

🡪Pikk kasutusaeg (15-20 aastat ja enamgi, 1000-10 000 laadimistsüklit)

🡪Aku vajavad vaid vähest hooldust

🡪Liitium-ioon-akud on pliiakudega võrreldes kergemad ja kompaktsemad

🡪Madal aku isetühjenemine (5-10% kuus) 

Lisaks on selle akutüübi efektiivsus kuni 95%, mis tähendab, et enamik salvestatud energiast on võimalik ära kasutada.  

Liitium-ioon-akude miinuseks on kõrgem hind võrreldes teiste akutüüpidega. 

2. Pliiakud on vanim päikesepaneelidele sobiv akutüüp, mis muutus populaarseks samaaegselt taastuvenergia süsteemidega. Võrreldes teiste akutüüpidega on pliiakud odavamad ning nende tootmiseks kasutatud materjalid taaskasutatavad. Samas on nende vastupidavud (keskmiselt 5-7 aastat) lühem kui näiteks liitium-ioon-akudel.

Päikeseenergia salvestamiseks kasutatavad pliiakud vajavad turvaliseks toimimiseks korralikku ventilatsiooni ning regulaarset hooldust. Lisaks ei ole soovitatav akut enam kui 50% ulatuses tühjaks laadida (st. aku tühjenemissügavus ehk DoD Depth of Discharchge – on 50%), kuna see lühendaks märgatavalt aku eluiiga. Pliiaku isetühjenemine on kuni 20% kuus. 

3. Veepõhised läbivooluakud. Uuemat sorti akud, mis ei ole veel väga levinud, kuid mille tulevikupotentsiaal on suur. Läbivooluaku tühjenemissügavus on 100%, mis võimaldab peaaegu kogu salvestatud elektri ära kasutamist. Elektrolüütvedelike põhine tehnoloogia tähendab ka, et läbivooluakud on läbinisti mittetoksilised. 

Läbivooluakude miinusteks on, et tehnoloogia on endiselt arendusjärgus ning akude hind hetkel veel kõrge. Läbivooluakud võtavad ka üsna palju ruumi, kuna nende salvestusmaht on väiksem. 

4. Nikkel-kaadmiumakud. Vanem akutüüp, mis ei ole Euroopa Liidus enam keskkonnaohutusest lähtuvalt lubatud. 

Kuna seda tüüpi akud on pika elueaga (ligi 1000 laadimistsüklit), soodsad, töötavad ka ekstreemtemperatuuridel ja ei vaja keerulisi haldussüsteeme, on nad olnud populaarne lahendus eelkõige suuremate päikeseenergia projektide jaoks, aga ka näiteks lennunduses. 

electric meter

Päikesepaneelide akude erinevus salvestamisaja järgi 

Päikesepaneelidele aku valikul mängib ka rolli, kui kauaks elektri salvestamist vajad. Mõned akutüübid salvestavad energiat vaid lühiajaliselt: paariks minutiks või tunniks. Eesmärgiks on, et päikeseenergia süsteem töötaks ka näiteks siis, kui päike on ajutiselt pilvedega taga. 

Pikaajaline salvestamine tähendab, et aku salvestab energiat mitmeks tunniks või päevaks. Tänapäeval suudavad seda pea kõik modernsed turul saadaval akud. Kui tahta energiat salvestada nädalaks või kauem, läheb vaja juba suuremat akupanka – näiteks kombineerides 3×22 kWh akut. 

Mida jälgida päikesepaneelidele sobiva aku valimisel?

Päikeseenergia kombineerimine sobiva päikeseakuga muudab puhta energia kasutamise veelgi efektiivsemaks, soodsamaks ning ressursse säästvamaks.

Aku valimisel on oluline jälgida oma päikesekatuse või päikesepaneelide tootlikkust, energia kasutusharjumisi, hoone ning elektriseadmete energiavajadust ning kui kaua peaksid seadmed voolukatkestuse ajal töös püsima. Võimalusel uuri alati lisa päikeseenergia ekspertidelt. 

Kui asud oma päikesekatusele või päikesepaneelidele akut valima, arvesta näiteks järgmisi punkte:

  • Sinu hoone asukoht: Millised on langeva päikesevalguse eripärad
  • Elektritootmine: Mis tüüpi ja kui suur päikesejaam sul kasutusel on
  • Energiavajadus: Kui palju energiat su hoone aasta lõikes tarbib
  • Elustiil ja eelistused: Kui palju tahad investeerida ning mis omadused on sulle olulised

 

Kokkuvõttes:

Kui elad kohas, kus päikeseenergia tootmine on kõrgeim keskpäeval või pärastlõunal, kuid kasutad elektrit pigem õhtuti pärast tööpäeva, tasub energia salvestamine akusse end kindlasti ära. 

Samuti kaalu aku soetamist, kui võrgust ostetava elektri hinnad kipuvad olema kõrged, aga võrku müümise hinnad madalad. Nagu eelpool mainitud, võib see juhtuda, kui riik ei toeta taastuvenergia võrku müümist. 

Kui sul on 5 kW päikesekatus või päikesepark, siis võiks sulle olenevalt energiatarbimise vajadusest sobida 10-13 kWh mahutuvusega aku. 

Sõltuvalt regioonist võiks 7 kW võimsusega päikesejaam koos 10 kWh mahutuvusega akuga aasta lõikes katta ära 60-80% eraisiku päevasest elektri tarbimisvajadusest (USA energiaministeeriumi Lawrence Berkeley laboratooriumi energeetikaosakonna andmed 2021. aastal). 

Päikeseakude tehnilised omadused

Igal akul on oma plussid ja miinused. Seetõttu soovitame päikesekatusele või  päikesepaneelidele akut valides arvestada mõningaid tehnilisi omadusi. Võtame siinkohal tähtsamad neist ette: 

Aku mahtuvus (kWh)

Aku mahtuvust ehk salvestusvõimet mõõdetakse kilovatt-tundides (kWh). See näitab, kui palju elektrienergiat ja kui kaua aku salvestada suudab. Kui näiteks majapidamise energiavajadus on 0,75-1 kW tunnis, siis kestaks 10 kWh mahutuvusega aku 9-12 tundi ning 20 kWh aku 19-26 tundi. 

Ehk: Mida kauem sul on vaja aku abil seadmeid toitega varustada, seda suurema mahtuvusega aku peaksid valima.  

Enamike majaomanike energiavajadusteks on sobiv 10 kWh mahutuvusega aku. Kui sul on suurem kodu ja palju elektriseadmeid, mida aku peaks vajadusel energiaga varustama, vali ka suurema mahutavusega aku. 

Kui tahad laadida näiteks elektriautot, võiks aku mahutuvus (olenevalt väljundvõimsusest) olla juba 30 kWh. Üheks laadimiseks võib elektriauto olenevalt mudelist vajada 15-20 kWh. (Olenevalt mudelist vajab elektriauto 100 km läbimiseks 15-25 kWh akut. Enim levinud elektriautode akud jäävad suurusjärku 24-120 kWh).

Aku väljundvõimsus (kW)

Aku väljundvõimsus on maksimaalne võimsus, mida aku on võimeline saavutama ja mida mõõdetakse kilovattides (kW). Aku väljundvõimsus näitab, kui palju ja milliseid seadmeid aku samaaegselt elektritoitega varustada suudab. Enamik täna turul pakutavatest akudest on kuni 5 kW väljundvõimsusega.

Näiteks: 5 kW väljundvõimsusega aku suudab (olenevalt mahutuvuses) toita kliimaseadet vaid ligi 2 tundi, aga väiksemat külmkappi töös hoida paar päeva. 

Aku väljundvõimsus on seega oluline faktor, kui sul on vaja akupanga abil samaaegselt toita mitmeid, palju energiat nõudvaid koduseid elektriseadmeid või laadida elektriautot. Sellisel juhul vali suurema väljundvõimsusega aku.  

Laadimistsükli efektiivsus

Laadimistsükli efektiivsus on energiaringe kasutegur. 

Nii inverteri kasutamisel kui ka akusse salvestamisel läheb tahes-tahtmata osa energiast kaduma. Laadimistsükli efektiivsus näitab, kui palju elektrit on kasutamiseks saadaval pärast aku täis laadimist. Mida kõrgem see protsendimäär, seda vähem energiat läheb salvestamise käigus kaduma. 

Pliiakude efektiivsus on enamasti 80-85%, liitium-ioon-akude efektiivsus ligi 90-95%. Aku täis või tühjaks laadimisel on niisiis  liitium-ioon-akude puhul energiakadu märgatavalt väiksem. 

Seega on enamasti kasulikum valida aku kõrgema laadimistsükli efektiivsusega. 

Aku tühjenemissügavus

Aku tühjenemissügavus (inglise keeles Depth of Discharge) määrab akupanga mahu laadismistsüklite vahel. 

Kui aku tühjenemissügavus on 95-100% – nagu näiteks liitium-ioon-akude puhul – tähendab see seda, et aku võib peaaegu täiesti tühjaks laadida, ilma et sellel oleks oluliselt negatiivne mõju aku elueale või efektiivsusele. Nagu eelpool mainitud, ei soovitata näiteks pliiakusid alla 50% tühjaks laadida. 

Päikeseenergia akude eluiga

Päikesepaneelide akude kestvust saab arvestada kolme erineva mõõdiku järgi: 

🡪Eeldatav töötamisaeg  aastates

🡪Eeldatav laadimistsüklite arv (kui mitu korda saab aku täiesti täis ja tühjaks laadida)

🡪Elektrienergia läbilaskevõime

 

Laadimistsüklite arvu on kasulik teada salvestussüsteemi planeerimisel. Mõni päikeseenergia süsteem vajab elektri salvestamist vaid paar korda nädalas, samas kui elektriauto või off-grid päikesejaama puhul võib tekkida vajadus igapäevaselt akupank täis ja tühjaks laadida. See sõltub tarbimiskäitumisest ning iga majapidamise vajadustest. 

Näiteks: Huawei Luna2000 aku kestab tootja info kohaselt  ligi 6000 tsüklit. Kui arvestada, et aastas leiab aku kasutust 250 tsüklit, peaks aku vastu ligi 25 aastat. Sõltuvalt sellest, kui tihti akut kasutad, võib aku kestvus aastates olla selle võrra lühem või pikem. 

Üldiselt võib öelda, et tänapäevased päikesepaneelide akud kestavad väga pikalt  võrreldes muu tehnikaga. Nad ei vaja põhjalikku hooldust ega regulaarset väljavahetamist. Akud kestavad sadu laadimistsükleid ning ei kaota ajaga märkimisväärselt efektiivsuses. 

Hea on meeles pidada, et „eeldatav eluiga” ei tähenda nagu lõpetaks aku pärast seda töötamise. Nagu kehtib ka päikesepaneelide puhul, jätkab enamik akudest tööd üsna pikalt ka pärast garantiiaja lõppu.  

Ohutus ennekõike 

Päikeseenergia akud on korrektse kasutamise ning paigalduse korral väga ohutud. Kõik akud peavad läbima põhjaliku kontrolli ning testimised, enne kui neid paigaldada tohib. Enne aku ostmist jälgi kindlasti vastavaid ohutussertifikaate – näiteks, et akud vastaksid kõikidele Euroopa Liidus sätestatud nõuetele. 

Energia salvestamiseks kasutatavad akud peavad olema ohutud, usaldusväärsed ja vastupidavad – seda nii kasutuses kui ka keskkonnamõjusid arvestades. 

päikesepaneelide akud, foto allikas: dcbel

Päikeseenergia eksperdid: Kuidas Roofit.Solar sind aidata saab?

Päikesepaneelidele akut valides usalda alati oma ala eksperte. Roofit.Solar tiim aitab sind hea meelega kõikides päikespaneelide teemasid puudutavates küsimustes. Arvutame koos välja, milline aku või ka inverter sinu päikesekatuse, eelistuste ja vajadustega kõige paremini sobib. 

Meilt saad kõik ühest kohast: kaks-ühes integreeritud päikesekatuse lahenduse koos vajalike seadmetega. 

Niisiis, kui…

  • plaanid vahetada katust ja paigaldada päikesepaneelid 
  • sulle on oluline nii kvaliteetne tehnoloogia kui ka hoone väljanägemine
  • vajad sobivate lahenduste leidmiseks nõu ekspertidelt

…siis oled õiges kohas! 

Võta ühendust Roofit.Solar tiimiga! 

Aitame sul leida just sinu kodule või ärihoonele sobiva lahenduse – et saaksid kasutada päikeseenergiat võimalikult soodsalt, efektiivselt ning loodust säästvalt

Meie auhinnatud päikesekatus kaitseb su maja aastakümneid ning teenib tehtud investeeringu toodetud tasuta elektri näol ajaga tagasi!