家庭電池儲能系統(tǒng)能用多久?

住宅儲能系統(tǒng)如今越來越受到住宅太陽能用戶的歡迎。根據(jù)太陽能發(fā)電開發(fā)商SunPower公司最近對美國1500多戶家庭進行的一項調(diào)查，約有40%美國人對經(jīng)常停電表示擔(dān)憂。在已經(jīng)安裝太陽能發(fā)電設(shè)施受訪者中，70%受訪者表示計劃安裝電池儲能系統(tǒng)。但事實表明，多種因素會影響住宅電池儲能系統(tǒng)壽命。

除了在停電時提供備用電源外，許多電池儲能系統(tǒng)還允許智能調(diào)度電力的輸入和輸出，這是為了住宅太陽能發(fā)電系統(tǒng)的價值實現(xiàn)最大化。而且，一些電池儲能系統(tǒng)經(jīng)過優(yōu)化，可以集成到電動汽車充電設(shè)施中。

盡管部署儲能系統(tǒng)的裝機容量在穩(wěn)步攀升，但其配套部署率仍然很低。根據(jù)勞倫斯伯克利國家實驗室(LBL)發(fā)布的數(shù)據(jù)，2020年，美國8.1%住宅太陽能系統(tǒng)配套部署電池儲能系統(tǒng)。

住宅電池儲能系統(tǒng)有許多選擇。但在美國，有兩家廠家主導(dǎo)著住宅電池儲能領(lǐng)域。據(jù)勞倫斯伯克利國家實驗室(LBL)的調(diào)查，LG Chem公司和特斯拉公司占據(jù)美國90%以上住宅儲能市場，其中特斯拉公司擁有超過60%市場份額。

特斯拉PowerWall電池儲能系統(tǒng)有一個有限的保修條款，聲稱在安裝后10年內(nèi)不會有任何缺陷。它還保證PowerWall電池儲能系統(tǒng)的初始容量為13.5kWh，并將根據(jù)退化時間表保證其儲能容量。

LG Chem公司表示，其儲能系統(tǒng)將在10年內(nèi)保持60%以上的儲能容量(9.8 kWh)。電池必須在-10℃到45℃之間工作，才能保持保修范圍。

電池壽命

住宅太陽能安裝商Sunrun公司表示，電池通?？梢允褂?到15年。這意味著在太陽能發(fā)電設(shè)施的20到30年的生命周期內(nèi)，，很可能需要對電池儲能系統(tǒng)進行更換。

電池壽命主要由使用周期決定。正如LG Chem公司和特斯拉公司的產(chǎn)品保修證明的那樣，在一定的充電周期內(nèi)，達(dá)到60%或70%的容量閾值是有保證的。

法拉第研究所表示，導(dǎo)致電池退化有兩種使用場景：過度充電和涓流充電。過充是將電流注入并充滿電電池的行為。這樣做會導(dǎo)致電池過熱，甚至可能起火。

涓流充電指的是電池持續(xù)充電至100%的過程，電池容量在這一過程中不可避免地會發(fā)生損耗，而這一過程將會提高內(nèi)部溫度，將會降低容量和壽命。

法拉第研究所指出，隨著時間的推移，退化的另一個原因是電池中電解質(zhì)中鋰離子的損失。電池中的副作用會捕獲可用的游離鋰，從而逐漸降低容量。

雖然低溫會使鋰離子電池停止工作，但它們實際上不會使電池退化或縮短其有效壽命。法拉第研究所表示，電池的總體壽命在高溫下將會減少。這是因為電極之間的電解質(zhì)在高溫下分解，導(dǎo)致電池失去鋰離子流動的能力。這將減少電極可以接受進入其結(jié)構(gòu)的鋰離子的數(shù)量，耗盡鋰離子電池容量。

維護事項

美國國家可再生能源實驗室(NREL)建議將家庭用戶將電池安裝在涼爽而干燥的地方，最好是車庫，可以將發(fā)生火災(zāi)的影響降到最低。電池及其周圍的組件應(yīng)具有適當(dāng)?shù)拈g，以便冷卻，定期維護檢查有助于確保最佳運行。

美國國家可再生能源實驗室(NREL)表示，盡可能避免電池重復(fù)深度放電，因為放電越多，壽命越短。如果住宅電池儲能系統(tǒng)每天都大量放電，將是增加電池組的時候了。

電池串聯(lián)應(yīng)保持相同的電量，雖然電池組可能顯示24V的總電量，但電池之間可能有不同的電壓，這對保護電池儲能系統(tǒng)的長期運行是不利的。此外，建議根據(jù)電池制造商的決定，為充電器和充電控制器設(shè)置正確的電壓設(shè)定點。

美國國家可再生能源實驗室(NREL)表示，運維人員應(yīng)該經(jīng)常進行檢查。需要檢查的內(nèi)容包括泄漏(積聚在蓄電池外部)以及電壓是否一致。