Ar sienoje montuojama baterija leidžia taupyti vietą namų energijos kaupimui?

Kas yra sienoje montuojama baterija ir kaip ji veikia namų energijos saugojimo sistemoje?

Sienoje montuojamų baterijų sistemų apibrėžimas ir funkcijos

Sienoje montuojami akumuliatoriai iš esmės yra litio pagrindu sukurtos saugojimo sistemos, kurios yra montuojamos vertikaliai. Toks sprendimas sutaupo daug grindų vietos ir tuo pačiu suteikia namų savininkams prieigą prie patikimos atsarginės energijos, kai jos labiausiai reikia. Šios sistemos veikia kaip elektros energijos kaupikliai – jos kaupia elektros energiją, gautą iš saulės baterijų arba tiesiogiai iš elektros tinklo, ir paleidžia ją, kai įvyksta elektros tiekimo pertraukimas arba kai elektros kaina pakyla viršutiniose apkrovos valandose. Daugelyje šių dienų modelių naudojamas arba litio geležies fosfatas (LiFePO4), arba standartinė litio jonų technologija, o tai reiškia geresnę energijos kaupimo talpą ir patobulintas saugos funkcijas, lyginant su senomis švino rūgšties akumuliatorių sistemomis, kurias daugelis žmonių prisimena iš praėjusio amžiaus. Šie sienoje montuojami sprendimai turi dvi pagrindines funkcijas: pirma, jie leidžia vartotojams keisti energijos vartojimo modelius, nes leidžia sutaupyti pigesnę naktinę elektros energiją ir panaudoti ją brangesnėmis dienos valandomis. Antra, jie suteikia avarinę elektros energiją, kai yra nutrūkęs elektros tiekimas. Pagal 2023 metais paskelbtus JAV Energetikos departamentui pateiktus duomenis, šiuolaikiniai modeliai gali pasiekti 90–95 % efektyvumo koeficientą, todėl jie yra gana efektyvūs.

Svarbūs sieniniai montuojamų litio baterijų namų ūkiui komponentai

Šiuos sistemas apibrėžia keturi pagrindiniai elementai:

1. Litio-jonų elementai — Didelės talpos saugojimo vienetai, išlaikantys 3000–6000 įkrovimo ciklų
2. Akumuliatoriaus Valdymo Sistemą (BMS) — Seka įtampą, temperatūrą ir įkrovos būklę, kad būtų išvengta perkaitimo ir pratęstas tarnavimo laikas
3. Hibridinis inverteris — Keičia nuolatinės srovės baterijos energiją į kintamosios srovės elektros energiją namams, tuo pačiu be pertraukimų valdydama saulės energijos tiekimą ir tinklo ryšį
4. Sieninė dėžė — Ugniai atspari dėžė su šilumos išsisklaidymo savybėmis ir patikimais montavimo komponentais, sukurti vidaus montavimui

Integracija su saulės baterijomis ir namų energijos valdymo sistemomis

Šiuolaikinės sienoje montuojamos akumuliatorių sistemos gana gerai sinchronizuojasi su saulės elektrinėmis, kuriuos sugauna papildomą elektros energiją, kuri būtų paprasčiausiai grąžinta į elektros tinklą. Kai kurios naujesnės modelių versijos yra su išmaniuoju valdymo įrenginiu, kuris naudoja dirbtinio intelekto technologijas, kad išmoktų, kaip šeimos naudojasi elektros energija per parą. Tai padeda nustatyti, kada paleisti sukauptą energiją, kad namų savininkai galėtų maksimaliai pasinaudoti išsugauta energija. Paimkime įprastą sistemą, turinčią apie 10 kilovatvalandžių (kWh) saugojimo talpos, kuri veikia kartu su 6 kilovatų (kW) saulės elektrine. Pagal 2023 m. NREL atliktus tyrimus, tokia kombinacija saulėtais regionais gali sumažinti priklausomybę nuo išorinių energijos šaltinių nuo dviejų trečdalių iki keturių penktadalių. Kai tokie akumuliatoriai yra prijungti prie šiuolaikinių „protingų namų“ sistemų, žmonės gali stebėti savo energijos vartojimą tiesiogiai iš savo telefonų arba net valdyti, kurie buitinių prietaisai turėtų būti prioritetiniai naudojami per elektros tiekimo pertraukimus, paprastai naudodami balso komandas.

Sienų montuojamų baterijų sistemų vietos taupymo privalumai namuose

Maksimalus našumas patalpose naudojant kompaktiškas, prie sienos pritvirtintas konstrukcijas

Pagal 2023 m. NREL tyrimus, baterijų montavimas ant sienų gali sutaupyti apie 42 % vietos, lyginant su dideliais grindų stovais. Namų savininkai netikėtai gauna papildomą vertikalų plotą, kuris anksčiau nieko nedavė. Šios sienų montuojamos sistemos yra gana plonos – paprastai ne storesnės nei 8 coliai. Jos tvirtinamos tiesiai prie sienos statramsčių, todėl žmonėms nereikia jaudintis dėl kelio blokavimo ar gyvenamojo kambario baldų perdėliojimo. Talpos diapazonas yra nuo 5 iki 15 kilovatvalandžių, kuris iš tiesų pakanka, kad būtų galima palikti įjungtus šviesas, veikianti šaldytuvą ir galbūt net įkrauti kai kurias įrenginius, kai elektros tinklas netikėtai išsijungia.

Grindų stovas kontra sienos montuojama baterija: palyginimas mažiems ir miesto namams

Ypatybė	Sienoje montuojamas	Stovinė
Montavimo erdvė	2–4 kv. pėdos	10–15 kv. pėdų
Masštabavimas	Vertikalus kėdžių dėliojimas	Horizontalus plėtimasis
Estetinis poveikis	Nematomas sienos skydelis	Pramoninis stalas
Prieinamumas	6–7 pėdų aukštinė padėtis	Prieiga iš lygio žemės

Tokijo butų miesto namų savininkai pasiekė 92 % vietos optimizavimą, pakeisdami didelius sistemas sienoje montuojamais litio baterijomis kartu su saulės inverteriais (JREPP 2023 m. energijos ataskaita).

Praktiškas pavyzdys: miesto namų savininkai, optimizuojantys erdvę naudodami sienoje montuojamas sistemas

Imkite paskutinį atnaujinimo darbų pavyzdį, atliktą mažame name Bostone, South End – tai įrodo, kaip sienoje montuojamos sistemos taupo erdvę. Namų savininkai spėjo įkurti 12 kWh Tesla Powerwall savo 900 kvadratinių pėdų eilės name ir vis tiek išlaikė 18 kvadratinių pėdų laisvą tikrai naudojamai gyvenamajai erdvei. Tai yra beveik pakankama vienai asmeniui įsikurti padorų namų biurą, neprarandant avarinės energijos tiekimo galimybės. Meistrai, dirbantys panašius projektus, pastebėjo, kad įrengimo laikas sumažėja apie 37 %, kai susiduriama su tokiais kompaktiškais sprendimais. Mažiau vargo su ankšta erdve reiškia greitesnius darbus, nes viskas tiesiog paprasčiau tvirtinama prie sienų, o ne užimama brangią grindų plotą.

Sieninių baterijų montavimo, saugumo ir estetinės naudos

Konstrukciniai ir saugos reikalavimai tvirtam sieninių baterijų montavimui

Sieninių baterijų sistemos reikalauja sienų, kurios gali išlaikyti 22,7–45,4 kg (NEC 2023) apkrovą, o montavimas turi būti atliktas įtvirtinus konstrukcinius stulpelius. Pagrindiniai saugos reikalavimai apima:

• Ne mažiau kaip 91,4 cm atstumas nuo langų ir išėjimų, kad būtų užtikrintas avarinės pagalbos prieiga
• Nebesudeginančios pagrindo medžiagos, atitinkančios UL 9540 gaisrinio saugumo standartus
• Atskiri automatiniai jungikliai ir laidų kanalų išdėstymas pagal vietinius elektros tinklų reikalavimus

Atitikimas sumažina gaisro riziką 72 % lyginant su netinkamais montavimo būdais (NFPA 2023). Modulinės konstrukcijos leidžia adaptuoti 85 % esamų namų be didelės apimties konstrukcinių pakeitimų.

Pakeltas baterijų montavimas, siekiant didesnio saugumo namuose, kuriuose yra vaikų ar naminų gyvūnų

Baterijų montavimas 122–152 cm virš grindų pašalina 92 % rizikos, susijusios su vaikų ir naminų gyvūnų sąveika (Vartotojų prekių saugos komisija, 2022). Šis aukštinis išdėstymas:

• Neleidžia atsitiktinai liesti elektrinius kontaktus
• Leidžia atlikti vizualinę apžvalgą be kopėčių
• Sumažina požeminio vandens poveikį rūsiuose 67%

Saugos sertifikatai, tokie kaip IEC 62619, reikalauja sustiprintų korpusų, kurie atlaiko 200 svarų šoninę jėgą, užtikrindami atsparumą seismose zonose.

Stilingas dizainas ir vizualus integruojimas į modernius gyvenamuosius interjerus

Modernūs sieniniai akumuliatoriai turi kompaktišką formą (3,5–5,5 colio gylis) ir tinkomus skydelius, kurie derėtų prie interjero. Pagal 2023 metų Architektūros inžinerijos žurnalą apklausą:

• 65 % namų savininkų teisėtai pasirinko matinio juodumo arba šveičiamo metalo atspalvius
• 78 % laiko, kad stačiakampis, žemas dizainas „vizualiai neutralus“
• Integruoti LED būklės indikatoriai sumažina techninį vaizdą 41%

Įtaisymo į sieną suderinamumas su „smart home“ sąsajomis leidžia nepastebimai stebėti energijos suvartojimą, nesumenkinant patalpos estetikos.

Sienoje montuojamų baterijų ateitis namų švarios energijos sistemose

Tendencijos plonuose, „protinguose“ ir keičiamuose sienoje montuojamų baterijų technologijose

Namo energijos kaupimo sprendimai šiuo metu tampa vis plonesni, protingesni ir labiau prisitaikantys. Pagrindiniai pramonės dalyviai jau pradėjo gaminti baterijų korpusus, kurie pagal 2025 metų energijos kaupimo tendencijų ataskaitą yra maždaug 20 procentų siauresni, tačiau jie vis dar turi apie 10–15 kWh energijos kiekio, kuris ypač svarbus žmonėms, gyvenantiems mažesnėse erdvėse. Šie įrenginiai yra sukomplektuoti realaus laiko optimizavimo įrankiais, kurie glaudžiai bendrauja su „smart home“ platformomis. Praktiškai tai reiškia, kad dirbtinis intelektas gali balansuoti elektros energijos vartojimą tarp skirtingų prietaisų, per laiką sumažinant priklausomybę nuo pagrindinės elektros tinklų apie 35–40 procentų.

Sujungiant sienojusias akumuliatorių baterijas su saulės energija stabiliai elektros tiekimui

Miestuose gyvenantys žmonės, kurie įsideda saulės elektrinės, šiais laikais pasiekia apie 92 % energijos savarankiškumo, jei sujungia 8–12 kW sistemą su tomis sienojusiomis baterijų paketais, kaip parodyta 2024 m. tyrimuose. Visa ši konfigūracija gana gerai susidoroja su nenuosekliai kintančiu saulės švytėjimu. Tos baterijos užtikrina apie 86 % namų ūkių poreikių naktį vidutinio dydžio namuose. Žvelgiant į ateitį, naujesnės sistemos gamykloje galės turėti integruotus dvikrypčius keitiklius. Tai reikštų, kad namų savininkai galės potencialiai grąžinti papildomą elektros energiją vietinei komunalinei įmonei be reikalingumo pirkti atskirą įrangą tam. Nėblogai, kai tai anksčiau atrodė kaip mokslinė fantastika vos prieš keletą metų.

Inovacijos erdvės taupymo saugojime miesto ir kompaktiškam būstui

Gyventojų skaičiaus augimas miestų centruose per pastaruosius kelis metus sukėlė milžinišką šuolį vertikaliose baterijų instaliacijose, faktiškai apie 220 % nuo 2022 m., jei pažvelgtume į skaičius. Šios naujosos sukraunamosios baterijų sistemos leidžia butuose gyvenantiems žmonėms didinti energijos kaupimo apimtį aukštyn, o ne į šonus. Kiekvienas modulis yra maždaug 30 x 60 centimetrų dydžio ir talpina 2,4 kilovatvalandės energijos, ko pakaktų tipiniam 65 kvadratinių metrų butui eksploatuoti maždaug pusę dienos. Svarbiausia, kad šios baterijos yra apgaubtos ugniai atspariais polimerais, kurie atitinka beveik visas pagrindines tarptautines saugos reguliacijas aukštiems pastatams, todėl jos tinka montuoti kompleksuose, kuriuose kartu gyvena kelios šeimos.

Aukštos energijos talpos ir minimalaus erdvės pėdsako balansas: pramonės iššūkis

Sienoje montuojami akumuliatoriai šiuo metu turi 180–200 Wh/kg energijos tankį, tačiau įmonės stengiasi iki 2027 m. padidinti jį iki 300 Wh/kg naudojant naujus grafeno kompozitus, be to, vienetų nebus padidinta. Tuo tarpu dauguma žmonių nori, kad akumuliatoriai ilgiau veiktų ir būtų paprastesni perdirbti. Apie 8 iš 10 vartotojų iš tiesų rūpinasi šiais dalykais. Dėl to inžinieriai beveik 4 iš 5 naujų akumuliatorių konstrukcijų keičia tradicinius kobalto katodus į geležies fosfato chemiją. Perėjimas daro visumą žalesne, taip pat sumažina gaisro riziką, kurią pastebėjome naudojant senesnes akumuliatorių technologijas.

DAK

Kam naudojami sienoje montuojami akumuliatoriai?

Sienoje montuojami akumuliatoriai kaupia ir atiduoda elektrinę energiją, užtikrindami atsarginę energijos tiekimą pertraukimų metu ir leisdami sutaupyti energijos, kuri yra pigesnė, o įtampos mažėjimo metu.

Kokie yra sienoje montuojamo akumuliatoriaus sistemos pagrindiniai komponentai?

Tokios sistemos paprastai sudarytos iš litio jonų elementų, baterijų valdymo sistemos (BMS), hibridinio keitiklio ir ugniai atsparaus sienoje montuojamo korpuso.

Kaip sienoje montuojamos baterijos integruojamos su saulės elektrinėmis?

Jos sinchronizuojasi su saulės elektrinėmis, kad sugautų perteklinę saulės energiją, kai kurios modelių, kuriais naudojamas dirbtinis intelektas, mokosi energijos vartojimo įpročių, kad būtų pasiektas optimalus energijos išleidimas.

Kokie yra vietos taupymo privalumai sienoje montuojamoms baterijoms?

Jos sutaupo apie 42% daugiau montavimo vietos, lyginant su grindų sistemomis, be to, padeda maksimaliai padidinti vidinius efektyvumą dėl stilingų dizainų.

Ar sienoje montuojamos baterijos yra saugios?

Taip, jos montuojamos laikantis saugos standartų, reikalauja konstrukcinės atramos sienoje ir sumažina riziką, kai yra pakeltos, kad būtų išvengta vaikų/gyvūnų sąveikos.