铅酸电池的前期成本较低，但使用寿命较短，需要定期维护才能保持正常运行。锂电池的前期价格要贵得多，但它们免维护，并且使用寿命更长，与其更高的价格相匹配。本文对这两个选项进行了并排比较。
欢迎来到我们的Solar 101系列！本文将介绍如果您购买基于电池的太阳能系统，您需要做出的选择，要么脱离 电网，要么 为您的并网家庭 添加 储能。
具体来说，我们将研究铅酸电池与锂离子电池——用于太阳能的两种主要电池类型。总结如下：
铅酸 是一种经过验证的技术，成本较低，但需要定期维护，而且使用寿命不长。
锂电池 是一种优质电池技术，具有更长的使用寿命和更高的效率，但您需要为性能的提升付出更多的钱。
让我们更详细地讨论每个选项的优缺点，并解释为什么您可能会为您的系统选择一个而不是另一个。
当您建造太阳能系统时，您有三种主要的电池选择：
FLA 电池的显着特点是极板浸没在水中。必须定期检查并每 1-3 个月重新填充一次，以保持其正常工作。
落后的维护会缩短电池的寿命并使保修失效。FLA 电池还需要安装在通风外壳中，以便电池气体逸出。
SLA 电池有两种类型：AGM（吸收性玻璃垫）和凝胶，它们具有许多相似的特性。它们几乎不需要维护，并且防溢。
AGM 与凝胶电池的主要区别在于凝胶电池的充电速率和输出往往较低。凝胶电池通常无法处理那么多的充电电流，这意味着它们需要更长的充电时间并且输出的功率更少。
适用于太阳能应用的最佳锂电池化学物质是磷酸铁锂，简称为 LiFePO4 或 LFP 电池。这项新技术的使用寿命更长，并且可以经历更深的循环。与铅酸电池不同，它们也不需要维护或通风。
锂电池的前期成本较高，但更高的效率意味着在电池的使用寿命内，每千瓦时容量的成本可能会减少。
让我们看看构建具有所有三种选项的电池组需要多少成本。
我们不仅对前期成本感兴趣，还对系统整个生命周期的拥有成本感兴趣。作为一个例子，我们将了解为这个 5.13 kW 离网系统供电所需的电池成本是多少， 在发布时我们的售价为 12,899 美元。
在离网环境中，您需要查看估计的循环寿命，因为您每天都会循环使用电池。该系统在夏季预计每天发电 23.08 千瓦时，在冬季每天发电 11.54 千瓦时。
以下是前 10 年内为该系统购买电池的成本。我们正在比较以下电池组：
我们估计铅酸电池在10年内将更换3次，相当于1节锂电池的使用寿命。此比较基于制造商提供的保修期限。
我们已尽力根据印刷规格对这些电池进行同类比较。然而，在实际应用中，放电深度、温度、充电源、整体系统设计以及您是否愿意进行定期维护等因素都会影响电池的真实性能。
当您将电池放电（用它为您的设备供电）时，然后使用面板对其进行充电，这称为一个充电周期。我们衡量电池的使用寿命不是以年为单位，而是以它们在失效前可以循环多少次为单位。
可以把它想象成汽车的行驶里程。当您评估二手车的状况时，行驶里程比生产年份更重要。
电池及其循环次数也是如此。度假屋的密封铅酸电池在 4 年内可能会经历 100 次循环，而在全日制住宅中，同一电池可能在一年内经历 300 多次循环。经过 100 次循环的状态要好得多。
循环寿命也是放电深度（电池充电前使用的容量）的函数。更深的放电会给电池带来更大的压力，从而缩短其循环寿命。
放电深度是指电池再充电之前使用了多少总容量。例如，如果您使用了电池容量的四分之一，则放电深度将为 25%。
使用电池时，电池不会完全放电。相反，它们有一个建议的放电深度：在重新填充之前可以使用多少。
铅酸电池只能运行至 50% 的放电深度。超过这一点，您就有可能对它们的寿命产生负面影响。
相比之下，锂电池可以处理80%或更多的深度放电。这本质上意味着它们具有更高的可用容量。
锂电池效率更高。这意味着您可以存储和使用更多的太阳能。
例如，铅酸电池的效率仅为 80-85%，具体取决于型号和状况。这意味着，如果有 1,000 瓦的太阳能进入电池，那么在充电和放电过程后只有 800-850 瓦可用。
锂电池的效率超过95%。在同一示例中，您将拥有超过 950 瓦的可用功率。
更高的效率意味着您的电池充电速度更快。根据系统的配置，这也可能意味着您购买更少的太阳能电池板、更少的电池容量和更小的备用发电机。
效率越高，锂电池的充电速度就越快。它们可以处理来自充电器的更高电流，这意味着它们的充电速度比铅酸电池快得多。
我们将充电率表示为分数，例如 C/5，其中 C = 电池容量（以安培小时 (Ah) 为单位）。因此，430 Ah 电池以 C/5 的速率充电将获得 86 充电安培 (430/5)。
铅酸电池可处理的充电电流有限，主要是因为如果充电太快，它们会过热。此外，当您接近满容量时，充电速度会明显变慢。
铅酸电池在批量充电阶段可以充电大约 C/5（高达 85% 的容量）。之后，电池充电器会自动减慢速度以给电池充满电。这意味着铅酸电池的充电时间更长，在某些情况下是锂电池充电时间的两倍以上。
上述比较中的铅酸电池均重约 125 磅。锂电池重 192 磅。
大多数安装者可以承受额外的重量，但 DIY 者可能会发现锂电池的安装更具挑战性。寻求一些帮助将它们抬起并移动到位是明智的做法。
但这需要权衡：锂电池的能量密度比铅酸电池高得多，这意味着它们可以在更小的空间内容纳更多的存储容量。
正如您在示例中看到的，需要两个锂电池才能为 5.13 kW 系统供电，但需要 8 个铅酸电池才能完成相同的工作。当考虑到整个电池组的大小时，锂的重量不到一半。
如果您需要在如何安装电池组方面发挥创意，这可能是一个真正的好处。如果您将外壳挂在墙上或藏在壁橱中，提高的能量密度可以帮助您的锂电池组适应更狭窄的空间。
锂电池和铅酸电池在使用寿命内的分级价格相当，但锂电池的前期投资要大得多。除非您每天都使用您的系统，否则我们不会推荐它。
以下是我们为各种应用推荐的电池类型：
淹没式铅酸或锂。
如果您全职依靠电网生活，那么您最好的选择是 FLA（如果您不介意定期维护）或适合频繁使用的优质锂电池。
密封铅酸。
如果您拥有狩猎小屋或度假屋之类的东西，那么您一年只能去那里几次。这意味着您将无法跟上 FLA 电池所需的维护。
相反，在 SLA 上多花一点钱。它们是零维护的，所以即使闲置几个月也不会死掉。
密封铅酸。
假设您正在构建一个带有备用电池的系统，以应对紧急断电。理想情况下，您每年只使用这些电池一次（如果您居住在电网不可靠的地区，则可以使用几次）。他们不会看到您投资锂的足够用途，而且您也不想对每年使用一次的 FLA 电池进行维护。
采用 SLA，它（再次）不需要维护。
密封铅酸或锂。
这里的决策过程几乎相同。锂对于为大量使用的工业场所提供电力可能是值得的。如果您在远程前哨站为基本监控设备供电，SLA 将以更便宜的价格完成这项工作，而且您仍然不必担心维护访问。
