Аккумуляторы для солнечных батарей: гелевые, свинцово-кислотные и др

Системы альтернативной энергетики все чаще используются для электроснабжения жилых домов. Поскольку способы производства и потребления электроэнергии разные, необходимо гарантировать ее накопление для последующего возврата. Ты согласен?

Чтобы использовать энергию в течение необходимого владельцу периода времени, в схему включены батареи для солнечных панелей. Мы расскажем, как правильно выбирать устройства, рассчитанные на работу в циклах заряда и разряда. Наши советы помогут выбрать лучшую модель.

Аккумуляторы в бытовой гелиосистеме

Понимание способов и нюансов использования аккумуляторов при подаче электроэнергии на объект от солнечных батарей позволит сделать правильный выбор устройств и обеспечить максимальную эффективность системы.

Чтобы совершить продуманную покупку, необходимо досконально разбираться в методиках создания массива (блока) батарей и правилах расчета основных характеристик.

Способ объединения устройств в один массив

Жилые и промышленные здания потребляют электрическую нагрузку, превышающую емкость одной батареи. В том случае, если солнечная система рассчитана на большое количество бытовой техники, необходимо создать массив аккумуляторов по примеру аналогичной комбинации солнечных панелей.

Галерея изображенийФотографии из Батарея – важная часть автономной солнечной системы. Это необходимо для того, чтобы аккумулировать, хранить и доставлять полученную от солнца энергию в необходимом объеме на устройства и перемещать дома, достаточно приобрести мобильную модель аккумулятора малой емкости. Важно, чтобы он выдерживал большое количество глубоких зарядов с последующими разрядами. В зависимости от предстоящих условий эксплуатации, аккумулятор выбирается с учетом его способности выдерживать атмосферные условия и низкие температуры. Устройство для сбора и хранения энергии дом Портативный тип аккумулятора для мини-электростанций Износостойкое оборудование для погодных условий

Подключение аккумуляторов к единому массиву накопителей энергии может выполняться параллельно, последовательно или смешанным способом. Выбор зависит от требуемой выходной мощности и напряжения.

В зависимости от способа подключения аккумуляторов друг к другу можно получить разные значения выходного напряжения, однако нет необходимости создавать очень сложные схемы, чтобы избежать образования уравнивающего тока между устройствами массива

Перезаряжаемые батареи размещаются в доме или другом помещении для поддержания температуры окружающей среды от 10 до 25 градусов Цельсия выше точки замерзания и предотвращения попадания воды. Это значительно продлевает срок службы устройств и снижает потери энергии.

Современные технологии производства аккумуляторов, предназначенных для размещения в жилых домах, предусматривают повышенные меры экологической безопасности. Поэтому принимать специальные меры для интенсивной вентиляции помещения не нужно. Однако их не стоит размещать в жилых комнатах.

Поскольку батареи имеют значительный вес (устройство на 12 В и 200 Ач весит около 70 кг), их необходимо размещать на земле или надежно закрепить на прочных стойках.

необходимо исключить возможность падения аккумуляторов сверху, так как в этом случае они выходят из строя, и даже системы с жидким электролитом опасны для здоровья человека при разгерметизации.

По мере увеличения длины силового кабеля увеличивается электрическое сопротивление, что приводит к снижению эффективности системы. Поэтому практика размещения батарей близко друг к другу, чтобы минимизировать общую длину проводов.

Держатель батареи должен выдерживать большой вес. Таким образом, блок из восьми двухсотамперных аккумуляторов весит более полутонны

Характеристики работы системы

При параллельном и комбинированном последовательно-параллельном соединении аккумуляторов в единый массив устройства могут быть несбалансированными по уровню заряда. Это приводит к тому, что устройство не будет работать в полном цикле, а значит, его ресурс будет быстрее исчерпан.

Солнечная система всегда оснащена контроллером, контролирующим заряд батареи. Если вы создаете батарею, вы также должны установить перемычки выравнивания заряда.

Чтобы избежать проблем нерегулярной зарядки и разрядки аккумуляторов, объединенных в один массив, следует использовать устройства одной модели или, что еще лучше, одной партии. Это правило актуально не только для солнечных энергетических систем.

Сейчас практически любое жилье можно оборудовать техникой, работающей от сети 12 или 24 В, в том числе холодильниками, телевизорами и так далее. Однако проводить разводку с таким напряжением по всему дому не имеет смысла, так как текущая мощность будет очень высокой.

Это значит, что при реализации такой идеи потребуется дорогой кабель с большим сечением жил, и будут большие потери от электрического сопротивления.

Практически для всей бытовой техники есть модели, которые работают от сети постоянного тока 12 вольт. Если проводка не слишком длинная, можно использовать систему низкого напряжения

Поэтому в непосредственной близости от аккумуляторных батарей установлен инвертор, устройство для преобразования электрического напряжения.

Кроме того, фактическое выходное напряжение аккумуляторной батареи может немного отличаться от заявленного. Так, полностью заряженные гелевые батареи, популярные для использования в цепи с солнечными батареями, выдают напряжение 13-13,5 Вольт, поэтому инвертор действует как стабилизатор.

Расчет необходимой емкости аккумулятора

Емкость аккумуляторов рассчитывается исходя из ожидаемого периода автономной работы без подзарядки и общего потребления энергии электроприборами.

Среднюю мощность электроприбора за промежуток времени можно рассчитать следующим образом:

P = P1 * (T1 / T2),

Где:

  • P1 – номинальная мощность устройства;
  • Т1 – время работы устройства;
  • T2 – расчетное общее время.

Практически по всей России бывают длительные периоды, когда солнечные батареи не работают из-за непогоды.

Устанавливать большие серии аккумуляторов на полную нагрузку всего несколько раз в год невыгодно. Поэтому к выбору временного интервала, в течение которого устройства будут работать только на разряд, нужно подходить исходя из среднестатистического значения.

Количество энергии, вырабатываемой солнечными панелями, зависит от плотности облаков. Если пасмурная погода в регионе не редкость, то при расчете объема аккумуляторной батареи следует учитывать недостаток входной мощности

Если вы планируете использовать накопленную за день энергию, например, для обогрева с помощью солнечных батарей, лучше взять для расчета немного больший интервал, например 30 часов.

В случае длительного периода, когда нет возможности использовать солнечные батареи, необходимо применить другую систему выработки электроэнергии, основанную, например, на дизельном или газовом генераторе.

На 100% заряженный аккумулятор может, пока он полностью не разрядится, обеспечивать мощность, которую можно рассчитать по формуле:

P = U x I

Где:

  • U – напряжение;
  • Я действующая сила.

Таким образом, батарея с параметрами напряжения 12 вольт и силой тока 200 ампер может генерировать 2400 ватт (2,4 кВт). Для расчета общей мощности нескольких батарей необходимо сложить значения, полученные для каждой из них.

В продаже есть аккумуляторы с высоким рейтингом, но они дорогие. Иногда гораздо дешевле купить несколько обычных устройств в комплекте с соединительными кабелями

Полученный результат необходимо умножить на несколько понижающих коэффициентов:

  • КПД инвертора. При правильном сочетании напряжения и мощности на входе инвертора достигается максимальное значение от 0,92 до 0,96.
  • КПД силовых кабелей. Для уменьшения электрического сопротивления необходимо минимизировать длину соединительных кабелей батареи и расстояние до инвертора. На практике значение показателя колеблется от 0,98 до 0,99.
  • Минимально допустимая разрядка аккумулятора. Для любого аккумулятора есть нижний предел заряда, при превышении которого срок службы устройства значительно сократится. Обычно контроллеры настроены на минимальное значение заряда 15%, поэтому коэффициент составляет около 0,85.
  • Максимально допустимая потеря емкости перед заменой батарей. Со временем происходит старение устройств, увеличение их внутреннего сопротивления, что приводит к необратимому снижению их емкости. Устройства с остаточной емкостью менее 70% использовать невыгодно, поэтому значение показателя следует принимать равным 0,7.

Вопреки распространенному мнению, КПД батареи – отношение полученной электроэнергии к поставленной не следует включать в расчет. Указанный в технической документации индикатор емкости аккумулятора учитывает возможный объем отдачи.

В результате значение интегрального коэффициента при расчете необходимой емкости для новых аккумуляторов будет около 0,8, а для старых, до их стирания – 0,55.

Для подачи электричества в дом с 1-дневным циклом заряда-разряда потребуется 12 аккумуляторов. При загрузке блока из 6 устройств будет загружен второй блок

Максимально допустимые токи

Для каждой батареи в технической документации указан максимально допустимый зарядный ток. Превышение этого значения приводит к перегреву устройства, чистому и необратимому снижению его производительности.

Поэтому, выбирая батареи для сборки аккумуляторных систем, необходимо убедиться, что они способны управлять потреблением электроэнергии, вырабатываемой солнечными панелями.

Еще один важный показатель – допустимый ток разряда:

  • Номинальный ток разряда, при котором батарея рассчитана на работу (или нет). Работа всего электрического оборудования, подключенного к системе, должна быть оборудована этим индикатором.
  • Максимальный ток разряда, который устройство может выдавать в течение короткого времени при пиковой нагрузке. Такие нагрузки могут возникать при включении некоторого оборудования, например холодильника или кондиционера с компрессорами.

Преодоление первого показателя на длительное или непродолжительное время, второй приводит к преждевременному износу аккумулятора. По мере старения устройств эти показатели снижаются на 20-30%, что необходимо учитывать.

Характеристики устройства и основные параметры

Автомобильные аккумуляторы не предназначены для использования с несколькими циклами зарядки и разрядки. Для альтернативной и резервной энергии используются разные типы устройств. Поскольку стоимость их высока, необходимо перед покупкой внимательно изучить все параметры.

Режимы работы аккумулятора в автомобиле и в системе альтернативной энергетики настолько разные, что его назначение также указано на самом устройстве

Типы, используемые для альтернативной энергетики

Почти все батареи, используемые в альтернативных источниках энергии и устанавливаемые в зданиях, являются необслуживаемыми. Пользователь не может выполнять с ними физические операции, влияющие на их структуру.

Это сделано для минимизации риска физического или химического воздействия на батареи людей, воздуха и окружающей среды. Поэтому в подробном изучении устройства и физико-химических нюансов работы разных типов аккумуляторов нет необходимости. Больше внимания стоит уделить отличиям в основных технических характеристиках устройств.

Аккумуляторы OPzS разработаны как простейшие свинцово-кислотные устройства. Изменение формы положительной пластины позволяет значительно увеличить циклы зарядки и разрядки по сравнению с автомобильными аналогами.

Недостатком является наличие жидкого электролита, который может быть опасен при разгерметизации. Средняя ценовая ниша.

Щелочные (никелевые) батареи используются редко из-за их невосприимчивости к низким токам во время зарядки и необходимости пройти полный цикл от состояния заряда до состояния разряда. В противном случае емкость аккумулятора уменьшится.

К тому же эти устройства имеют больший вес и габариты, чем у конкурентов такой же мощности. Опасно при разгерметизации. Недорогая ниша.

Сброс давления в аккумуляторе возможен из-за внутреннего дефекта, чрезмерного зарядного тока, падения с высоты или эксплуатации в неподходящих условиях. Наибольшие проблемы будут создавать устройства, содержащие опасные жидкости при испарении

В аккумуляторах AGM электролит связан в структуре из стекловолокна. Их можно нагружать малыми токами. Они практически безопасны и занимают среднюю ценовую нишу среди конкурентов.

В гелевых батареях GE в электролит добавляется оксид кремния, в результате чего получается гелеобразное состояние. Устройства обладают высокой степенью безопасности и хорошими характеристиками. Дорогая ниша.

Аккумуляторы на альтернативных источниках энергии не продаются в автомагазинах. Вы можете купить их у компаний, которые продают солнечные панели, ветряные электростанции или через Интернет

Литиевые аккумуляторные батареи (например, литий-железо-фосфатные модели) обладают прекрасными характеристиками, компактны, значительно меньше весят и практически безопасны. Однако их стоимость значительно выше, чем у конкурирующих типов устройств, даже гелевых.

С точки зрения соотношения цены и технических характеристик наиболее привлекательными являются типы гелевых и литиевых аккумуляторов. Но разовые вложения в них очень велики, поэтому другие устройства также очень популярны на рынке аккумуляторов для альтернативной энергетики.

На отечественном рынке активно востребованы аккумуляторы следующих марок:

Галерея изображенийФотографии из Аккумуляторы SunStonePower популярны благодаря доступной цене. Свинцово-кислотные приборы заполнены абсорбированным электролитом. Серия ML оснащена износостойкой свинцовой сеткой.Аккумуляторы Delta GX китайского производства отличаются стабильной работой, сроком службы и долговременной устойчивостью к разрядам. Электрические характеристики увеличиваются за счет гелеобразного состояния электролита. Свинцово-кислотные батареи MNB MM притягиваются друг к другу с большей герметичностью. Поглощение электролита производилось в сепараторе из стекловолокна. Из всех литиевых батарей аккумулятор LT-LYP является самым безопасным. Он не воспламеняется. Вес вдвое меньше свинцового, срок службы в десять раз превышает срок службы литий-ионной и свинцово-ионной моделей.Свинцовые аккумуляторы Sonnenschein производятся по технологическим правилам dryfit. Загустевший электролит внутри корпуса способствует рекомбинации водорода и кислорода. К плюсам можно отнести большой выходной ток и наличие предохранительного клапана.Надежная и безотказная работа более десяти лет, аккумуляторы оснащены системами предупреждения об уровне заряда. Конденсат отводится через задвижки, подготовленные для его отвода.Устройство хранения геля Хаза китайского производства содержит высокоочищенную серную кислоту. Идеальное уплотнение, поэтому нет необходимости доливать воду, есть регулирующий клапан. В аккумуляторных блоках APS RBC используются свинцово-кислотные батареи Ventura, CSB, Fiamm, BB Battery. Оборудование очень качественное Солнечная батарея SunStonePower Оборудование Delta GX сделано в Китае Свинцово-кислотные батареи MNB MM Литиевая батарея LT-LYP Безопасная батарея Стационарная батарея Sonnenschein Японское качество с логотипом YUASA Гелевый аккумулятор Haza Аккумуляторные блоки APS RBC

Представленные аккумуляторы отличаются отличными характеристиками и доступной ценой.

Выбор модели аккумулятора

Основные параметры аккумуляторов для солнечной энергии, на которые нужно обращать внимание при покупке, следующие:

  • напряжение и емкость, определяющие мощность аккумулятора;
  • глубина максимально безопасной разрядки, при которой батарея может функционировать, как заявлено производителем;
  • гарантированное количество циклов заряда и разряда при соблюдении всех технических условий;
  • величина саморазряда, характеризующая интенсивность потери электричества в заряженном аккумуляторе за время простоя;
  • максимальный ток заряда, который определяет количество электрической энергии в единицу времени, которую аккумулятор может принять без ущерба для дальнейшей работы;
  • стандартный ток разряда, который определяет количество электричества в единицу времени, которое аккумулятор может выдавать в течение длительного времени, не влияя на дальнейшую работу;
  • максимальный ток разряда, который определяет количество электрической энергии в единицу времени, которую аккумулятор может отдавать в течение короткого времени без ущерба для дальнейшей работы;
  • оптимальная температура для работы устройства;
  • размер и вес аккумуляторов, знание которых необходимо для выбора их места и способа установки.

Все эти параметры описаны в технической документации, которая публикуется в электронном виде на сайтах всех основных производителей.

Выводы и полезные видео по теме

Обзор нюансов эксплуатации батарей разного типа для солнечных систем:

Сравнение разных типов стартерных аккумуляторов. Плюсы и минусы альтернативных источников энергии:

Опыт использования литиевых батарей (LiFePo4). Настоящий блок автомобильных устройств, нюансы его работы:

Правильный выбор аккумуляторов по параметрам обеспечит надежную работу альтернативной энергосистемы. Нет необходимости чрезмерно экономить на накопителе энергии – первоначальные вложения в запуск окупятся при бесперебойной работе системы на несколько лет вперед.

Пожалуйста, оставляйте комментарии в блоке ниже, задавайте вопросы, размещайте фото по теме статьи. Расскажите о том, как вы выбрали аккумуляторы для мини-электростанции дачи от солнечных батарей. Делитесь информацией, которая будет полезна посетителям сайта.

Источник – https://sovet-ingenera.com/eco-energy/sun/akkumulyatory-dlya-solnechnyx-batarej.html
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об инженерных системах
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: