Аккумулятор для солнечной электростанции

Аккумулятор для солнечной электростанции

Аккумулятор для солнечной электростанции важная составляющая, также как и для источника бесперебойного питания. Ведь именно он отвечает за накопление энергии и отдачу ее в нужный момент. Поэтому нужно всегда тщательно подходить к вопросу аккумуляторы для солнечных электростанций – купить. Неправильная покупка – это в лучшем случае разочарование в скором времени, а в худшем не запланированная, дополнительная трата средств.

Вопросы на которые мы постараемся ответить в данной статье:

1. Типы аккумуляторов
2. Циклический или буферный режим АКБ
3. Выбор АКБ для электростанции и ИБП
4. Сколько стоит киловатт аккумуляторной энергии

Типы аккумуляторов для СЭС и ИБП

Аккумуляторов используемых в солнечное энергетике относительно много, мы рассмотрим 3 типа “кислотных” AMG, GEL, CARBON и 1 тип LiFePO4 “Литий-железо-фосфатные”. Все четыре типа относятся к необслуживаемым АКБ и имеют разные характеристики эксплуатации. Мы не будем вникать сильно в технологии изготовления, а заострим внимание на их назначение и срок службы, другими словами – какие аккумуляторы используют для солнечных батарей!

Вы должны знать, что все производители аккумуляторов указывают характеристики АКБ при температуре +25 градусов. Это так сказать “Номинальная температура эксплуатации”, любые отклонения от нее влияют на характеристики и срок службы в той или иной степени. Не ленитесь и ознакомьтесь с характеристики АКБ, перед началом эксплуатации!

Аккумулятор AMG

Аккумулятор AMG – кислотный, изготовлен по технологии AGM. Обладают низким уровнем саморазряда, что позволяет их хранить несколько месяцев без подзарядки. Минусовые температуры как правило отрицательно сказываются на емкости АКБ. Что бы не писали производители этих аккумуляторов насчет их цикличности, надо постараться, что бы выжать из акб заявленное число, лучше сразу рассчитывать на половину заявленного.

Реальный срок службы до 5-6 лет, при соблюдении всех условий.

Рекомендованный зарядный ток от 0.1С до 0.2С ( зависит от производителя и ёмкости акб)

Глубина разряда у AMG это 30% (D.O.D.), максимум 50% (D.O.D.) но уже не желательно.

Аккумулятор AMG рекомендуется использовать только в буферном режиме!

Аккумулятор GEL

Аккумулятор GEL – кислотный, изготовлен по технологии AGM+GEL. Электролит в данных аккумуляторах увязан в гель, на этом всё отличие от выше описанного акб заканчивается, за малым исключением, чуть больше срок службы.

Не плохие АКБ GEL при правильном использовании.

Реальный срок службы до 7-8 лет, при соблюдении всех условий.

Рекомендованный зарядный ток от 0.2С до 0.3С ( зависит от производителя и ёмкости акб)

Глубина разряда у GEL, это 30% (D.O.D.), максимум 50% (D.O.D.) но уже не желательно.

Аккумулятор GEL рекомендуется использовать в буферном режиме, в редких случаях в циклическом!

Аккумулятор CARBON

Аккумулятор CARBON – кислотный, изготовлен по технологии PURE GEL. Этот тип АКБ уже имеет существенное отличие – все пластины изготовлены по технологии DEEP CYCLE + CARBON, за счет чего достигается высокая цикличность более 3000 и более глубокий разряд. Аккумуляторы CARBON отличаются еще и весом, который на 25% больше чем у описанных выше кислотных акб.

Реальный срок службы в циклическом режиме 7-8 лет, в буферном 14 – 15, при соблюдении всех условий.

Рекомендованный зарядный ток от 0.3С до 0.5С ( зависит от ёмкости акб)

Глубина разряда у CARBON до 70% (D.O.D.).

Аккумулятор CARBON рекомендуется использовать и в буферном и в циклическом режиме!

Аккумулятор LiFePO4

Аккумулятор LiFePO4 – Литий-железо-фосфатные, безопасные аккумуляторы для накопления электроэнергии. Используются в системах ИБП и гибридных электростанциях. Зарекомендовали себя надежными высокоцикличными накопителями энергии. Больницы, электротранспорт, хостинги и много других мест, где используются аккумуляторы LiFePO4 -Литий-железо-фосфатные. У данных акб есть один существенный недостаток – стоимость!

Реальный срок службы в циклическом режиме более 15 лет, в буферном более 25, при соблюдении всех условий.

Рекомендованный зарядный ток от 0.5С до 1С ( зависит от производителя )

Глубина разряда у LiFePO4 до 80% (D.O.D.).

Аккумулятор LiFePO4 рекомендуется использовать и в буферном и в циклическом режиме!

Вы должны знать, что любой аккумулятор нужно правильно заряжать, а точнее заряжать только рекомендованным током (Ампер) и указанным напряжением (Вольт). Напряжение для буферного режима всегда отличается от напряжения для циклического режима! Перед подключением обязательно ознакомьтесь с характеристиками АКБ и настройте солнечный инвертор или ИБП на нужный ток заряда и напряжение. В противном случае, вы будете не дозаряжать или убивать аккумулятор большим током заряда, в обоих случаях сильно сократите срок службы аккумулятора.

Для справки: ток заряда обычно указываются так — 0.1С или 0.3С, что это значит? 1С это ёмкость вашего акб, 0.1С это десятая часть ёмкости акб. Для примера, если у вас АКБ 100 А, это и есть 1С, а ток заряда указан 0.1С это десятая часть емкости, т.е. 10 Ампер, именно таким током и нужно заряжать аккумулятор.

Буферный и циклический режим аккумулятора

Краткий экскурс в режимы работы аккумуляторов, простыми словами:

Буферный режим аккумуляторов – это когда акб используются от случая к случаю, в большинстве случаев когда “пропадает” основная сеть. Аккумулятор постоянно держит заряд, а в момент отключения сети, акб начинает отдавать накопленную энергию, тем самым оберегая электронику и бытовую технику.

Буферный режим рекомендуется для аккумуляторов AMG, GEL.

Циклический режим аккумуляторов – самый “убойный” режим для акб. Как вы знаете “цикл” – это оборот, в нашем случае “разряд/заряд”, каждый производитель в характеристиках пишет, сколько циклов выдержит аккумулятор. Например в случае с гибридной автономной электростанцией, цикл можно прировнять к “дню”.

Вы должны знать, что у любого аккумулятора цикличность всегда тесно связана с глубиной разряда! На представленном выше фото видно как зависимость от глубины разряда (D.O.D.), уменьшает цикличность гелевого акб, т.е срок службы.

• Автономные электростанции
• Электромобили
• Погрузчики

Циклический режим рекомендуется для аккумуляторов CARBON, LiFePO4.

Какой аккумулятор лучше для электростанции, ИБП.

Опираясь на полученную информацию, прежде чем купить аккумулятор для электростанции или ИБП, нужно знать несколько параметров:

1. Сколько электроэнергии нам нужно? (в кВт)
2. Сколько времени должна поддерживаться требуемая нагрузка?
3. В каком режиме будут работать аккумуляторы

Зная эти параметры можно уверено покупать АКБ!

Осмелимся дать несколько рекомендаций:

Для ИБП – рекомендуются аккумуляторы AMG или GEL, так как аккумуляторы работают в буферном режиме, и при правильном расчете нагрузки, правильном заряде и температурных условий, их вполне хватит для решения этой задачи, на долгий срок.

Для гибридной солнечной электростанции:

Если массив солнечных батарей равен или превышает пиковую требуемую нагрузку, а аккумуляторы используются как резервный источник питания в моменты отключения основной сети, т.е. буферный режим – однозначно акб AMG, GEL или CARBON.

Если электростанция используется для экономии электроэнергии, т.е. выжимаем из нее всё – CARBON или LiFePO4

Для автономной солнечной электростанции:

Какой бы массив солнечных батарей не использовался, а он конечно должен, не только “вытягивать” создаваемую нагрузку в дневное время суток, но еще и заряжать аккумуляторные батареи, для последующего использования их вечернее и ночное время.

Можно точно сказать, только CARBON или LiFePO4.

Сколько стоит киловатт аккумуляторной энергии?

Здесь мы приведем несколько примеров с занимательными цифрами, другими словами переведем “энергию аккумулятора” в рубли.

Для того, что бы посчитать примерно во сколько рублей вам обойдется киловатт аккумуляторной энергии, нужны следующие данные об аккумуляторе:

1. Напряжение
2. Ёмкость
3. Стоимость
4. Рекомендуемая глубина разряда
5. Количество циклов

Сразу оговоримся, что расчеты ведем, опираясь на заявленные характеристики завода изготовителя, в реальности, конечно цифры будут другие, но нам же интересно знать – сколько стоит киловатт электроэнергии акб!

Поделиться этой записью

Похожие статьи

Как рассчитать требуемую мощность солнечной электростанции

Расчет требуемой мощности солнечной электростанции? Солнечные электростанции бывают трех типов: Сетевая, Гибридная, Автономная. Для каждого из этих типов требуется разный подход расчета мощности, в этой статье. подробнее

Время работы инвертора от аккумулятора

Таблица примерного времени работы от аккумулятора В данной таблице показано примерное время работы инвертора от аккумулятора, действительное время работы зависит от многих факторов — уровня заряда. подробнее

Гибридная солнечная электростанция с функцией подмешивания

Как работает гибридная электростанция с подмешиванием? В данном материале мы рассматриваем гибридные инверторы у которых нет функции продажи излишков в сеть. На схеме наглядно показана работа электростанции. подробнее

Солнечная электростанция купить или не купить?

Внимание к солнечным электростанциям в России последнее время сильно увеличилось. Это связанно с несколькими причинами: ежегодное повышение тарифов на электроэнергию, удешевление солнечного оборудования в соотношении. подробнее

Солнечные панели – параллельное, последовательное или последовательно-параллельное соединение?

Приобретая солнечный инвертор нужно обратить внимание на его входные характеристики, а именно номинальное входное напряжение DC (вольт) и максимальный ток А (Ампер), которые и прописывают. подробнее

Для чего нужно заземление электростанции?

Заземление — знакомое «слово», но к сожалению почти не знакомое «знание». Что такое заземление и за чем оно нужно? Почти все мы знаем, что такое «техника. подробнее

Сколько солнечных батарей / панелей нужно?

Изначально это совершенно не правильный вопрос, все дело в том, что в электроэнергия не измеряется солнечными батареями или панелями. В электроэнергии есть только — Киловатты. подробнее

Сколько солнечных батарей подключить к инвертору

Поздравляем вы купили солнечный инвертор, как, какой и за сколько, сейчас уже не важно. Даже уже не важно правильно ли вы рассчитали требуемую вам мощность. подробнее

Солнечные электростанции для бизнеса

Расходы на электроэнергию в бизнесе, особая статья, особенно если это производство или торговля продуктами. Уже сейчас ежемесячный платёж вносит ощутимый процент в стоимость конечного продукта. подробнее

Какую солнечную электростанцию выбрать?

Эффективность солнечных электростанций растет из года в год, и уже сейчас они стали не только окупаемым, но и надежным солнечным комплектом. Нужна или не нужна. подробнее

Как выбрать аккумуляторы для солнечных батарей

Аккумуляторы для солнечных батарей – многофункциональные устройства, которые одновременно решают несколько задач. Существует большое количество разнотипных вариантов подобной техники, но чтобы приобрести подходящую АКБ, нужно знать правила выбора. Электрические параметры таких устройств – наиболее главные критерии. Их соотносят с условиями эксплуатации. Если АКБ подобраны правильно, система солнечных электростанций будет функционировать долго. При несоответствии параметров рабочим условиям постепенно снижается емкость устройства.

Требования к аккумуляторам

Если стоит задача приобрести АКБ, следует подготовиться к покупке. Для этого изучаются требования к аккумуляторным батареям:

• прибор должен выдерживать достаточное количество циклов полной зарядки и разрядки;
• следует подбирать малообслуживаемые или совсем необслуживаемые АКБ, т.к. в процессе их эксплуатации не всегда есть возможность производить регулярный осмотр и проверку работоспособности;
• рекомендуется устанавливать только те модели аккумуляторов для солнечных батарей, которые характеризуются небольшим током самозаряда;
• устойчивость к негативным внешним факторам, в частности, к высоким и низким значениям температур.

Есть требования и к эксплуатации аккумуляторов. Например, глубокая разрядка и зарядка от солнечной батареи способствует сокращению срока службы АКБ.

Типы аккумуляторов

Ассортимент подобных приборов широк. Они имеют разное устройство, что определяет принцип работы. Основной функцией аккумулятора является накопление полученной энергии. Когда это необходимо, данный узел отдает энергию. Подобные устройства могут функционировать в разных режимах:

• накопление энергии в дневное время и дальнейшая отдача ее ночью или в моменты, когда система эксплуатируется на пике нагрузки;
• увеличение функциональных возможностей осветительных приборов, когда на улице пасмурная погода, и солнечные панели не могут полноценно реализовывать свою прямую функцию.

Стоит выбирать аккумулятор с учетом тонкостей его работы. Не всегда используется специальная АКБ. Некоторые умельцы задействуют для этой задачи автомобильный аккумулятор. По параметрам для заданных условий он должен быть наилучшим, лучше рассматривать варианты устройств, разработанных специально для солнечных батарей, т.к. они прослужат намного дольше.

Гелевые

АКБ данного типа отличаются от привычных аналогов тем, что содержат электролит в меньшем объеме. Кроме того, вещество отличается по структуре: характеризуется желе- или пастообразной консистенцией. С учетом данной особенности появилось и название – гелевые аккумуляторы. Они содержат стекловолоконные сепараторы – это прослойки, благодаря которым электролит не растекается.

Применяются гелевые аккумуляторы для солнечных батарей, газовых котлов, мото- и квадроциклов, скутеров. Такие устройства можно использовать на протяжении длительного периода, что обусловлено возможностью многократной перезарядки (до 1000 циклов). Еще одним преимуществом является устойчивость к механическим деформациям. Мелкие дефекты корпуса не приводят к поломке аккумулятора.

Рабочая температура подобной техники варьируется в широких пределах. Аккумуляторы гелевого типа используются даже при сильных морозах (до -50°С). При этом не происходит существенная потеря емкости АКБ. Во время хранения в отключенном состоянии такие приборы тоже сохраняют свойства, уровень емкости не снижается. Их можно устанавливать в разных положениях. Недостатки:

• повышенная чувствительность к изменениям сетевого напряжения;
• опасно заряжать АКБ до предельного уровня, в таких условиях устройство становится взрывоопасным;
• аккумулятор не способен функционировать длительный период на морозе, рекомендуется его утеплять;
• стоимость подобных устройств высока.

Щелочные

К данной группе относится никель-металлогидридный аккумулятор. Долю положительного электрода составляют оксид бария и графит. Эти компоненты способствуют увеличению срока службы и повышению электропроводности активной массы. Щелочные аккумуляторы содержат сравнительно небольшой объем электролита. Это обусловлено тем, что в процессе электрохимических реакций и во время эксплуатации АКБ вещества, которые образуются при этом, не растворяются в массе электролита и не взаимодействуют друг с другом.

Аккумуляторы данного типа требуют постоянного контроля: необходимо проверять уровень заряда и объем электролита. Перед тем как отправлять на хранение, такой прибор следует разрядить частично или же полностью. К преимуществам относят возможность использования аккумуляторов даже в условиях низких температур, причем на протяжении длительного периода. Кроме того, такие приборы характеризуются высокой нагрузочной способностью. Значит, мощность нагрузки при разряде может быть существенной, что обусловлено подачей большого тока.

Заливные никель-кадмиевые

Это разновидность щелочного аккумулятора. Заливными они называются из-за необходимости заполнения корпуса, содержащего электроды и сепаратор, электролитом. По принципу действия и свойствам подобные приборы сходны с ранее рассмотренным аналогом – никель-металлогидридной АКБ. Такая техника не является взрыво- и пожароопасной. По мере эксплуатации аккумулятора увеличивается влияние тока утечки между электродами на саморазряд устройства. Это приводит к уменьшению срока службы.

Для поддержания АКБ в рабочем состоянии рекомендуется производить зарядку в диапазоне температур: +10…+30°С. Срок службы устройства сокращается, если регулярно производится глубокий подзаряд. К преимуществам подобных приборов относят существенное количество циклов разряда/заряда (1000). АКБ данного типа выдерживают нагрузки большой мощности. Кроме того, никель-кадмиевые аккумуляторы считаются самыми дешевыми из ряда аналогов.

AGM

Это разновидность свинцово-кислотных АКБ. Свое название они получили благодаря наличию в конструкции впитывающего стекловидного материала. В частности, производитель заложил в устройство пористый стекловолоконный сепаратор, который пропитывает электролит, что позволяет сократить объем данного вещества. Жидкая кислота заполняет поры стекловидного материала. В результате снижается вероятность ее утечки. Благодаря данной особенности риск поломки аккумулятора при повреждении корпуса существенно уменьшается.

Устройства этого вида не переносят воздействия высоких значений тока заряда. Еще на них плохо влияет перезаряд. При таких параметрах аккумуляторы AGM использовать нельзя. В результате нарушения условий зарядки АКБ могут вспучиться. К плюсам такой техники относят длительный период работы и устойчивость к воздействию вибраций. Однако по ряду параметров AGM уступают гелевым аналогам, которые также представляют группу свинцово-кислотных аккумуляторов. Перед покупкой следует учесть условия эксплуатации прибора, тогда будет проще сделать выбор.

Свинцово-кислотные

Традиционная конструкция подобных устройств: корпус выполнен из пластика, он разделен на отсеки, в которые заливается водный раствор серной кислоты (электролит). В данное вещество погружаются электроды (положительный, отрицательный). Материал, из которого они изготовлены, – свинец, содержащий добавки в виде сурьмы и мышьяка.

Благодаря вспомогательным компонентам снижается интенсивность образования коррозии. Однако применение сурьмы негативно сказывается на параметрах АКБ. Так, ускоряется расход воды, растет показатель тока отдачи. Сегодня часто встречается усовершенствованная конструкция аккумуляторов данного вида. При этом вместо сурьмы используется кальций. В результате практически полностью пропала необходимость применения дистиллированной воды для эксплуатации АКБ. Недостатком конструкций с кальцием является короткий период службы в условиях частого глубокого разряда.

Аккумуляторы OPzS

Это представитель заливных аккумуляторов. Его особенностью является наличие пластин разной формы: положительный электрод представлен в виде трубки, отрицательный – сильнее уплощен. В конструкции есть прозрачные элементы, они выполнены из прочного материала стирол-акрилнитрила. Данная особенность позволяет контролировать уровень электролита.

В конструкцию входят еще и фильтры, в основе которых лежат керамические материалы. Благодаря этому серная кислота исчезает менее интенсивно. Положительные качества аккумуляторов данного типа:

• длительный период эксплуатации (20 лет);
• применение пластин высокой прочности;
• минимальный уровень обслуживания: есть необходимость в добавлении воды, что достаточно делать 1 раз в год;
• большое количество циклов разряда/заряда – в пределах 1800;
• низкий показатель саморазряда.

Рекомендуется применять такие аккумуляторы для разрядов средней мощности. В таких условиях устройство будет работать наиболее эффективно.

Литиевые

Особенностью данных АКБ является узкий диапазон значений напряжений: от 3 до 4,1 В. Такие аккумуляторы эффективнее проявляют себя, если максимальный предел заряда составляет 45%. Если это условие не соблюдается, срок службы устройства снижается. В частности, при глубоком разряде или избыточном заряде емкость аккумулятора существенно уменьшается, и вскоре он перестает заряжаться.

Средний срок службы литиевой батареи составляет 500 циклов разряда/заряда. Если интересует временной промежуток, то он существенно варьируется, т.к. зависит от особенностей эксплуатации подключенной техники. В конструкцию заложен контроллер, который позволяет правильно заряжать устройство. При этом предусматривается поэтапный процесс: при достижении некоторого значения напряжения происходит увеличение/уменьшение показателя силы тока.

Главным недостатком такого аккумулятора является постоянная и существенная деградация (потеря емкости до 10% ежегодно). Даже правильная эксплуатация не поможет остановить данный процесс. Хранить литиевые аккумуляторы следует при температуре 0…+10°С. Если нет возможности обеспечить такие условия, рекомендуется снизить заряд до 30-50%.

Основные критерии выбора АКБ

Обзор моделей

Примером служат распространенные варианты аккумуляторов разных типов:

1. Delta GX 12-12 – гелевый прибор. Его главные параметры: емкость – 12 А*ч, напряжение – 12 В, средний период эксплуатации – 10 лет.
2. MNB ММ 200-12. Емкость батареи – 200 А*ч, напряжение – 12 В. Это аккумулятор типа AGM. Средний период эксплуатации – 12 лет.
3. Литий-ионный АКБ LT-LYP200. Емкость – 200 А*ч, номинальное напряжение – 3,2 В.

Обзор цен

Стоимость формируется на основании ряда параметров: емкость АКБ, напряжение, количество циклов разряда/заряда, величина саморазряда и др. Чем дольше прибор будет находиться в эксплуатации, тем дороже он обойдется. Например, гелевые аккумуляторы емкостью 12 А*ч предлагаются по цене 2000 руб. Вариант типа AGM емкостью 200 А*ч стоит намного дороже – 24000 руб.

Источник https://limitenergy.ru/akkumuljator-dlja-solnechnoj-jelektrostancii/

Источник https://lampaexpert.ru/alternativnye-istochniki/kak-vybrat-akkumulyatory-dlya-solnechnyh-batarey