Аккумуляторы для накопления энергии от солнечных батарей

Аккумуляторы для накопления энергии от солнечных батарей

Оглавление статьи: Аккумуляторы для накопления энергии от солнечных батарей

Человечество за последние десятилетия сделало множество шагов по пути сохранения благоприятной экологической обстановки на планете. В сущности, использование определенных видов техники людьми и вызывает ее ухудшение. Речь идет о производствах, химических фабриках и двигателях транспортных средств или генераторов энергии, которые производят выбросы вредных веществ в окружающую среду. Так вот, одним из средств исправления ситуации все больше становится использование возобновляемых источников энергии — движения воды и волн, потоков ветра и солнечного излучения.

Панели

Кроме плюса для биосферы, у экологически чистых генераторов тока есть и свои минусы, вырастающие из «детства» технологий, которые относительно недавно начали применяться человеком. К примеру, низкий коэффициент полезного действия. Ни один преобразователь энергии окружающей среды в ток не дает 100 % выдачи результата. У лучших из них, показатель находится в районе 30 %. То есть, человеку возвращается максимум треть от реального количества природного воздействия на генерирующие механизмы.

график вырабатываемой мощности в разрезе солнечной энергии

Еще одним минусом использования служит непостоянство процесса. Волны могут успокоиться в штиль, солнце всходит и заходит, а бывает и закрывается облаками, атмосферные массы могут как перемещаться, так и стоять на месте. В периоды затишья встает вопрос продолжения непрерывной подачи тока на потребляющие контуры. С такой целью в генерирующих системах используются аккумуляторы, которые пока идет выработка энергии заряжаются, а в остальное время отдают накопленное в общую сеть.

Речь, в статье пойдет об использовании аккумуляторов для солнечной электростанции. Будут рассмотрены их характеристики, типы устройства и нюансы эксплуатации.

Солнечная батарея выбрана не случайно. Для генераторов такого вида наиболее характерна прерывистость выработки тока. Она зависит от времени суток и состояния атмосферы. Ночью энергия не вырабатывается, а в облачную погоду генератор не дает максимум своей мощности. При этом, в полдень и при ясном небе, производится наибольшее количество тока.

поля солнечных батарей

Принцип действия накопителей энергии

Аккумулятор — устройство, позволяющее сохранять и отдавать ток. Принцип его действия построен на обратимости химических процессов. В общем случае, энергия сохраняется в положительно заряженном ионе составляющего вещества, который при подаче тока на батарею интегрируется в кристаллическую решетку графита, солей или оксидов металлов, с возникновением их химической связи.

В сущности, любой аккумулятор состоит из двух различных по материалам электродов, погруженных в электролит, облегчающий перемещение ионов с одного на другой. Направление движения тока задается свойствами самих металлов, используемых в качестве проводящих контактов. Обладающий большим удельным сопротивлением становится катодом, меньший — анодом. В техническом сленге первый называется минусом питания, второй плюсом.

схематическое устройство акб

При заряде батареи основа анода растворяется, с переносом ионов, содержащих два электрона на катод. При разряде происходит обратная реакция, с освобождением частиц энергии и восстановлением изначального металла анода. Конечно, цикл не бесконечен, так как в любом случае происходят потери материала в процессе химических реакций. Максимальное количество периодов заряда и разряда — одна из главных характеристик батареи, которая непосредственно зависит от использованных в ней металлов для основы электрода и катода. Важна и скорость прохождения реакции, а также побочные эффекты, происходящие в их процессе. К примеру, нагрев — чем большим током происходит заряд аккумулятора, тем быстрее идет реакция переноса, во время которой электролит нагревается, так как через него проходит большее количество заряженных частиц. Слишком большие значения токов могут вызвать закипание проводящего вещества, в результате которого произойдет выделение газов, в свою очередь, разрушающих корпус батареи.

так выглядит взорвавшийся аккумулятор

Емкость аккумулятора, как еще одна из главных его характеристик, определяется площадью анода и катода. Чтобы увеличить ее, множество связанных пластин, выполненных из металлов обоих контактов, чередуются внутри батареи, разделяемые нейтральной прослойкой, не мешающей перемещению ионов.

(внутреннее строение одного из видов акб

Аккумуляторы по типам

Для солнечной энергетики ценность имеют емкие аккумуляторы. Количество циклов заряда также важно, от этого зависит периодичность смены вышедших из строя устройств. Оба фактора непосредственно устанавливаются используемыми технологиями и применяемыми химическими реакциями в батарее.

Существуют следующие виды в зависимости от электролитической составляющей:

внутренне устройство гелиевого аккумулятора

  • Аккумуляторы, в которых электролит находится в виде геля. Такие конструкции не требуют периодического обслуживания в процессе эксплуатации. Что касается химической основы, — это обычные свинцово-кислотные батареи. Применение геля в качестве основы электролита дополнительно дает увеличение количества циклов заряда, за счет отсутствия связывания проницаемого ионами вещества с частями материала анода. Другими словами, у таких аккумуляторов меньше падает кислотность электролита, что дает возможность отказаться от периодического поднятия его плотности в процессе использования батареи. Аккумуляторы такого типа обозначаются, как «GEL» на корпусе. Их, наверное, самый большой минус — непереносимость перезаряда или пополнения слишком высокими токами.
  • Обычные AGM. Свинцово-кислотные АКБ, распространенные и зачастую используемые в транспорте. В аккумуляторах этого типа основой реакции служит связка химического обмена ионами между контактами свинца с преобразованием его в оксид металла. Электролитом служит раствор серной кислоты. Как раз последний фактор и обеспечивает минус у таких батарей — жидкость, кроме того, что может закипеть, еще и постоянно теряет свою кислотность из-за оседающих в ней остатков от химических реакций обмена. Такие аккумуляторы требуют периодического повышения плотности в процессе эксплуатации. Уровень электролита в одном положении, относительно пластин электродов, поддерживается пропиткой им специальных матов из стекловолокна.
  • Аккумуляторы, в которых в качестве электролита используется щелочная основа. Материал, применяющийся для пластин электродов — водородный металлогидридный сплав никеля с лантаном или литием в качестве анода, и оксид никеля для катода. Электролитом служит сильнощелочной раствор гидроксида калия (KOH). Маркируются такие аккумуляторы, как NiMH. Плюс подобной батареи — отсутствие «эффекта памяти», что позволяет заряжать ее полностью, вне зависимости от текущего уровня запасенной энергии. Кроме того, они абсолютно безопасны для экологии. Минус — ограниченный срок службы и малое количество циклов.

AGM-аккумулятор

Также аккумуляторы для солнечных панелей различают по металлам, используемым в качестве основы анода и катода. Среди них:

никель-кадмиевые батареи

  • Уже упомянутые свинцово-кислотные батареи, основа которых — свинец (Pl), что обязательно бывает отмечено на корпусе накопителя;
  • Никель-кадмиевые, в которых анод изготавливается из гидрата закиси кадмия Cd(OH)2 или его металлического варианта Cd. Применяемый электролит состоит из смеси гидроксидов лития (LiOH) и кадмия (KOH). Катод выполнен путем соединения графитового порошка с гидратом закиси никеля Ni(OH)2. Обычно батареи такого типа маркируются, как NiCd. Характерным минусом служит долгое время заряда и относительно невысокая емкость АКБ, которая еще и уменьшается в процессе эксплуатации из-за сильно выраженного «эффекта памяти» никель-кадмиевых накопителей. Плюсом служит — низкая цена в соотношении с аналогами и малый нагрев при зарядке.
  • Литий ионные с пометкой Li-ion на корпусе. Анод в них выполнен на основе графита, нанесенного на алюминиевую фольгу, а катод с использованием кобальтита лития (LiCoO2) на тонкой медной поверхности. Литиевые аккумуляторы характеризуются низким уровнем саморазряда и быстрым набором энергии. К сожалению, взрывоопасны при неправильном использовании. Еще один минус — они дороги.

Применяются и другие виды по структуре и составу аккумуляторные батареи, но частота их использования с солнечными панелями практически равна нулю.

Где купить

Приобрести аккумуляторы можно как в специализированном магазине, так и онлайн в Интернет-магазине. Во втором случае, особого внимания заслуживает бюджетный вариант приобретения изделий на сайте Алиэкспресс. Для некоторых комплектующих есть вариант отгрузки со склада в РФ, их можно получить максимально быстро, для этого при заказе выберите «Доставка из Российской Федерации»:

Работа в составе оборудования гелио станции

стойка с акб для гелио станции

Аккумулятор для солнечных батарей применяются в целях поддержания постоянного напряжения в исходящей сети, вне зависимости от функционирования самой генерирующей части. В сущности, работа гелио станции сильно зависит от времени суток и погодных условий. Когда производится достаточное количество электричества для поддержания всех устройств нагрузки, одновременно осуществляется подзарядка аккумуляторной батареи. Когда выработка падает, или становится ниже требуемой, накопитель начинает подпитывать сеть, возмещая недостаток из накопленных запасов. Особенно его использование актуально на ночной период времени, когда генерации энергии нет.

Требуемые характеристики для использования с солнечными батареями

Расчет емкости АКБ для солнечных батарей выполняется от потребляемого суточного максимума по нагрузке и штатного напряжения самого устройства. Здесь необходимо сделать ремарку про процесс заряда. Сами солнечные панели объединяются электрически с целью подгонки вырабатываемого напряжения штатным характеристикам аккумулятора. Последние бывают, как на 12 вольт, так и на 24. Подключаются они к сети потребления через инвертор, а между ним и батареей в гелио станции размещается контроллер, который не допускает перезаряда накопителя. Именно к нему на входы идет подача тока от солнечных панелей.

потребители электроэнергии

Необходимая емкость аккумулятора в ампер-часах рассчитывается в зависимости от суточного тока потребления всех устройств нагрузки с поправкой на дневное время, когда питание осуществляется от солнечных батарей. Примером может послужить использование гелио станции для снабжения энергией небольшого дома. Экспериментально было выявлено суточное потребление всех электрических приборов, используемых в быту для такого жилья. Оно составило приблизительно 7.5 Квт/сутки, с учетом потерь в преобразующем оборудовании (высчитывается умножением общего расхода дома на коэффициент 1.2). Для расчета оно обозначается переменной T. Вольтаж аккумулятора — V. Итоговой формулой требуемой выдачи энергии по отношению к часу станет Ahчас=T/V/24. В приведенном примере, для батареи 12 В это 7500/12/24=26 А×ч. Далее нужно учесть ночное время, в которое солнечные панели совсем не дают энергии и все питание сети происходит от АКБ. Необходимая емкость рассчитывается от этого времени — Ahакб=Ahчас×8. Для приведенного примера, наилучшим выбором станет батарея 208 А×ч.

один из подобных акб

Использование какого-либо конкретного типа аккумулятора в зависимости от технологии сохранения энергии или вида применяемых химических веществ, — зависит только от желания владельца гелио станции и его возможностей по периодическому обслуживанию батареи.

Замечания по эксплуатации

При использовании аккумулятора нужно помнить о токе его зарядки. Солнечные панели просто обязаны в то время, на которое приходится период их действия, выдать достаточный объем энергии, чтобы полностью зарядить батарею, попутно снабжая ей сеть с потребителями. Для расчета необходимого применяется формула: Aпанели=Ahакб/(24−8)+Ahчас. Для ранее описанного примера, это означает, что солнечная панель должна выдавать 208 А×ч/(24−8)+26 А×ч, что составит силу тока в 39 А×ч, при напряжении в 15 В. В свою очередь, переводя полученное значение в характеристики – необходимая выдаваемая мощность панели солнечных элементов должна быть не менее 39 А×ч/20 или 1.95 Ампер.

один из проектов расположения оборудования гелио станции

Инвертор, в свою очередь, как центральный преобразователь, обязан выдерживать прохождение тока к потребителям, поэтому его параметры также выбираются в зависимости от максимальных требований сети.

Схема присоединения

Аккумулятор подключается к контроллеру питания, который в свою очередь, через предназначенные для этого контакты к солнечной батареи и преобразующему инвертору. От последнего уже и происходит общее питание потребителей.

Объединение мощности и емкости аккумуляторов

В тех случаях, когда емкости аккумулятора не хватает на удовлетворение потребностей, используется их параллельная связка, дающая объединение характеристик вместимости. В общем виде, аноды всех батарей соединяются между собой. С катодами производят аналогичное действие. Получившаяся связка будет равна по объему суммарной емкости всех аккумуляторов цепочки. Такая система позволяет намного уменьшить стоимость конструкции, используя несколько более мелких батарей, взамен одной большой.

схема объединения аккумуляторов для получения суммарной емкости

Рекомендуем подробнее ознакомиться с тем, как подключить солнечную батарею к аккумулятору, чтобы не испортить оборудование при первом включении.

Рекомендации по выбору аккумулятора

Лучшая батарея для гелио станции выбирается в первую очередь от ее объема, он должен быть достаточным для обеспечения всего требуемого количества питания. На второй позиции, всегда остаются отзывы и рейтинги конкретных изготовителей, которые можно узнать из СМИ и интернета. Ну и третьим фактором выступает цена на представленные в продаже накопительные устройства. К примеру, гелиевые аккумуляторы для солнечных панелей, дороже чем AGM, но в свою очередь, дешевле литий-ионных батарей. Здесь важно соблюсти баланс между желаемыми возможностями накопителя, обязательностью его обслуживания и ценой на конкретную продукцию.

солнечная батарея

Еще одним из стимулов, влияющих на выбор конкретной модели, может стать ее экологическая и эксплуатационная безопасность. В некоторых случаях лучше использовать менее емкие, но более надежные литиевые аккумуляторы. Они не вызывают вопросов у сэс, слабо греются и продаются дешевле прочих.

Видео по теме

Какой выбрать аккумулятор для солнечных панелей

Альтернативные источники энергии – ветро- и солнечные генераторы – успешно вытесняют централизованные электросети. Но чтобы такие станции были по-настоящему полезными, им необходим эффективный накопитель энергии. В этой статье мы поговорим об аккумуляторе для солнечных батарей, выясним, какой из них лучше и как его правильно выбрать.

Особенности эксплуатации и требования к АКБ для СЭС

Перечислим основные требования к аккумулятору для солнечных электростанций (СЭС). Их немного, но каждое важно.

Электрическая емкость.
От этой характеристики зависит, насколько непрерывным будет электроснабжение. В темное время суток АКБ – основной источник энергии, которого должно хватить до появления возможности подзарядки от солнца.

Какой выбрать аккумулятор для солнечных панелей

Срок службы.
Основной фактор – количество циклов заряда/разряда. Не все типы аккумуляторных батарей могут похвастаться большими цифрами, особенно при постоянном глубоком разряде. Кроме того, важен выбор оборудования – оно должно обеспечить правильный режим работы АКБ.

Обслуживание.
Обслуживание батареи должно быть максимально простым. В конце концов, мы хотим чувствовать себя комфортно при пользовании СЭС, а не превращать дом в аккумуляторный цех с горой оборудования и бутылями химических реактивов.

Какой выбрать аккумулятор для солнечных панелей

Безопасность.
Батарея должна быть безопасна при эксплуатации. Она не должна греться, выделять ядовитые вещества, что-то испарять, излучать, биться током и пр. Нам не нужны пожары и химические ожоги. Нам требуется свет – качественный и безопасный.

Какой выбрать аккумулятор для солнечных панелей

Безопасность зависит от правильной эксплуатации и обслуживания батареи. Потенциально все АКБ опасны, но при соблюдении элементарных, хотя и не всегда удобных правил практически все они безопасны.

Виды и типы аккумуляторов

Выбор АКБ для автономной электростанции начинают с ее типа. Их на сегодня с десяток. Какой выбрать? Кратко рассмотрим основные виды.

Свинцово-кислотные

Имеются в виду батареи с жидким электролитом. В этом виде АКБ пластины погружены в раствор серной кислоты, который плещется в корпусе АКБ в буквальном смысле слова. Это самый простой и доступный вариант. Основной его недостаток – необходимость в трудоемком обслуживании – доливка электролита, замеры плотности, контроль за газовыделением и постоянная вентиляция. Рабочее положение – только вертикальное. Количество циклов заряда/разряда невелико – 100-200.

Какой выбрать аккумулятор для солнечных панелей

AGM

В батареях этого типа тоже жидкий электролит, но им пропитаны специальные маты из стекловолокна. Такие АКБ называют герметичными, хотя это не совсем так – у них есть специальные предохранительные клапаны для отвода газов. Количество циклов заряда/глубокого разряда больше – до 300-400. Чувствительны к перезаряду, не нуждаются в обслуживании.

Какой выбрать аккумулятор для солнечных панелей

GEL (гелевые)

Это тоже свинцово-кислотные батареи, но электролит в них загущен силикагелем до консистенции пасты. Условно герметичные, необслуживаемые. Выдерживают до 450-500 циклов заряда/разряда. Легко переносят разряд до 80%. Работают в любом положении (предпочтительно в вертикальном). Чувствительны к перезаряду (может выпариться вода, долить которую, как и у AGM-конструкции, нельзя).

Какой выбрать аккумулятор для солнечных панелей

Панцирные

Свинцово-кислотные, имеют трубчатые электроды, обеспечивающие длительный срок службы – до 1 000 (герметичные) и до 1 500 (малообслуживаемые) циклов заряда/разряда. Отличаются повышенной емкостью при тех же габаритах и долговечностью. Дороже своих обычных собратьев. Стандартная маркировка: малообслуживаемые – PzS, герметизированные гелевые – PzV.

Какой выбрать аккумулятор для солнечных панелей

Аккумуляторы OPzS и OPzV

Это все те же панцирные батареи, но для объектов с требованиями повышенной надежности и долговечности. Обычно выпускаются большой емкости (до 1 200 А*ч, минимум 200 А*ч) в стационарном исполнении. Маркируются OPzS (малообслуживаемые в прозрачном корпусе), OPzV (герметизированные гелевые). У этого вида самая большая надежность и самый длительный срок службы из всех вышеперечисленных типов аккумуляторов.

Какой выбрать аккумулятор для солнечных панелей

Щелочные

В батареях этого типа используется щелочь. Отличительная особенность таких АКБ – способность выдерживать постоянный глубокий (до 90-98%) разряд без ухудшения характеристик. Количество циклов заряда/разряда – до 1 000. Бывают обслуживаемыми и малообслуживаемыми. Отличаются длительным сроком службы, составляющим для заливных никель-кадмиевых (NiCd) батарей порядка 20-25 лет.

Какой выбрать аккумулятор для солнечных панелей

Литиевые

Самые прогрессивные на сегодня батареи с высоким отношением габаритов/емкости. Имеют электроды из лития (отсюда название), электролит в виде пасты. Герметичные, не требуют обслуживания. Но литий-ионные аккумуляторы боятся глубокого разряда и перезарядки (могут загореться). Количество циклов заряда/разряда – до 2 000. Требуют специального контроллера заряда/разряда/балансировки (BMS-плата).

Какой выбрать аккумулятор для солнечных панелей

Как выбрать напряжение и емкость батареи

Еще один критерий, по которому выбирается аккумулятор для солнечной панели, – его номинальное напряжение и электрическая емкость. С напряжением все просто. Мы выбираем батарею, на работу с которой рассчитана конкретная солнечная панель. Точнее, ее контроллер. Обычно это 12 В для станций малой мощности и 24 или 48 В для электростанций помощнее.

Мнение эксперта
Алексей Бартош
Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Необязательно искать к, примеру, аккумуляторную батарею на 48 В. Проще собрать ее из батарей с меньшим напряжением. На рисунке ниже представлены схемы соединения четырех аккумуляторов на напряжение 12 В в батареи на 12, 24 и 48 В. Все три схемы имеют одинаковую энергоемкость – 4.8 кВт*ч.

Какой выбрать аккумулятор для солнечных панелей

Теперь о емкости. Теоретически энергии батареи должно хватить до следующего светового дня, когда она вновь начнет заряжаться. Но на практике все не так просто. Во-первых, световой день может оказаться не таким уж световым – пасмурно, снег, дождь. На такой форс-мажор, случающийся нередко, нужен запас.

Во-вторых, и это главное, – чем глубже разряжается аккумулятор, тем меньше он проживет. Для примера взглянем на зависимость количества циклов заряда/разряда и потери емкости от глубины разрядки кислотных АКБ.

Какой выбрать аккумулятор для солнечных панелей

Делая запас по емкости, мы существенно продлеваем срок эксплуатации батареи. Теоретически чем больше запас, тем лучше. При очень большой емкости батарея может не успеть зарядиться за световой день, но это другой вопрос – мощности солнечной батареи. Рассматривать его мы не будем – он не входит в тему статьи.

Чрезмерная емкость одновременно решает вопрос с длительной непогодой, когда зарядка АКБ затруднена или вообще не производится. Но лишние ампер*часы – это дополнительные расходы как финансов, так и места. Тут нужно знать меру, чтобы очередная замена блока АКБ не становилась финансовым апокалипсисом.

Какой выбрать аккумулятор для солнечных панелей

Выбирая АКБ для солнечной электростанции, обращайте внимание на тяговые, стационарные. Стартерный аккумулятор для этих целей подходит мало – у него небольшой срок службы и он не терпит постоянного глубокого разряда (40% – уже катастрофа).

Подведём итоги — что лучше и выгоднее выбрать

И, наконец, к вопросу, какие аккумуляторы лучше. Однозначного ответа нет. Одни долговечные, мощные, но дорогие. Другие бюджетные, но с посредственными характеристиками. Идеально установить литиевый вариант, но он дорогой и требует покупки специального контроллера. Щелочные, особенно никель-кадмиевые, тоже недешёвые и их непросто найти. А стандартный свинцово-кислотный контроллер, которым комплектуется подавляющее большинство солнечных панелей, придется заменить щелочным (номинальное напряжение ячейки – 1.37 В против 2 В у кислотных).

Оптимальным будет использование свинцово-кислотных батарей. Тем более большинство солнечных панелей комплектуются контроллерами для работы именно с такими типами АКБ. Ниже мы приведем таблицу расчета экономии, ориентируясь по которой, вы сможете выбрать подходящий для вас вариант как по цене, так и по долговечности и эффективности.

Таблица с расчетом стоимости покупки, стоимости цикла и срока службы АКБ (кликните для увеличения)

В этой статье мы поговорим об аккумуляторах для солнечных батарей, выясним, какими они бывают, какие из них лучше и какому отдать предпочтение. В последнее время альтернативные источники энергии – ветро- и солнечные генераторы – успешно вытесняют централизованные электросети. Но чтобы такие станции были по-настоящему полезными, им необходим эффективный накопитель энергии. В этой статье мы поговорим об аккумуляторе для солнечных батарей, выясним, какой из них лучше и как его правильно выбрать. Особенности эксплуатации и требования к АКБ для СЭС Перечислим основные требования к аккумулятору для солнечных электростанций (СЭС). Их немного, но каждое важно: Электрическая емкость. Именно от этой характеристики будет зависеть то, насколько непрерывным будет электроснабжение. В темное время суток АКБ – основной источник энергии, которого должно хватить до появления возможности подзарядки от солнца. 1 Солнечная панель заработает только утром, а пока вся надежда на аккумуляторы Срок службы. Здесь основной фактор – количество циклов зарядразряд. Далеко не все типы аккумуляторных батарей могут похвастаться большими цифрами, особенно при постоянном глубоком разряде. Кроме того, немаловажен выбор оборудования – оно должно обеспечить правильный режим работы АКБ. Обслуживание. Обслуживание батареи должно быть максимально простым. В конце концов, мы хотим чувствовать себя комфортно при пользовании СЭС, а не превращать свой дом в аккумуляторный цех с горой оборудования и бутылями химических реактивов. 2 Вам выбирать Безопасность. Батарея должна быть безопасна при эксплуатации. Она не должна греться, выделять ядовитые вещества, что-то испарять, излучать, биться током и пр. Нам не нужны пожары и химические ожоги. Нам нужен свет – качественный и безопасный. 3 Результат неправильной эксплуатации АКБ Важно! Безопасность зависит, прежде всего, от правильной эксплуатации и обслуживания батареи. Потенциально все АКБ опасны, но при соблюдении элементарных, хотя и не всегда удобных в плане эксплуатации правил практически все они достаточно безопасны. Виды и типы аккумуляторов Выбор АКБ для автономной электростанции следует начинать с ее типа. Их на сегодняшний день, наверное, с десяток. Какой выбрать? Кратко рассмотрим основные виды. Свинцово-кислотные Имеются в виду батареи с жидким электролитом. В этом виде АКБ пластины погружены в раствор серной кислоты, который плещется в корпусе АКБ в буквальном смысле слова. Это, пожалуй, самый простой и доступный вариант. Основной его недостаток – необходимость в достаточно трудоемком обслуживании – доливка электролита, замеры плотности, контроль за газовыделением и постоянная вентиляция. Рабочее положение – только вертикальное. Количество циклов заряд/разряд относительно невелико – 100-200. 4 Обслуживаемая АКБ с жидким электролитом AGM В батареях этого типа тоже жидкий электролит, но им пропитаны специальные маты из стекловолокна. Такие АКБ называют герметичными, хотя это не совсем так – они имеют специальные предохранительные клапаны для отвода газов. Количество циклов заряд/глубокий разряд несколько больше – до 300-400. Чувствительны к перезаряду, не нуждаются в обслуживании. 5 AGM батарея GEL (гелевые) Это тоже свинцово-кислотные батареи, но электролит в них загущен селикогелем до консистенции пасты. Условно герметичные, необслуживаемые. Выдерживают до 450-500 циклов заряд/разряд. Относительно легко переносят разряд до 80%. Могут работать в любом положении (предпочтительно в вертикальном). Чувствительны к перезаряду (может выпариться вода), долить которую, как и у AGM-конструкции невозможно. 6 Гелевый аккумулятор Панцирные Свинцово-кислотные, имеют трубчатые электроды, обеспечивающие длительный срок службы – до 1 000 (герметичные) и до 1 500 (малообслуживаемые) циклов заряд/разряд. Отличаются повышенной емкостью при тех же габаритах и долговечностью. Стоят существенно дороже своих обычных собратьев. Стандартная маркировка: малообслуживаемые - PzS, герметизированные гелевые - PzV. 7 Электроды панцирного аккумулятора Аккумуляторы OPzS и OPzV Это все те же панцирные батареи, но предназначенные для объектов с требованиями повышенной надежности и долговечности. Обычно выпускаются большой емкости (до 1 200 А*ч, минимум 200 А*ч) в стационарном исполнении. Маркируются OPzS (малообслуживаемые в прозрачном корпусе), OPzV (герметизированные гелевые). У этого вида самая большая надежность и самый большой срок службы из всех вышеперечисленных типов аккумуляторов. OPzS и OPzV Щелочные В батареях этого типа используется щелочь, откуда и название. Отличительная особенность таких АКБ – способность выдерживать постоянный глубокий (до 90-98 %) разряд без ухудшения характеристик. Количество циклов заряд/разряд – до 1 000. Бывают обслуживаемыми, и малообслуживаемыми. Отличаются длительным сроком службы, составляющем для заливных никель-кадмиевых (NiCd) батарей порядка 20-25 лет. 9 Щелочная обслуживаемая батарея Литиевые Самые прогрессивные на сегодняшний день батареи с высоким отношением габариты/емкость. Имеют электроды из лития (отсюда и название), электролит в виде пасты. Полностью герметичные, не требуют обслуживания. Но литий-ионные аккумуляторы боятся глубокого разряда и перезарядки (могут загореться). Количество циклов заряд/разряд – до 2 000. Требуют специальный контроллер заряда/разряда/балансировки (BMS-плата). 10 Литиевая батарея с встроенным контроллером BMS Как выбрать напряжение и емкость батареи Еще одним основным критерием, по которому выбирается аккумулятор для солнечной панели – его номинальное напряжение и электрическая емкость. С напряжением все более-менее просто. Мы выбираем батарею, на работу с которой рассчитана конкретная солнечная панель. Точнее, ее контроллер. Обычно это 12 В для станций малой мощности и 24 или 48 В для электростанций помощнее. На заметку. Совсем необязательно искать к, примеру, аккумуляторную батарею на 48 В. Намного проще собрать ее из батарей, имеющих меньшее напряжение. На рисунке ниже представлены схемы соединения четырех аккумуляторов на напряжение 12 В в батареи на 12, 24 и 48 В. Все три схемы имеют одинаковую энергоемкость – 4.8 кВт*ч. 11 Варианты получения батарей на разные рабочие напряжения Теперь по емкости. Теоретически энергии батареи должно хватить до следующего светового дня, когда она вновь начнет заряжаться. Но на практике все не так просто. Во-первых, световой день может оказаться не таким уж световым – пасмурно, снег, дождь. На такой форс-мажор, случающийся, впрочем, нередко, нужен какой-то запас. Во-вторых, и это главное, - чем глубже разряжается аккумулятор, тем меньше он проживет. Для примера взглянем на зависимость количества циклов заряд/разряд и потери емкости от глубины разрядки кислотных АКБ. 12 Зависимость количества циклов заряд/разряд от глубины разрядки АКБ Таким образом, делая запас по емкости, мы существенно продлеваем срок эксплуатации батареи. То есть теоретически чем больше запас, тем лучше. Другое дело, что при очень большой емкости батарея может не успеть зарядиться за световой день, но это уже совсем другой вопрос - вопрос мощности солнечной батареи. Рассматривать его мы не будем – он не входит в тему статьи. Чрезмерная емкость одновременно поможет решить и вопрос с длительной непогодой, когда зарядка АКБ затруднена или вообще не производится. Но стоит учитывать, что лишние ампер*часы – это дополнительные расходы как финансов, так и места, так что и тут нужно знать меру, чтобы очередная замена блока АКБ не становилась финансовым апокалипсисом. 13 Такая батарея для небольшого загородного домика – явный перебор. Важно! Выбирая АКБ для солнечной электростанции необходимо обращать внимание на тяговые, стационарные и солнечные виды (последние два, по сути, те же тяговые). Стартерный вид для этих целей подходит мало – он имеет малый срок службы и не терпит постоянного глубокого разряда (40% - уже катастрофа). Подведём итоги — что лучше и выгоднее выбрать И наконец, к вопросу какие аккумуляторы лучше. Однозначного ответа, как вы уже начали догадываться, нет. Одни долговечные, мощные, но дорогие. Другие бюджетные, но с посредственными характеристиками. Идеально, конечно, установить литиевый вариант, но он стоит дорого и требует покупки специального контроллера. Щелочные, особенно никель-кадмиевые тоже достаточно дороги и их непросто найти. Ну и стандартный свинцово-кислотный контроллер, которым комплектуются подавляющее большинство солнечных панелей, придется заменить на щелочной (номинальное напряжение ячейки – 1.37 В против 2 В у кислотных). Таким образом, на сегодняшний день самым оптимальным будет использование свинцово-кислотных батарей. Тем более, что, как было отмечено, большинство солнечных панелей комплектуются контроллерами для работы именно с такими типами АКБ. Ниже мы приведем таблицу расчета экономии, ориентируясь по которой, вы сможете выбрать подходящий для вас вариант как по цене, так и по долговечности и эффективности. Таблица, с расчетом стоимости покупки, стоимости цикла и срока службы АКБ 14 Вот мы и выяснили, какие аккумуляторы могут стоять на солнечной батарее. Вариантов множество. Какой выбрать – решать вам исходя из желаний и возможностей.

Мы выяснили, какие аккумуляторы могут стоять на солнечной батарее. Вариантов множество. Какой выбрать – решать вам исходя из желаний и возможностей.

Спасибо, помогло! 3

Сейчас читают:

Какой КПД у солнечных панелей и от чего он зависит

Источник https://vashumnyidom.ru/elektropitanie/alternativnaya-energiya/akkumulyator-dlya-solnechnyx-batarej.html

Источник https://acums.ru/alternativnye-istochniki/solnechnye-batarei/akkumulyator-dlya-solnechnykh-batarey

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *