Слънчеви батерии: преглед на видовете подходящи батерии и техните характеристики

Системите за алтернативна енергия все по-често се използват за осигуряване на жилищни сгради с електричество. Тъй като режимите на производство и потребление на електроенергия се различават, е необходимо да се осигури нейното натрупване за последваща възвръщаемост. Съгласен ли сте?

За да се използва енергия в необходимия от собственика период от време, във веригата са включени батерии за слънчеви батерии. Ще ви кажем как правилно да изберете устройства, проектирани да работят в цикли на зареждане и разреждане. Нашите препоръки ще ви помогнат да изберете най-добрия модел.

Батерии в системата за слънчева енергия на домакинството

Разбирането на методите и нюансите на използване на батерии при осигуряване на обект с електричество от слънчеви панели ще позволи правилния избор на устройства и ще осигури максимална ефективност на системата.

За да направите премерена покупка, трябва да разберете подробно методите за създаване на батериен масив (единица) и правилата за изчисляване на основните характеристики.

Методът за комбиниране на устройства в един масив

Жилищните и промишлени съоръжения консумират електрически товари, които надвишават възможностите на една батерия. В случай, че системата за слънчева енергия е проектирана за голям брой електрически уреди, е необходимо да се създаде масив батерии по примера на такава комбинация слънчеви панели.

Свързването на батерии към един масив за съхранение на електроенергия може да се извърши паралелно, сериен или смесен начин. Изборът зависи от необходимите изходни индикатори за мощност и напрежение.

В зависимост от начина, по който батериите са свързани помежду си, могат да се постигнат различни стойности на изходното напрежение, но не бива да се създават много сложни вериги, за да се избегне образуването на изравняващи токове между устройствата в масива

Акумулаторните батерии се поставят в къща или друга структура, за да осигурят температура на околната среда в диапазона от 10 до 25 градуса по Целзий над нулата и за да се предотврати навлизането на вода в тях. Това значително удължава живота на устройствата и намалява загубите на енергия.

Съвременните технологии за производство на акумулаторни батерии, предназначени за поставяне в жилищни сгради, предвиждат засилени мерки за опазване на околната среда. Поради това не е необходимо да се предприемат специални мерки за интензивна вентилация на помещението. Те обаче не трябва да бъдат разположени в дневни.

Тъй като батериите имат значително тегло (устройство от 12 волта и 200 Ah тежи около 70 кг), те трябва да бъдат поставени на пода или върху трайни и сигурно фиксирани стелажи.

Необходимо е да се предотврати вероятността батериите да паднат от височина, тъй като в този случай те ще се провалят, а системите с течен електролит също са опасни за човешкото здраве, когато са под налягане.

С увеличаване на дължината на захранващия кабел, електрическото съпротивление се увеличава, което води до намаляване на ефективността на системата. Затова практикувайте да поставяте батериите близо една до друга, за да сведете до минимум общата дължина на проводниците.

Багажникът трябва да поддържа големи натоварвания. И така, блок от осем дву амперни батерии тежи повече от половин тон

Характеристики на системата

При паралелно и комбинирано серийно-паралелно свързване на батериите в един масив, устройствата могат да бъдат небалансирани по ниво на зареждане. Това води до факта, че устройството няма да работи в пълен цикъл, което означава, че неговият ресурс ще се работи по-бързо.

Системата за генериране на електричество от слънцето винаги се доставя контрольоркойто контролира зареждането на батерията. В случай на създаване на масив батерии, е необходимо допълнително да се инсталират изравнителни джъмпери.

За да се избегнат проблеми с неравномерното зареждане и разреждане на батерии, интегрирани в един масив, е необходимо да се използват устройства от същия модел, а още по-добре - една партида. Това правило е приложимо не само за системите за слънчева енергия.

Сега почти цялото жилище може да бъде снабдено с устройства, работещи от мрежа от 12 или 24 волта, включително хладилници, телевизори и т.н. Въпреки това окабеляването с такова напрежение в цялата къща няма смисъл, тъй като текущата мощност ще бъде много голяма.

Така че, когато реализирате такава идея, е необходим скъп кабел с голямо напречно сечение на проводници и ще има големи загуби от електрическо съпротивление.

За почти всички домакински уреди има модели, които работят в 12-волтова DC мрежа. Ако окабеляването на електрическия кабел не е твърде дълго, тогава може да се използва система с ниско напрежение.

Следователно, в непосредствена близост до комплекта батерии инвертор - устройство за преобразуване на електрическо напрежение.

В допълнение, действителното изходно напрежение от батерията може да се различава леко от декларираното. Така че напълно заредените са популярни за използване в схема със соларни панели гел батериите произвеждат напрежение 13-13,5 Волта, така че инверторът действа като стабилизатор.

Изчисляване на необходимия капацитет на батерията

Капацитетът на батерията се изчислява въз основа на приблизителния период на живота на батерията без презареждане и общата консумация на енергия на електрическите уреди.

Средната стойност за мощността на уреда във времето може да се изчисли, както следва:

P = p₁ * (Т₁ / Т₂),

когато:

• P₁ - номинална мощност на устройството;
• T₁ - време за работа на устройството;
• T₂ - общо прогнозирано време.

Почти в цяла Русия има дълги периоди, когато слънчеви панели няма да работи поради лошо време.

Инсталирането на големи масиви батерии за тяхното пълно натоварване само няколко пъти в годината е нерентабилно. Следователно, изборът на интервала от време, през който устройствата ще работят само при разреждане, трябва да се подхожда на базата на средната стойност.

Количеството енергия, генерирано от слънчеви панели, зависи от плътността на облаците. Ако облачното време в региона не е рядкост, тогава липсата на входяща мощност трябва да се вземе предвид при изчисляване на обема на батерията

Ако планирате да използвате съхранената енергия през деня, например в слънчево отопление, най-добре е да вземете малко по-дълъг интервал, например 30 часа, като изчисление.

В случай на дълъг период, когато не е възможно да се използват слънчеви панели, е необходимо да се приложи друга система за производство на електричество, базирана например на дизелов или газов генератор.

100% заредена батерия може, преди да се разреди напълно, да даде енергия, която може да се изчисли по формулата:

P = U x I

когато:

• U е напрежението;
• I е силата на тока.

И така, една батерия с параметри на напрежението 12 волта и сила на тока 200 ампера може да генерира 2400 вата (2,4 кВт). За да се изчисли общата мощност на няколко батерии, е необходимо да се добавят стойностите, получени за всяка от тях.

В продажба има батерии с голям индикатор за мощност, но те са скъпи. Понякога е много по-евтино да закупите няколко обикновени устройства в комплект с свързващи кабели

Резултатът трябва да се умножи по няколко редуциращи фактора:

• Ефективност на инвертора. С правилната координация на напрежението и мощността на входа на инвертора ще бъде достигната максималната стойност от 0,92 до 0,96.
• Ефективност на силови кабели. Намаляването на дължината на проводниците, свързващи батериите, и разстоянието до инвертора е необходимо за намаляване на електрическото съпротивление. На практика стойността на индикатора е от 0,98 до 0,99.
• Минимално изтощение на батерията. За всяка батерия има по-ниска граница на зареждане, преодолявайки която експлоатационният живот на устройството е значително намален. Обикновено контролерите задават минималната стойност на зареждане на 15%, така че коефициентът е около 0,85.
• Максимално допустима загуба на капацитет преди смяна на батериите. С течение на времето настъпва стареенето на устройствата, увеличавайки вътрешната им устойчивост, което води до необратимо намаляване на капацитета им. Използвайте устройства, чийто остатъчен капацитет е по-малък от 70% е нерентабилен, така че стойността на индикатора трябва да се приеме като 0.7.

Противно на общоприетото мнение, ефективността на батерията - съотношението на получената и доставена електроенергия не трябва да се включва в изчислението. Индикаторът за капацитета на батерията, посочен в техническата документация, отчита възможното количество връщане.

В резултат на това стойността на интегралния коефициент при изчисляване на необходимия капацитет за новите батерии ще бъде приблизително 0,8, а за старите батерии преди отписването им - 0,55.

За да осигурите на къщата електричество с цикъл на зареждане и заряд от 1 ден, ще са необходими 12 батерии. Когато един блок от 6 устройства работи при разреждане, вторият блок ще се зарежда

Максимално допустими токове

За всяка батерия максималният допустим ток на зареждане е посочен в техническата документация. Превишаването на тази стойност води до прегряване на устройството, рязко и неотменимо намаляване на неговата производителност.

Ето защо, когато избирате батерии за системи за сглобяване на батерии трябва да се гарантира, че те могат да гарантират потреблението на електроенергия, генерирана от слънчеви панели.

Друг важен индикатор е допустимият ток на разреждане:

• Редовен ток на разреждане, за работа с чиято стойност (или по-ниска стойност) е предназначена батерията. Работата на цялото електрическо оборудване, свързано към системата, трябва да бъде осигурено с този индикатор.
• Максималният разряден ток, който устройството може да даде за кратко време при пикови натоварвания. Такива натоварвания могат да възникнат, когато включите някакво оборудване, например хладилни или климатични компресори.

Превишаване за дълго време на първия индикатор или краткосрочен - вторият води до преждевременно износване на батерията. С остаряването на устройствата тези показатели намаляват с 20-30%, което също трябва да се вземе предвид.

Характеристики на устройството и основни параметри

Автомобилните акумулатори не са проектирани да работят с голям брой цикли на зареждане и разреждане. За алтернативна и резервна енергия използвайте различен тип устройство. Тъй като цената им е висока, е необходимо внимателно да проучите всички параметри, преди да закупите.

Режимите на работа на батерията в колата и в системата за алтернативна енергия са толкова различни, че нейното предназначение е посочено дори на самото устройство

Използвани видове за алтернативна енергия

Почти всички батерии, използвани в алтернативна енергия и инсталирани в сгради, не се нуждаят от поддръжка. Потребителят не е в състояние да извършва физически операции с тях, които влияят на тяхната структура.

Това се прави, за да се сведе до минимум рискът от физически или химически въздействия на батериите върху хора, въздух и предмети около тях. Поради това не е необходимо подробно проучване на структурата и физико-химичните нюанси на работата на различни видове батерии. Трябва да се обърне повече внимание на разликите в основните технически характеристики на устройствата.

OPzS батериите са направени като най-простите оловно-киселинни устройства. Промяната на формата на положителната плоча ви позволява да осигурите значително по-голям брой цикли на зареждане и разреждане в сравнение с автомобилните колела.

Недостатъкът е наличието на течен електролит, който може да бъде опасен при понижаване на налягането. Ниша със средна цена.

Алкалните (никелови) батерии се използват рядко поради имунитета им към ниски токове при зареждане и необходимостта да преминат през пълен цикъл от заредено до изпразнено състояние. В противен случай капацитетът на батерията ще намалее.

Също така тези устройства имат повече тегло и размери от конкурентите със същия капацитет. Опасност при понижаване на налягането. Ниша с ниска цена.

Освобождаването от налягането на акумулатора е възможно в случай на вътрешен дефект, прекомерна мощност на тока за зареждане, падане от височина или работа в неподходящи условия. Най-големите проблеми ще създават устройства, съдържащи опасни течности по време на изпаряване.

В AGM батериите електролитът е свързан в структура от фибростъкло. Те могат да бъдат заредени с малки токове. Почти безопасни и заемат средна ценова ниша сред конкурентите.

Силициевият оксид се добавя към електролита в GE (гел) батерии, в резултат на което той е в състояние на гел.Устройствата имат висока степен на безопасност и добри показатели. Висока ценова ниша.

Батериите с алтернативна енергия не се продават в автомобилните магазини. Можете да ги закупите във фирми, продаващи соларни панели, вятърни турбини или онлайн

Батериите на базата на литий (например модели на литий-желязо-фосфат) имат много добри характеристики, компактни са, имат значително по-ниско тегло и са практически безопасни. Цената им обаче е значително по-висока от тази на конкурентните типове устройства, дори геловите.

От гледна точка на съотношението цена-производителност, гелът и литиевите батерии са най-атрактивни. Но еднократните стартиращи инвестиции в тях са много големи, поради което устройства от други видове също са широко разпространени на пазара на батерии за алтернативна енергия.

На вътрешния пазар активно се търсят следните марки батерии:

Представените батерии се характеризират с отлична производителност и достъпна цена.

Избор на модел на батерията

Основните параметри на батериите за слънчева енергия, на които трябва да обърнете внимание, когато купувате следните:

• напрежение и капацитет, които определят мощността на батерията;
• дълбочина на безопасно максимално разреждане, при спазването на която е възможно батерията да функционира, както е заявено от производителя;
• гарантиран брой цикли на зареждане и разреждане при спазване на всички технически условия;
• стойност на саморазреждане, характеризираща интензивността на загубата на енергия в заредена батерия при празен ход;
• максималният ток на заряд, който определя количеството електроенергия за единица време, което батерията е в състояние да приеме, без да се засяга по-нататъшната работа;
• номинален разряден ток, който определя количеството електроенергия за единица време, което батерията е в състояние да достави за дълго време, без да се засяга по-нататъшната работа;
• максимален ток на разреждане, който определя количеството електроенергия за единица време, което батерията е в състояние да достави за кратко време, без да влияе на по-нататъшната работа;
• оптимална температура за устройството;
• размера и теглото на батерията, познаването на които е необходимо, за да изберете тяхното местоположение и метод на инсталиране.

Всички тези параметри са описани в техническата документация, която е публикувана по електронен път на сайта на всички големи производители.

Изводи и полезно видео по темата

Преглед на нюансите на функционирането на различни видове батерии за слънчеви системи:

Сравнения на различни видове стартерни батерии. Плюсове и минуси за алтернативна енергия:

Опит с литиеви (LiFePo4) батерии. Истинският блок на автомобилните устройства, нюансите на неговата работа:

Правилният избор на батерии според техните параметри ще гарантира надеждна работа на алтернативна енергийна система. Не е необходимо да спестявате прекомерно на захранващия блок - първоначалната начална инвестиция ще се изплати за безпроблемната работа на системата за няколко години напред.

Моля, оставете коментари в блока по-долу, задавайте въпроси, публикувайте снимки по темата на статията. Разкажете ни как сте избрали батерии за вилна мини електроцентрала от слънчеви панели. Споделете информация, която ще бъде полезна за посетителите на сайта.