Bateries solars: una visió general del tipus de bateries adequades i de les seves característiques

Els sistemes d’energia alternativa s’utilitzen cada cop més en subministrar electricitat als edificis residencials. Com que els modes de generació i consum d’electricitat difereixen, cal assegurar-ne l’acumulació per a rendiments posteriors. Esteu d’acord?

Per tal d’utilitzar l’energia en el període de temps requerit pel propietari, s’inclouen bateries per a bateries solars al circuit. Li direm com seleccionar correctament els dispositius dissenyats per funcionar en els cicles de càrrega i descàrrega. Les nostres recomanacions us ajudaran a triar el millor model.

Bateries del sistema d’energia solar domèstica

Comprendre els mètodes i els matisos d’utilitzar les bateries a l’hora d’aportar un objecte amb energia elèctrica a partir de panells solars permetrà la selecció correcta dels dispositius i proporcionarà la màxima eficiència del sistema.

Per fer una compra mesurada, heu d’entendre a fons els mètodes de creació d’una matriu de bateries (unitat) i les regles per calcular les característiques principals.

El mètode de combinar dispositius en una única matriu

Les instal·lacions residencials i industrials consumeixen càrregues elèctriques que superen les capacitats d’una sola bateria. En cas que el sistema d’energia solar estigui dissenyat per a un gran nombre d’aparells elèctrics, és necessari crear una matriu de bateries segons l’exemple d’una combinació d’aquest tipus. plaques solars.

La connexió de bateries a una sola matriu d’emmagatzematge d’electricitat es pot fer de manera paral·lela, seriada o mixta. L'elecció depèn dels indicadors de potència i tensió necessaris.

Segons la manera de connectar les bateries entre si, es poden assolir diferents valors de la tensió de sortida, no obstant això, no s’han de crear circuits molt complexos per evitar la formació de corrents igualadors entre els dispositius de la matriu.

Les bateries recarregables es col·loquen en una casa o una altra estructura per proporcionar una temperatura ambient que oscil·la entre 10 i 25 graus centígrads per sobre de zero i per evitar que hi entri aigua. Això allarga significativament la vida útil dels dispositius i redueix les pèrdues d’energia.

Les modernes tecnologies per a la producció de bateries recarregables destinades a la col·locació en edificis residencials preveuen augmentar les mesures de seguretat ambiental. Per tant, no cal prendre mesures especials per a la ventilació intensiva de la sala. Tot i això, no s’han d’ubicar a les sales d’estar.

Atès que les bateries tenen un pes important (un dispositiu de 12 volts i 200 Ah pesa uns 70 kg), s'han de posar al terra o en bastidors duradors i fixats de manera segura.

Cal evitar la probabilitat que les bateries caiguin des de l’alçada, ja que en aquest cas fallen i els sistemes amb electròlit líquid també són perillosos per a la salut humana quan estan despresuritzats.

Amb un augment de la longitud del cable d’alimentació, augmenta la resistència elèctrica, cosa que comporta una disminució de l’eficiència del sistema. Per tant, practiqueu col·locar les bateries a prop de les altres per minimitzar la longitud total dels cables.

El suport de bateries ha de suportar càrregues pesades. Així doncs, un bloc de vuit bateries de dos amperis pesa més de mitja tona

Característiques del sistema

Amb la connexió de bateries paral·leles i combinades en sèrie i paral·leles en una única matriu, els dispositius es poden desequilibrar pel nivell de càrrega. Això comporta que el dispositiu no funcionarà en un cicle complet, cosa que significa que el seu recurs es treballarà més ràpidament.

El sistema per generar electricitat a partir del sol sempre es subministra supervisorque controla la càrrega de la bateria. En el cas de crear una sèrie de piles, també cal instal·lar saltadors de càrrega igualadors.

Per evitar problemes de càrrega i descàrrega desigual de bateries integrades en una única matriu, és necessari utilitzar dispositius del mateix model i, encara millor, un lot. Aquesta regla és rellevant no només per als sistemes d’energia solar.

Ara gairebé tota la carcassa es pot disposar de dispositius que funcionen des d’una xarxa de 12 o 24 volts, incloent-hi frigorífics, televisors, etc. Tanmateix, el cablejat amb tanta tensió a tota la casa no té sentit, ja que la potència actual serà molt gran.

De manera que, a l’hora d’aplicar aquesta idea, cal un cable car amb una gran secció de conductors i es produiran grans pèrdues per resistència elèctrica.

Per a gairebé tots els electrodomèstics, hi ha models que operen en una xarxa de 12 volts de corrent continu. Si el cablejat del cable elèctric no és massa llarg, es pot utilitzar un sistema de baixa tensió.

Per tant, a les immediacions de les bateries posades inversor - un dispositiu per convertir la tensió elèctrica.

A més, la tensió de sortida real de la bateria pot diferir lleugerament de la declarada. Per tant, es paguen completament per ser utilitzats en circuit amb plaques solars les bateries de gel produeixen un voltatge de 13-13.5 volts, de manera que l’inversor actua com a estabilitzador.

Càlcul de la capacitat necessària de la bateria

La capacitat de les bateries es calcula en funció del període estimat de durada de la bateria sense recàrrega i el consum total d’energia d’aparells elèctrics.

La potència mitjana de l'interval de temps de l'aparell es pot calcular de la manera següent:

P = p₁ * (T₁ / T₂),

On:

• Pàg₁ - potència nominal del dispositiu;
• T₁ - temps de funcionament del dispositiu;
• T₂ - temps total estimat

Gairebé a tota Rússia hi ha llargs períodes plaques solars no funcionarà a causa del mal temps.

Instal·lar grans matrius de bateries per a la seva càrrega completa només algunes vegades a l'any no és rendible. Per tant, cal triar l'interval de temps durant el qual els dispositius només treballaran en descàrrega en funció del valor mitjà.

La quantitat d’energia generada pels panells solars depèn de la densitat dels núvols. Si el clima ennuvolat a la regió no és infreqüent, caldrà tenir en compte la manca de potència entrant quan es calcula el volum de la bateria

Si teniu previst utilitzar l’energia emmagatzemada durant el dia, per exemple, a calefacció solar, el càlcul és millor prendre un interval lleugerament més llarg, com ara 30 hores, com ara el càlcul.

En el cas que no sigui possible utilitzar plaques solars, cal aplicar un altre sistema de generació d’electricitat, basat, per exemple, en un generador de gasoil o gasoil.

Una bateria 100% carregada pot, abans que es descarregui del tot, donar energia, que es pot calcular mitjançant la fórmula:

P = U x I

On:

• U és la tensió;
• Jo sóc la força actual.

Així doncs, una bateria amb paràmetres de tensió de 12 volts i la potència actual de 200 amperes pot generar 2400 watts (2,4 kW). Per calcular la potència total de diverses bateries, cal afegir els valors obtinguts per a cadascuna d’elles.

Hi ha bateries amb un gran indicador d’energia a la venda, però són cares. De vegades és molt més barat comprar diversos dispositius ordinaris amb cables de connexió

El resultat s'ha de multiplicar per diversos factors reductors:

• Eficiència inversora. Amb la correcta coordinació de la tensió i la potència a l'entrada a l'inversor, s'assolirà el valor màxim de 0,92 a 0,96.
• Eficiència dels cables d’alimentació. Per reduir la resistència elèctrica és necessari minimitzar la longitud dels cables que connecten les bateries i la distància a l’inversor. A la pràctica, el valor de l’indicador és de 0,98 a 0,99.
• Drenatge mínim de la bateria. Per a qualsevol bateria, hi ha un límit de càrrega inferior, la qual cosa supera la vida útil del dispositiu de manera significativa. Normalment, els controladors estableixen el valor de càrrega mínim al 15%, de manera que el coeficient és d’uns 0,85.
• Pèrdua màxima de capacitat permesa abans de canviar les bateries. Amb el pas del temps, es produeix l’envelliment dels dispositius, augmentant la seva resistència interna, cosa que comporta una disminució irreversible de la seva capacitat. Utilitzeu dispositius amb una capacitat residual inferior al 70% que no sigui rendible, per la qual cosa el valor de l’indicador s’hauria de considerar com a 0,7.

Al contrari de la creença popular, no s'hauria d'incloure en el càlcul l'eficiència de la bateria: la relació de l'electricitat rebuda i la proporcionada. L’indicador de la capacitat de la bateria indicat a la documentació tècnica té en compte la possible quantitat de devolució.

Com a resultat, el valor del coeficient integral per calcular la capacitat necessària per a les bateries noves serà d'aproximadament 0,8, i per a les bateries antigues, abans de deixar-les escriure - 0,55.

Per proporcionar a la casa l'electricitat amb un cicle de descàrrega de 1 dia, es requereixen 12 bateries. Quan es descarregui un bloc de 6 dispositius, es carregarà el segon bloc

Màxims corrents admissibles

Per a cada bateria, s’especifica la corrent de càrrega màxima admesa a la documentació tècnica. La superació d’aquest valor comporta un sobreescalfament del dispositiu, una disminució brusca i irrevocable del seu rendiment.

Per tant, a l’hora d’escollir piles per a sistemes de muntatge de bateries s’ha de procurar que puguin assegurar el consum d’electricitat generat per les plaques solars.

Un altre indicador important és el corrent de descàrrega admissible:

• Corrent de descàrrega regular, per funcionar amb el valor de (o un valor inferior) destinat a la bateria. El funcionament de tots els equips elèctrics connectats al sistema ha d’anar proveït d’aquest indicador.
• El màxim de corrent de descàrrega que el dispositiu pot donar durant un temps curt en càrregues punta. Aquestes càrregues es poden produir quan encén alguns equips, com compressors de refrigeració o climatització.

Superar durant molt de temps el primer indicador o a curt termini, el segon condueix a un desgast prematur de la bateria. Amb l’envelliment dels dispositius, aquests indicadors disminueixen un 20-30%, cosa que també s’ha de tenir en compte.

Característiques del dispositiu i paràmetres principals

Les bateries del cotxe no estan dissenyades per funcionar amb un gran nombre de cicles de càrrega i descàrrega. Per obtenir energia alternativa i de còpia de seguretat, utilitzeu un tipus diferent de dispositiu. Com que el seu cost és elevat, és necessari estudiar detingudament tots els paràmetres abans de comprar.

Els modes de funcionament de la bateria del cotxe i del sistema d’energia alternativa són tan diferents que el seu propòsit està indicat fins i tot en el propi dispositiu

Tipus utilitzats per a energia alternativa

Gairebé totes les bateries utilitzades en energia alternativa i instal·lades en edificis no tenen manteniment. L’usuari no és capaç de realitzar operacions físiques amb elles que afectin la seva estructura.

Això es fa per minimitzar el risc d’efectes físics o químics de les bateries sobre les persones, l’aire i els objectes que els envolten. Per tant, no cal l'estudi detallat de l'estructura i els matisos fisicoquímics del funcionament de diversos tipus de bateries. S’ha de prestar més atenció a les diferències en les principals característiques tècniques dels dispositius.

Les bateries OPzS estan fabricades com els dispositius més simples d’àcid plom. El canvi en la forma de la placa positiva permet proporcionar un nombre de cicles de càrrega i descàrrega significativament més gran que els homòlegs d'automoció.

L’inconvenient és la presència d’electròlits líquids, que poden ser perillosos quan estan despresuritzats. Nínxol de preu mitjà.

Les bateries alcalines (níquel) rarament s’utilitzen per la seva immunitat a corrents baixos quan es carrega i per la necessitat de passar per un cicle complet des de l’estat de càrrega fins a l’alta. En cas contrari, la capacitat de la bateria disminuirà.

A més, aquests dispositius tenen més pes i dimensions que els competidors de la mateixa capacitat. Perill en depressurització. Nínxol de baix preu.

La despresurització de la bateria és possible en cas que es produeixi un defecte intern, una potència excessiva del corrent de càrrega, que caigui des de la seva alçada o funcionés en condicions inadecuades. Els majors problemes els crearan els dispositius que contenen líquids perillosos durant l’evaporació.

A les bateries AGM, l'electròlit s'uneix en una estructura de fibra de vidre. Es poden carregar amb petits corrents. Gairebé segur i ocupen un nínxol de preu mitjà entre els competidors.

L’òxid de silici s’afegeix a l’electròlit a les bateries GE (gel), a conseqüència del qual es troba en gel.Els dispositius tenen un alt grau de seguretat i bon rendiment. Nínxol d’alt preu.

Les bateries d’energia alternativa no es venen a les botigues d’automòbils. Podeu comprar-les a empreses que venen plaques solars, aerogeneradors o en línia

Les bateries basades en liti (per exemple, els models de liti-ferro-fosfat) tenen molt bones característiques, són compactes, tenen un pes significativament inferior i són pràcticament segures. Tot i això, el seu cost és significativament superior al dels tipus competitius de dispositius, fins i tot els de gel.

Des del punt de vista de la relació qualitat-preu, les bateries tipus gel i liti són les més atractives. Però les inversions inicials inicials en elles són molt grans, per tant, els dispositius d’altres tipus també es distribueixen àmpliament al mercat de bateries d’energia alternativa.

Al mercat intern, les següents marques de bateries tenen una demanda activa:

Les bateries presentades es caracteritzen per tenir un excel·lent rendiment i un preu assequible.

Selecció del model de bateria

Els principals paràmetres de les bateries d’energia solar, que heu de prestar atenció a l’hora de comprar els següents:

• tensió i capacitança que determinen la potència de la bateria;
• profunditat de descàrrega màxima segura, en la mesura de la qual és possible que la bateria funcioni tal com ha declarat el fabricant;
• nombre garantit de cicles de càrrega i descàrrega, subjectes a totes les condicions tècniques;
• valor d’autocàrrega, caracteritzant la intensitat de la pèrdua d’energia en una bateria carregada quan es troba en ralentí;
• el corrent de càrrega màxima, que determina la quantitat d’electricitat per unitat de temps que pot prendre la bateria sense afectar el funcionament més
• corrent de descàrrega nominal, que determina la quantitat d'electricitat per unitat de temps que la bateria és capaç de subministrar durant molt de temps sense perjudici de les operacions posteriors;
• corrent de descàrrega màxima, que determina la quantitat d'electricitat per unitat de temps que la bateria és capaç de subministrar durant un temps curt, sense afectar el funcionament més;
• temperatura òptima per al dispositiu;
• la mida i el pes de la bateria, el coneixement del qual és necessari per seleccionar la seva ubicació i mètode d’instal·lació.

Tots aquests paràmetres es descriuen a la documentació tècnica, que es publica electrònicament al lloc de tots els principals fabricants.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Visió general dels matisos del funcionament de diferents tipus de bateries per a sistemes solars:

Comparatives de diferents tipus de bateries d’arrencada. Pros i contres per a l’energia alternativa:

Experiència amb bateries de liti (LiFePo4). El veritable bloc d’aparells d’automòbils, els matisos del seu treball:

L’elecció correcta de les bateries segons els seus paràmetres garantirà el funcionament fiable d’un sistema d’energia alternativa. No cal estalviar excessivament a la unitat d’emmagatzematge d’energia, la inversió inicial inicial donarà els seus efectes pel bon funcionament del sistema durant els propers anys.

Deixeu comentaris al bloc següent, feu preguntes, publiqueu fotos sobre el tema de l'article. Expliqueu-nos sobre com heu escollit les bateries per a una central elèctrica de cases rurals mitjançant panells solars. Compartiu informació que serà útil per als visitants del lloc.