סוללות סולאריות: סקירה כללית של סוגי המצברים המתאימים ותכונותיהם

מערכות אנרגיה חלופיות משמשות יותר ויותר לספק אספקת חשמל למבני מגורים. מכיוון שמצבי הייצור והצריכה של חשמל שונים זה מזה, יש צורך להבטיח את הצטברותו להחזרות לאחר מכן. האם אתה מסכים?

על מנת להשתמש באנרגיה בפרק הזמן הנדרש על ידי הבעלים, סוללות סוללות סולאריות כלולות במעגל. אנו נספר לכם כיצד לבחור נכון מכשירים המיועדים לעבוד במחזורי טעינה ופריקה. ההמלצות שלנו יעזרו לכם לבחור את הדגם הטוב ביותר.

מצברים במערכת האנרגיה הסולארית הביתית

הבנת השיטות והניואנסים של שימוש בסוללות בעת אספקת אובייקט חשמל מפאנלים סולאריים תאפשר בחירה נכונה של מכשירים ותספק יעילות מערכת מקסימאלית.

כדי לבצע רכישה מדודה, עליכם להבין היטב את השיטות ליצירת מערך סוללה (יחידה) ואת הכללים לחישוב המאפיינים העיקריים.

שיטת שילוב המכשירים למערך יחיד

מתקני מגורים ותעשייה צורכים עומסים חשמליים החורגים מהיכולות של סוללה יחידה. במקרה שמערכת האנרגיה הסולארית מיועדת למספר גדול של מכשירי חשמל, יש צורך ליצור מערך סוללות על פי הדוגמא לשילוב כזה. פאנלים סולאריים.

חיבור סוללות למערך אחסון חשמל יחיד יכול להתבצע באופן מקביל, סדרתי או מעורב. הבחירה תלויה במדדי הפלט הנדרשים של מתח ומתח.

בהתאם לאופן שבו הסוללות מחוברות זו לזו, ניתן להשיג ערכים שונים של מתח היציאה, עם זאת, אין ליצור מעגלים מורכבים מאוד על מנת למנוע היווצרות של זרמי השוואה בין התקנים במערך.

סוללות נטענות מונחות בבית או במבנה אחר בכדי לספק טמפרטורת הסביבה בטווח שבין 10 ל 25 מעלות צלזיוס מעל אפס וכדי למנוע כניסה של מים לתוכם. זה מאריך משמעותית את חיי המכשירים ומקטין הפסדי אנרגיה.

טכנולוגיות מודרניות לייצור סוללות נטענות המיועדות להצבה בבנייני מגורים מספקות אמצעי בטיחות סביבתיים מוגברים. לכן, אין צורך לנקוט באמצעים מיוחדים לאוורור אינטנסיבי של החדר. עם זאת, הם לא צריכים להיות ממוקמים בחדרי מגורים.

מכיוון שיש לסוללות משקל משמעותי (מכשיר 12 וולט ו -200 אה שוקל כ -70 ק"ג), יש להניח אותן על הרצפה או על מתלים עמידים וקבועים היטב.

יש צורך למנוע את הסבירות שהסוללות ייפולו מגובה, מכיוון שבמקרה זה הן ייכשלו, ומערכות עם אלקטרוליט נוזלי גם הן מסוכנות לבריאות האדם כאשר הם במצב של לחץ.

עם עלייה באורך כבל החשמל, ההתנגדות החשמלית עולה, מה שמוביל לירידה ביעילות המערכת. לכן, תרגלו להציב את הסוללות זה לזה בכדי למזער את האורך הכולל של החוטים.

על מתלה הסוללה לתמוך בעומסים כבדים. אז גוש שמונה סוללות דו אמפר שוקל יותר מחצי טון

תכונות המערכת

עם חיבור מקבילי ומשולב של סדרות מקבילות של הסוללות למערך יחיד, מכשירים ניתנים לאיזון לפי רמת הטעינה. זה מוביל לעובדה שהמכשיר לא יתפקד במחזור מלא, מה שאומר שהמשאב שלו יעבוד מהר יותר.

המערכת לייצור חשמל מהשמש מסופקת תמיד מפקחהשולט בטעינת הסוללה. במקרה של יצירת מערך של סוללות, יש צורך בהתקנת מגשרים טעינה משווים.

על מנת להימנע מבעיות של טעינה ופריקה לא אחידות של סוללות המשולבות במערך יחיד, יש צורך להשתמש במכשירים מאותו דגם, ואף יותר טוב - אצווה אחת. כלל זה רלוונטי לא רק למערכות אנרגיה סולארית.

כעת כמעט וכל הדיור יכול להיות מצויד במכשירים הפועלים מרשת של 12 או 24 וולט, כולל מקררים, טלוויזיות וכו '. עם זאת, חיווט עם מתח כזה ברחבי הבית אינו הגיוני, שכן הכוח הנוכחי יהיה גדול מאוד.

לכן, בעת הטמעת רעיון כזה, יש צורך בכבל יקר עם חתך גדול של מוליכים ויהיו הפסדים גדולים מהתנגדות חשמלית.

כמעט לכל מכשירי חשמל ביתיים ישנם דגמים שפועלים ברשת 12 וולט DC. אם החיווט של כבל החשמל אינו ארוך מדי, ניתן להשתמש במערכת מתח נמוך.

לכן, בסביבתם הקרובה של המצברים שנקבעו מהפך - מכשיר להמרת מתח חשמלי.

בנוסף, מתח היציאה בפועל מחבילת הסוללה עשוי להיות שונה מעט מזה המוצהר. אז, טעונים במלואה פופולריים לשימוש ב- מעגל עם פאנלים סולאריים סוללות ג'ל מייצרות מתח של 13-13.5 וולט, ולכן המהפך משמש כמייצב.

חישוב קיבולת הסוללה הנדרשת

קיבולת הסוללות מחושבת על פי התקופה המשוערת של חיי הסוללה ללא טעינה וצריכת החשמל הכוללת של מוצרי חשמל.

ניתן לחשב את הממוצע לאורך זמן מרווח הזמן של המכשיר באופן הבא:

P = p₁ * (ת₁ / ת₂),

איפה:

• ע₁ - כוח מדורג של המכשיר;
• ט₁ - זמן הפעלת מכשיר;
• ט₂ - זמן משוער כולל.

כמעט בכל רוסיה יש תקופות ארוכות בהן פאנלים סולאריים לא יעבוד בגלל מזג אוויר גרוע.

התקנת מערכי סוללות גדולים בעומסם המלא רק כמה פעמים בשנה אינה רווחית. לכן יש לגשת לבחירת מרווח הזמן במהלכו המכשירים יעבדו רק על פריקה על סמך הערך הממוצע.

כמות האנרגיה המופקת מפאנלים סולאריים תלויה בצפיפות העננים. אם מזג אוויר מעונן באזור אינו נדיר, יש לקחת בחשבון את חוסר הכוח הנכנס בעת חישוב נפח מארז הסוללות.

אם אתה מתכנן להשתמש באנרגיה המאוחסנת במהלך היום, למשל, ב חימום סולארי, עדיף לקחת מרווח ארוך יותר, למשל 30 שעות, כחישוב.

במקרה של תקופה ארוכה בה לא ניתן להשתמש בפאנלים סולאריים, יש צורך להחיל מערכת אחרת לייצור חשמל, המבוססת, למשל, על מחולל דיזל או גז.

סוללה טעונה של 100% יכולה, לפני שהיא פורקת לחלוטין, להוציא כוח, אותו ניתן לחשב על ידי הנוסחה:

P = U x I

איפה:

• U הוא המתח;
• אני הכוח הנוכחי.

אז, סוללה אחת עם פרמטרי מתח של 12 וולט ועוצמת זרם של 200 אמפר יכולה לייצר 2400 וואט (2.4 קילוואט). כדי לחשב את ההספק הכולל של מספר סוללות, יש להוסיף את הערכים המתקבלים עבור כל אחת מהן.

ישנן סוללות עם מחוון כוח גדול למכירה, אך הן יקרות. לפעמים הרבה יותר זול לרכוש כמה מכשירים רגילים להשלים עם כבלים לחיבור

יש להכפיל את התוצאה בכמה גורמים מקטינים:

• יעילות מהפך. עם תיאום נכון של מתח וכוח בכניסה למהפך, יגיע לערך המרבי בין 0.92 ל- 0.96.
• יעילות כבלי חשמל. צמצום אורך החוטים המחברים בין הסוללות והמרחק למהפך נחוצים כדי להפחית את ההתנגדות החשמלית. בפועל, ערך המחוון הוא בין 0.98 ל- 0.99.
• ניקוז סוללה מינימלי. לכל סוללה קיימת מגבלת טעינה נמוכה יותר, שמתגברת על חיי השירות של המכשיר באופן משמעותי. בדרך כלל, בקרים קובעים את ערך הטעינה המינימלי ל- 15%, כך שהמקדם הוא בערך 0.85.
• אובדן קיבולת מקסימלי מותר לפני החלפת סוללות. עם הזמן מתרחש הזדקנות המכשירים, מה שמגדיל את ההתנגדות הפנימית שלהם, מה שמביא לירידה בלתי הפיכה ביכולתם. השתמש במכשירים שהיכולת השורית שלהם פחות מ -70% אינה רווחית, ולכן יש לראות בערך המחוון כ- 0.7.

בניגוד לאמונה הרווחת, יעילות הסוללה - אין לכלול בחשבון את היחס של החשמל שהתקבל ונמסר. המחוון לקיבולת הסוללה המצוין בתיעוד הטכני לוקח בחשבון את כמות ההחזר האפשרית.

כתוצאה מכך, ערך המקדם האינטגרלי בחישוב הקיבולת הנדרשת לסוללות חדשות יהיה כ- 0.8, ולסוללות ישנות, לפני שהן מוחקות - 0.55.

בכדי לספק לבית חשמל מחזור פריקת טעינה של יום אחד, יידרשו 12 סוללות. כאשר בלוק אחד של 6 מכשירים פועל עם פריקה, הבלוק השני יטען

זרמים מקסימליים המותרים

עבור כל סוללה, זרם הטעינה המרבי המותר מוגדר בתיעוד הטכני. חריגה מערך זה גורמת לחימום יתר של המכשיר, לירידה חדה ובלתי ניתנת לביטול בביצועיו.

לכן, כשבוחרים סוללות עבור מערכות הרכבה סוללה יש להבטיח שהם יוכלו להבטיח צריכת חשמל המופק מפאנלים סולאריים.

אינדיקטור חשוב נוסף הוא זרם הפריקה המותר:

• זרם פריקה רגיל, לפעולה בערך המיועד אליו (או לערך נמוך יותר). הפעלת כל הציוד החשמלי המחובר למערכת חייבת להיות מסופקת עם מחוון זה.
• זרם הפריקה המרבי שהמכשיר יכול לתת לזמן קצר בעומסי שיא. עומסים כאלה יכולים להתרחש כאשר מפעילים ציוד כלשהו, ​​כגון קירור או מדחסי מיזוג אוויר.

חורג זמן רב האינדיקטור הראשון או לטווח הקצר - השני מוביל לבלאי מוקדם של הסוללה. עם הזדקנות המכשירים, אינדיקטורים אלה פוחתים ב- 20-30%, שגם עליהם לקחת בחשבון.

תכונות המכשיר והפרמטרים העיקריים

מצברים לרכב אינם מיועדים לעבוד עם מספר רב של מחזורי טעינה ופריקה. עבור אנרגיה חלופית וגיבוי השתמש במכשיר אחר. מכיוון שהעלות שלהם גבוהה, יש ללמוד היטב את כל הפרמטרים לפני הרכישה.

מצבי ההפעלה של הסוללה במכונית ובמערכת האנרגיה האלטרנטיבית כל כך שונים עד שמטרתה מצויינת אפילו במכשיר עצמו

סוגים משומשים לאנרגיה חלופית

כמעט כל הסוללות המשמשות באנרגיה חלופית ומותקנות בבניינים נטולות תחזוקה. המשתמש אינו מסוגל לבצע איתו פעולות פיזיות המשפיעות על המבנה שלו.

הדבר נעשה על מנת למזער את הסיכון להשפעות פיזיות או כימיות של סוללות על אנשים, אוויר וחפצים הסובבים אותם. לכן, אין צורך במחקר מפורט של המבנה והניואנסים הפיזיקו-כימיים של פעולת סוללות מסוגים שונים. יש להקדיש תשומת לב רבה יותר להבדלים במאפיינים הטכניים העיקריים של המכשירים.

סוללות OPzS מיוצרות כמו התקנים פשוטים ביותר עם חומצת עופרת. השינוי בצורת הפלטה החיובית מאפשר לכם לספק מספר גדול יותר באופן משמעותי של מחזורי טעינה ופריקה לעומת מקביליהם לרכב.

החיסרון הוא נוכחות של אלקטרוליט נוזלי, שעלול להיות מסוכן כאשר הוא מופעל תחת לחץ. נישת מחירים ממוצעת.

לעתים רחוקות משתמשים בסוללות אלקליות (ניקל) בגלל חסינותן לזרמים נמוכים בעת טעינה והצורך לעבור מחזור מלא ממצב טעון למצב פרוק. אחרת, קיבולת הסוללה תפחת.

כמו כן, למכשירים אלה משקל וממדים רבים יותר מאשר מתחרים באותה קיבולת. סכנה בדיכאון. נישה במחיר נמוך.

לחץ של הסוללה אפשרי במקרה של פגם פנימי, עוצמת יתר של זרם הטעינה, נפילה מגובה, או פעולה בתנאים לא מתאימים. הבעיות הגדולות ביותר ייווצרו על ידי מכשירים המכילים נוזלים מסוכנים במהלך האידוי.

בסוללות AGM האלקטרוליט נקשר במבנה פיברגלס. ניתן לחייב אותם בזרמים קטנים. כמעט בטוח ותופס נישת מחירים ממוצעת בקרב המתחרים.

תחמוצת סיליקון מתווספת לאלקטרוליט בסוללות GE (ג'ל), וכתוצאה מכך היא במצב ג'ל.למכשירים דרגה גבוהה של בטיחות וביצועים טובים. נישה במחיר גבוה.

סוללות אנרגיה חלופיות אינן נמכרות בחנויות רכב. אתה יכול לקנות אותם בחברות שמוכרות פאנלים סולאריים, טורבינות רוח או באינטרנט

סוללות מבוססות ליתיום (לדוגמא, דגמי ליתיום-ברזל-פוספט) הם בעלי מאפיינים טובים מאוד, הם קומפקטיים, בעלי משקל נמוך משמעותית והם בטוחים למעשה. עם זאת, עלותם גבוהה משמעותית מזו של מכשירים מתחרים, אפילו כאלה עם ג'ל.

מבחינת יחס ביצועים ומחיר, סוללות הג'ל והליתיום הן האטרקטיביות ביותר. אך ההשקעות החד פעמיות בהן הן גדולות מאוד, ולכן מכשירים מסוגים אחרים מופצים גם הם בשוק הסוללות לאנרגיה חלופית.

בשוק המקומי, מותגי הסוללות הבאים מבוקשים באופן פעיל:

סוללות שהוצגו מאופיינות בביצועים מעולים ובמחיר שווה לכל נפש.

בחירת דגם סוללה

הפרמטרים העיקריים של סוללות לאנרגיה סולארית, שעליכם לשים לב אליהם בעת קנייה של הדברים הבאים:

• מתח וקיבול הקובעים את עוצמת הסוללה;
• עומק פריקה מקסימלית בטוחה, שבה ניתן לקיים את המצבר לתפקוד כפי שהוכרז על ידי היצרן;
• מספר מובטח של מחזורי טעינה ופריקה בכפוף לכל התנאים הטכניים;
• ערך פריקה עצמית, המאפיין את עוצמת אובדן האנרגיה בסוללה טעונה כאשר היא במצב סרק;
• זרם הטעינה המרבי הקובע את כמות החשמל ליחידת הזמן שהסוללה מסוגלת לקבל מבלי לפגוע בהמשך הפעולה;
• זרם פריקה נומינלי הקובע את כמות החשמל ליחידת הזמן שהסוללה מסוגלת להעביר במשך זמן רב מבלי לפגוע בהמשך הפעולה;
• זרם פריקה מקסימאלי הקובע את כמות החשמל ליחידת הזמן שהסוללה מסוגלת לספק לזמן קצר מבלי להשפיע על פעולה נוספת;
• טמפרטורה אופטימלית למכשיר;
• גודל ומשקל הסוללה, אשר הידע הכרחי לבחירת מיקום ושיטת ההתקנה שלהם.

כל הפרמטרים הללו מתוארים בתיעוד הטכני, המפורסם באופן אלקטרוני באתר של כל היצרנים הגדולים.

מסקנות ווידאו שימושי בנושא

סקירה כללית על הניואנסים בתפקודם של סוגים שונים של סוללות למערכות סולאריות:

השוואה בין סוגים שונים של סוללות מתחילים. יתרונות וחסרונות עבור אנרגיה חלופית:

ניסיון עם סוללות ליתיום (LiFePo4). הבלוק האמיתי של מכשירי רכב, הניואנסים של עבודתו:

הבחירה הנכונה של מצברים בהתאם לפרמטרים שלהם תבטיח פעולה אמינה של מערכת אנרגיה חלופית. אין צורך לחסוך בצורה מוגזמת על יחידת אחסון הכוח - ההשקעה ההתחלתית הראשונית תשתלם עבור הפעלת המערכת בצורה חלקה למשך מספר שנים.

אנא השאר הערות בבלוק שלמטה, שאל שאלות, פרסם תמונות בנושא המאמר. ספר לנו על האופן בו בחרת סוללות עבור תחנת כוח מיני בקוטג 'מלוחות סולאריים. שתף מידע שיהיה שימושי למבקרים באתר.