Saulės baterijos: tinkamų baterijų tipų ir jų savybių apžvalga

Aprūpinant gyvenamuosius namus elektra, vis dažniau naudojamos alternatyvios energijos sistemos. Kadangi elektros energijos gamybos ir vartojimo būdai skiriasi, būtina užtikrinti, kad ji kauptųsi vėliau. Ar sutinkate?

Norint sunaudoti energiją savininko reikalaujamu laikotarpiu, į grandinę įtraukiamos saulės baterijos. Mes jums pasakysime, kaip teisingai pasirinkti įrenginius, skirtus dirbti įkrovimo ir iškrovimo cikluose. Mūsų rekomendacijos padės pasirinkti geriausią modelį.

Baterijos buitinėje saulės energijos sistemoje

Suprasti baterijų naudojimo būdus ir niuansus, kai objektas aprūpinamas elektra iš saulės kolektorių, bus galima teisingai pasirinkti prietaisus ir užtikrinti maksimalų sistemos efektyvumą.

Norėdami atlikti išmatuotą pirkinį, turite išsamiai suprasti akumuliatorių masyvo (vieneto) sudarymo būdus ir pagrindinių charakteristikų apskaičiavimo taisykles.

Įrenginių sujungimo į vieną masyvą metodas

Gyvenamuosiuose ir pramoniniuose objektuose sunaudojamos elektros apkrovos, viršijančios vienos baterijos galimybes. Tuo atveju, jei saulės energijos sistema yra sukurta daugybei elektros prietaisų, pagal tokio derinio pavyzdį būtina sukurti baterijų rinkinį. saulės baterijos.

Baterijas prijungti prie vienos elektros energijos saugyklos gali būti lygiagrečiai, nuosekliai arba mišriu būdu. Pasirinkimas priklauso nuo reikalingų galios ir įtampos išėjimo rodiklių.

Priklausomai nuo to, kaip baterijos yra sujungtos viena su kita, gali būti pasiektos skirtingos išėjimo įtampos vertės, tačiau nereikėtų kurti labai sudėtingų schemų, kad būtų išvengta išlyginamųjų srovių susidarymo tarp įrenginių masyve

Įkraunamos baterijos dedamos į namą ar kitą statinį, kad aplinkos temperatūra būtų nuo 10 iki 25 laipsnių Celsijaus aukščiau nulio, ir kad vanduo nepatektų į juos. Tai žymiai prailgina prietaisų tarnavimo laiką ir sumažina energijos nuostolius.

Šiuolaikinės įkraunamų baterijų, skirtų apgyvendinti gyvenamuosiuose pastatuose, gamybos technologijos numato sustiprintas aplinkos apsaugos priemones. Todėl nereikia imtis jokių specialių priemonių intensyviam patalpos vėdinimui. Tačiau jie neturėtų būti gyvenamosiose patalpose.

Kadangi akumuliatoriai turi didelį svorį (12 voltų ir 200 Ah įtaisas sveria apie 70 kg), jie turi būti dedami ant grindų arba ant patvarių ir saugiai pritvirtintų stelažų.

Būtina užkirsti kelią akumuliatorių kritimo iš aukščio tikimybei, nes tokiu atveju jie sugenda, o sistemos su skystu elektrolitu taip pat pavojingos žmonių sveikatai, kai jose nėra slėgio.

Padidėjus maitinimo laido ilgiui, padidėja elektrinė varža, dėl kurios sumažėja sistemos efektyvumas. Todėl stenkitės, kad akumuliatoriai būtų arti vienas kito, kad sumažintumėte bendrą laidų ilgį.

Akumuliatoriaus stovas turi išlaikyti dideles apkrovas. Taigi aštuonių dviejų amperų baterijų blokas sveria daugiau nei pusę tonos

Sistemos ypatybės

Naudojant lygiagretų ir kombinuotą baterijų sujungimą į vieną rinkinį, įrenginiai gali būti nesubalansuoti pagal įkrovos lygį. Tai lemia, kad įrenginys neveiks per visą ciklą, o tai reiškia, kad jo ištekliai bus sunaudoti greičiau.

Visada tiekiama elektros energija iš saulės vadovaskuris kontroliuoja akumuliatoriaus įkrovą. Kuriant akumuliatorių masyvą, papildomai reikia įdiegti išlyginamuosius įkroviklius.

Norint išvengti netolygaus akumuliatorių, įtaisytų į vieną rinkinį, įkrovimo ir iškrovimo problemų, būtina naudoti to paties modelio prietaisus, o dar geriau - vieną partiją. Ši taisyklė aktuali ne tik saulės energijos sistemoms.

Dabar beveik visuose būstuose galima įrengti įrenginius, veikiančius iš 12 ar 24 voltų tinklo, įskaitant šaldytuvus, televizorius ir kt. Tačiau laidus naudojant tokią įtampą visame name nėra prasmės, nes dabartinė galia bus labai didelė.

Taigi, įgyvendinant tokią idėją, reikalingas brangus kabelis su dideliu laidininkų skerspjūviu, o nuostoliai dėl elektros varžos bus dideli.

Beveik visiems buitiniams prietaisams yra modelių, kurie veikia 12 voltų nuolatinės srovės tinkle. Jei elektros laido laidai nėra per ilgi, tuomet galima naudoti žemos įtampos sistemą.

Todėl šalia akumuliatorių komplekto inverteris - prietaisas elektros įtampai konvertuoti.

Be to, faktinė akumuliatoriaus išėjimo įtampa gali šiek tiek skirtis nuo nurodytos. Taigi visiškai įkrautas yra populiarus naudojimui grandinė su saulės baterijomis gelio baterijos sukuria 13–13,5 volto įtampą, todėl keitiklis veikia kaip stabilizatorius.

Reikiamo akumuliatoriaus talpos apskaičiavimas

Baterijų talpa yra apskaičiuojama remiantis numatomu akumuliatoriaus veikimo laikotarpiu be įkrovimo ir bendros elektros prietaisų suvartojamos energijos.

Vidutinę prietaiso galią per tam tikrą laiką galima apskaičiuoti taip:

P = p₁ * (T₁ / T₂),

Kur:

• P₁ - vardinė prietaiso galia;
• T₁ - prietaiso veikimo laikas;
• T₂ - bendras numatomas laikas.

Beveik visoje Rusijoje yra ilgas laikotarpis, kai saulės baterijos neveiks dėl blogo oro.

Įdiegti didelius akumuliatorių blokus, kad jie būtų įkrauti tik kelis kartus per metus, yra nuostolinga. Todėl reikia pasirinkti laiko intervalą, per kurį prietaisai veiks tik iškrovos metu, atsižvelgiant į vidutinę vertę.

Saulės baterijų generuojamos energijos kiekis priklauso nuo debesų tankio. Jei debesuotumas ore šiame regione nėra neįprastas, skaičiuojant akumuliatoriaus tūrį reikia atsižvelgti į gaunamos energijos trūkumą

Jei planuojate sukauptą energiją panaudoti dienos metu, pvz saulės šildymas, skaičiavimui geriausia naudoti šiek tiek ilgesnį intervalą, pvz., 30 valandų.

Ilgą laiką, kai neįmanoma naudoti saulės kolektorių, elektros energijai gaminti reikia naudoti kitą sistemą, pagrįstą, pavyzdžiui, dyzelino ar dujų generatoriumi.

100% įkrauta baterija, prieš visiškai išsikrovus, gali išeiti iš energijos, kurią galima apskaičiuoti pagal formulę:

P = U x I

Kur:

• U yra įtampa;
• Aš esu dabartinė stiprybė.

Taigi viena baterija, kurios įtampos parametrai yra 12 voltų, o srovės stipris yra 200 amperų, ​​gali generuoti 2400 vatų (2,4 kW). Norint apskaičiuoti bendrą kelių akumuliatorių galią, būtina sudėti kiekvienai iš jų gautas vertes.

Parduodamos baterijos su dideliu galios indikatoriumi, tačiau jos yra brangios. Kartais yra daug pigiau įsigyti kelis įprastus įrenginius su jungiamuoju laidu

Rezultatas turėtų būti padaugintas iš kelių reduktorių:

• Inverterio efektyvumas. Teisingai suderinus įtampą ir galią keitiklio įvestyje, bus pasiekta maksimali vertė nuo 0,92 iki 0,96.
• Maitinimo kabelių efektyvumas. Norint sumažinti elektrinę varžą, būtina kuo labiau sumažinti laidų, jungiančių baterijas, ilgį ir atstumą iki keitiklio. Praktiškai indikatoriaus vertė yra nuo 0,98 iki 0,99.
• Mažiausias akumuliatoriaus išsekimas. Bet kuriai baterijai yra mažesnė įkrovimo riba, kurią viršijus žymiai sutrumpėja įrenginio tarnavimo laikas. Paprastai valdikliai nustato mažiausią įkrovos vertę iki 15%, taigi koeficientas yra apie 0,85.
• Didžiausias leistinas talpos praradimas prieš keičiant baterijas. Laikui bėgant, prietaisai sensta, padidėja jų vidinis atsparumas, dėl kurio negrįžtamai sumažėja jų talpa. Naudokite prietaisus, kurių likutinė talpa yra mažesnė nei 70%, yra nuostolinga, todėl indikatoriaus vertę reikėtų laikyti 0,7.

Priešingai, nei manyta, akumuliatoriaus efektyvumas - priimamos ir patiektos elektros energijos santykis neturėtų būti įtrauktas į skaičiavimą. Techninėje dokumentacijoje nurodytas akumuliatoriaus talpos rodiklis atsižvelgia į galimą grąžos dydį.

Dėl to integruoto koeficiento vertė apskaičiuojant reikiamą naujų akumuliatorių talpą bus maždaug 0,8, o senų baterijų, prieš jas nurašant, - 0,55.

Norint aprūpinti namą elektra 1 dienos įkrovimo-iškrovimo ciklu, reikės 12 akumuliatorių. Kai vienas iš 6 įrenginių blokas veikia išsikrovęs, antrasis blokas įkraunamas

Maksimalios leistinos srovės

Kiekvienoje baterijoje maksimali leistina įkrovimo srovė yra nurodyta techninėje dokumentacijoje. Viršijus šią vertę, prietaisas gali perkaisti, smarkiai ir neatšaukiamai sumažėti jo veikimas.

Todėl renkantis akumuliatorius akumuliatorių surinkimo sistemos turi būti užtikrinta, kad jie gali užtikrinti saulės baterijų pagamintos elektros energijos suvartojimą.

Kitas svarbus rodiklis yra leistina iškrovos srovė:

• Reguliari iškrovos srovė, kurios veikimui numatyta (arba mažesnė) baterija. Šis indikatorius turi turėti visos prie sistemos prijungtos elektros įrangos veikimą.
• Didžiausia iškrovos srovė, kurią prietaisas trumpam gali duoti esant didžiausiai apkrovai. Tokios apkrovos gali atsirasti, kai įjungiate tam tikrą įrangą, pavyzdžiui, šaldymo ar oro kondicionavimo kompresorius.

Ilgą laiką viršijus pirmąjį indikatorių arba trumpam - antrasis lemia priešlaikinį akumuliatoriaus nusidėvėjimą. Senstant prietaisams, šie rodikliai sumažėja 20–30%, į tai taip pat reikia atsižvelgti.

Prietaiso ypatybės ir pagrindiniai parametrai

Automobilių akumuliatoriai nėra skirti dirbti su daugybe įkrovimo ir iškrovimo ciklų. Norėdami gauti alternatyvią ir atsarginę energiją, naudokite kitokio tipo įrenginį. Kadangi jų kaina yra didelė, prieš pirkdami, turite atidžiai ištirti visus parametrus.

Akumuliatorių veikimo režimai automobilyje ir alternatyvios energijos sistemoje yra tokie skirtingi, kad jo paskirtis nurodoma net pačiame įrenginyje

Naudojami alternatyviosios energijos tipai

Beveik visos alternatyviosios energijos baterijos, naudojamos pastatuose, nereikalauja priežiūros. Vartotojas negali atlikti fizinių operacijų, turinčių įtakos jų struktūrai.

Tai daroma siekiant sumažinti baterijų fizinio ar cheminio poveikio žmonėms, orui ir aplinkiniams daiktams riziką. Todėl nereikia išsamiai ištirti įvairių tipų baterijų struktūros ir fizikinių bei cheminių niuansų. Daugiau dėmesio turėtų būti skiriama pagrindinių prietaisų techninių charakteristikų skirtumams.

„OPzS“ akumuliatoriai gaminami kaip patys paprasčiausi švino-rūgštiniai prietaisai. Pozityviosios plokštės formos pasikeitimas leidžia pateikti žymiai didesnį įkrovimo ir iškrovimo ciklų skaičių nei automobilių kolegos.

Trūkumas yra skysto elektrolito buvimas, kuris gali būti pavojingas, kai jiems nėra slėgio. Vidutinė kainos niša.

Šarminės (nikelio) baterijos yra retai naudojamos dėl jų atsparumo mažoms srovėms, kai kraunama, ir dėl būtinybės pereiti visą ciklą nuo įkrovimo iki išsikrovimo būsenos. Priešingu atveju akumuliatoriaus talpa sumažės.

Be to, šie įtaisai turi daugiau svorio ir matmenų nei tos pačios talpos konkurentai. Pavojus slėgio sumažėjimui. Žemos kainos niša.

Akumuliatoriaus slėgio sumažėjimas galimas esant vidiniam defektui, esant per dideliam įkrovimo srovės galingumui, krintant iš aukščio arba dirbant netinkamomis sąlygomis. Didžiausias problemas sukels prietaisai, kuriuose išgarinimo metu yra pavojingų skysčių.

AGM akumuliatoriuose elektrolitas yra surištas stiklo pluošto struktūroje. Jie gali būti įkrauti mažomis srovėmis. Beveik saugus ir užima vidutinę kainos nišą tarp konkurentų.

Silicio oksidas pridedamas prie elektrolito GE (gelio) akumuliatoriuose, todėl jis yra gelio būsenoje.Įrenginiai turi aukštą saugos lygį ir gerą našumą. Aukšta kainų niša.

Alternatyvios energijos akumuliatoriai automobilių parduotuvėse neparduodami. Jų galite nusipirkti įmonėse, prekiaujančiose saulės baterijomis, vėjo jėgainėmis ar internetu

Ličio baterijos (pavyzdžiui, ličio-geležies-fosfato modeliai) pasižymi labai geromis savybėmis, yra kompaktiškos, turi žymiai mažesnį svorį ir yra praktiškai saugios. Tačiau jų kaina yra žymiai didesnė nei konkuruojančių, net gelinių, prietaisų.

Kainos ir kokybės santykio požiūriu patraukliausios yra gelio ir ličio tipo baterijos. Tačiau vienkartinės investicijos į jas yra labai didelės, todėl alternatyvios energijos akumuliatorių rinkoje plačiai paplitę ir kitų tipų prietaisai.

Vidaus rinkoje šių akumuliatorių prekės ženklai yra paklausūs:

Pateiktos baterijos pasižymi puikiu našumu ir prieinama kaina.

Baterijos modelio pasirinkimas

Pagrindiniai saulės energijos akumuliatorių parametrai, į kuriuos reikia atkreipti dėmesį perkant:

• įtampa ir talpa, lemianti akumuliatoriaus galią;
• saugaus maksimalaus iškrovimo gylis, kurį laikantis akumuliatorius gali veikti taip, kaip nurodė gamintojas;
• garantuotas įkrovimo ir iškrovimo ciklų skaičius, atsižvelgiant į visas technines sąlygas;
• savikrovės reikšmė, apibūdinanti energijos praradimo įkrovus akumuliatorių intensyvumą, kai jis nenaudojamas;
• maksimali įkrovimo srovė, kuri nustato elektros energijos kiekį per laiko vienetą, kurį akumuliatorius gali priimti nepažeisdamas tolesnio veikimo;
• vardinė iškrovos srovė, kuri nustato elektros energijos kiekį per laiko vienetą, kurį akumuliatorius gali tiekti ilgą laiką, nepažeidžiant tolesnio jo veikimo;
• maksimali iškrovos srovė, kuri nustato elektros energijos kiekį per laiko vienetą, kurį akumuliatorius gali tiekti trumpam laikui nepaveikdamas tolesnio veikimo;
• optimali prietaiso temperatūra;
• akumuliatoriaus dydį ir svorį, apie kuriuos reikia žinoti norint pasirinkti jų vietą ir montavimo būdą.

Visi šie parametrai yra aprašyti techninėje dokumentacijoje, kuri elektroniniu būdu skelbiama visų pagrindinių gamintojų svetainėje.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Įvairių tipų saulės baterijų veikimo niuansų apžvalga:

Įvairių rūšių starterio akumuliatorių palyginimai. Privalumai ir trūkumai už alternatyvią energiją:

Ličio (LiFePo4) akumuliatorių naudojimo patirtis. Tikrasis automobilių prietaisų blokas, jo darbo niuansai:

Teisingas baterijų pasirinkimas pagal jų parametrus užtikrins patikimą alternatyvios energijos sistemos veikimą. Nereikia per daug taupyti energijos kaupiklyje - pradinės investicijos atsipirks už sklandų sistemos darbą kelerius metus.

Prašome palikti komentarus žemiau esančiame bloke, užduoti klausimus, publikuoti nuotraukas straipsnio tema. Papasakokite apie tai, kaip iš saulės kolektorių pasirinkote akumuliatorius vasarnamio mini elektrinei. Dalykitės informacija, kuri bus naudinga svetainės lankytojams.