Baterie słoneczne: przegląd rodzajów odpowiednich baterii i ich cech

Alternatywne systemy energetyczne są coraz częściej stosowane w dostarczaniu energii elektrycznej do budynków mieszkalnych. Ponieważ tryby wytwarzania i zużycia energii elektrycznej różnią się, konieczne jest zapewnienie jej akumulacji na potrzeby kolejnych zwrotów. Zgadzasz się

Aby zużywać energię w czasie wymaganym przez właściciela, baterie do baterii słonecznych są zawarte w obwodzie. Powiemy Ci, jak prawidłowo wybrać urządzenia zaprojektowane do pracy w cyklach ładowania i rozładowywania. Nasze rekomendacje pomogą Ci wybrać najlepszy model.

Baterie w domowym systemie energii słonecznej

Zrozumienie metod i niuansów używania baterii podczas dostarczania do obiektu energii elektrycznej z paneli słonecznych pozwoli na właściwy wybór urządzeń i zapewni maksymalną wydajność systemu.

Aby dokonać odmierzonego zakupu, musisz dokładnie zrozumieć metody tworzenia zestawu baterii (jednostki) i zasady obliczania głównych cech.

Metoda łączenia urządzeń w jedną tablicę

Obiekty mieszkalne i przemysłowe zużywają obciążenia elektryczne, które przekraczają możliwości pojedynczej baterii. W przypadku, gdy system energii słonecznej jest przeznaczony dla dużej liczby urządzeń elektrycznych, konieczne jest stworzenie szeregu akumulatorów zgodnie z przykładem takiej kombinacji panele słoneczne.

Podłączanie akumulatorów do jednego zestawu akumulatorów może odbywać się równolegle, szeregowo lub mieszane. Wybór zależy od wymaganych wskaźników wyjściowych mocy i napięcia.

W zależności od sposobu łączenia akumulatorów można osiągnąć różne wartości napięcia wyjściowego, jednak nie należy tworzyć bardzo złożonych obwodów, aby uniknąć powstawania prądów wyrównawczych między urządzeniami w układzie

Akumulatory są umieszczane w domu lub innej konstrukcji, aby zapewnić temperaturę otoczenia w zakresie od 10 do 25 stopni Celsjusza powyżej zera i aby zapobiec przedostawaniu się do nich wody. To znacznie wydłuża żywotność urządzeń i zmniejsza straty energii.

Nowoczesne technologie produkcji akumulatorów przeznaczonych do umieszczania w budynkach mieszkalnych zapewniają zwiększone środki bezpieczeństwa dla środowiska. Dlatego nie ma potrzeby podejmowania specjalnych środków w celu intensywnej wentylacji pomieszczenia. Nie powinny one jednak znajdować się w salonach.

Ponieważ akumulatory mają znaczną masę (urządzenie 12 V i 200 Ah waży około 70 kg), należy je umieścić na podłodze lub na trwałych i bezpiecznie zamocowanych stojakach.

Konieczne jest zapobieganie prawdopodobieństwu wypadnięcia akumulatorów z wysokości, ponieważ w tym przypadku ulegną awarii, a systemy z ciekłym elektrolitem są również niebezpieczne dla zdrowia ludzkiego, gdy są pozbawione ciśnienia.

Wraz ze wzrostem długości kabla zasilającego wzrasta oporność elektryczna, co prowadzi do zmniejszenia wydajności systemu. Dlatego poćwicz umieszczanie baterii blisko siebie, aby zminimalizować całkowitą długość przewodów.

Stojak na baterie musi wytrzymywać duże obciążenia. Tak więc blok ośmiu dwóch amperowych akumulatorów waży ponad pół tony

Funkcje systemu

Dzięki równoległemu i połączonemu szeregowo-równoległemu połączeniu akumulatorów w jednym układzie urządzenia mogą być niezrównoważone pod względem poziomu naładowania. Prowadzi to do tego, że urządzenie nie będzie działać w pełnym cyklu, co oznacza, że ​​jego zasób zostanie opracowany szybciej.

System generowania energii elektrycznej ze słońca jest zawsze zasilany przełożonyktóry kontroluje ładowanie akumulatora. W przypadku tworzenia szeregu akumulatorów konieczne jest dodatkowo zainstalowanie zworek wyrównujących ładowanie.

Aby uniknąć problemów z nierównomiernym ładowaniem i rozładowywaniem akumulatorów zintegrowanych w jednym układzie, konieczne jest stosowanie urządzeń tego samego modelu, a jeszcze lepiej - jednej partii. Zasada ta dotyczy nie tylko systemów energii słonecznej.

Teraz prawie cała obudowa może być wyposażona w urządzenia działające z sieci 12 lub 24 woltów, w tym lodówki, telewizory itp. Jednak okablowanie z takim napięciem w całym domu nie ma sensu, ponieważ bieżąca moc będzie bardzo duża.

Tak więc przy wdrażaniu takiego pomysłu potrzebny jest drogi kabel o dużym przekroju przewodów i wystąpią duże straty z powodu rezystancji elektrycznej.

Dla prawie wszystkich urządzeń gospodarstwa domowego istnieją modele działające w sieci prądu stałego 12 V. Jeśli okablowanie kabla elektrycznego nie jest zbyt długie, można zastosować układ niskiego napięcia.

Dlatego w bezpośrednim sąsiedztwie zestawu akumulatorów falownik - urządzenie do konwersji napięcia elektrycznego.

Ponadto rzeczywiste napięcie wyjściowe z akumulatora może nieznacznie różnić się od deklarowanego. Tak więc w pełni naładowane są popularne w użyciu obwód z panelami słonecznymi akumulatory żelowe wytwarzają napięcie 13-13,5 woltów, więc falownik działa jak stabilizator.

Obliczanie wymaganej pojemności baterii

Pojemność akumulatorów oblicza się na podstawie szacowanego okresu żywotności akumulatora bez ładowania i całkowitego zużycia energii przez urządzenia elektryczne.

Średnią moc urządzenia w przedziale czasu można obliczyć w następujący sposób:

P = p₁ * (T₁ / T₂),

Gdzie:

• P.₁ - moc znamionowa urządzenia;
• T.₁ - czas pracy urządzenia;
• T.₂ - całkowity szacowany czas.

Prawie w całej Rosji są długie okresy, w których panele słoneczne nie będzie działać z powodu złej pogody.

Zainstalowanie dużych zestawów akumulatorów przy pełnym obciążeniu kilka razy w roku jest nieopłacalne. Dlatego do wyboru przedziału czasowego, w którym urządzenia będą pracowały tylko przy rozładowaniu, należy podejść na podstawie wartości średniej.

Ilość energii wytwarzanej przez panele słoneczne zależy od gęstości chmur. Jeśli pochmurna pogoda w regionie nie jest rzadkością, przy obliczaniu objętości akumulatora należy wziąć pod uwagę brak mocy wejściowej

Jeśli planujesz wykorzystać zgromadzoną energię w ciągu dnia, na przykład w ogrzewanie słoneczne, najlepiej potrwać nieco dłużej, na przykład 30 godzin.

W przypadku długiego okresu, w którym nie jest możliwe użycie paneli słonecznych, konieczne jest zastosowanie innego systemu do wytwarzania energii elektrycznej, opartego na przykład na oleju napędowym lub generatorze gazu.

W 100% naładowany akumulator może, zanim zostanie całkowicie rozładowany, wydać moc, którą można obliczyć według wzoru:

P = U x I

Gdzie:

• U jest napięciem;
• Jestem obecną siłą.

Tak więc jeden akumulator o parametrach napięcia 12 woltów i natężeniu prądu 200 amperów może wytworzyć 2400 watów (2,4 kW). Aby obliczyć całkowitą moc kilku akumulatorów, konieczne jest dodanie wartości uzyskanych dla każdej z nich.

W sprzedaży są baterie z dużym wskaźnikiem zasilania, ale są drogie. Czasami dużo taniej jest kupić kilka zwykłych urządzeń wraz z kablami łączącymi

Wynik należy pomnożyć przez kilka czynników redukujących:

• Sprawność falownika. Przy prawidłowej koordynacji napięcia i mocy na wejściu do falownika zostanie osiągnięta maksymalna wartość od 0,92 do 0,96.
• Wydajność kabli zasilających. Minimalizacja długości przewodów łączących akumulatory i odległości do falownika jest konieczna, aby zmniejszyć opór elektryczny. W praktyce wartość wskaźnika wynosi od 0,98 do 0,99.
• Minimalne zużycie baterii. Dla każdej baterii istnieje dolny limit ładowania, przezwyciężający znacznie żywotność urządzenia. Zwykle sterowniki ustawiają minimalną wartość ładowania na 15%, więc współczynnik wynosi około 0,85.
• Maksymalna dopuszczalna utrata pojemności przed wymianą baterii. Z czasem dochodzi do starzenia się urządzeń, zwiększając ich opór wewnętrzny, co prowadzi do nieodwracalnego spadku ich pojemności. Używaj urządzeń, których pojemność resztkowa jest mniejsza niż 70%, jest nieopłacalna, dlatego wartość wskaźnika należy przyjąć jako 0,7.

Wbrew powszechnemu przekonaniu, wydajność akumulatora - stosunek otrzymanej i dostarczonej energii elektrycznej nie powinien być uwzględniany w obliczeniach. Wskaźnik pojemności akumulatora wskazany w dokumentacji technicznej uwzględnia możliwą kwotę zwrotu.

W rezultacie wartość współczynnika całkowego przy obliczaniu wymaganej pojemności nowych akumulatorów wyniesie około 0,8, a dla starych akumulatorów przed ich odpisem - 0,55.

Aby zapewnić domowi energię elektryczną z 1-dniowym cyklem ładowania i rozładowania, wymagane będzie 12 baterii. Gdy jeden blok 6 urządzeń działa przy rozładowaniu, drugi blok ładuje się

Maksymalne dopuszczalne prądy

Dla każdej baterii maksymalny dopuszczalny prąd ładowania jest określony w dokumentacji technicznej. Przekroczenie tej wartości prowadzi do przegrzania urządzenia, gwałtownego i nieodwracalnego spadku jego wydajności.

Dlatego przy wyborze baterii systemy montażu baterii należy zapewnić, aby mogli oni zapewnić zużycie energii elektrycznej wytwarzanej przez panele słoneczne.

Kolejnym ważnym wskaźnikiem jest dopuszczalny prąd rozładowania:

• Regularny prąd rozładowania, do pracy przy której wartości (lub niższej wartości) przeznaczony jest akumulator. Ten wskaźnik musi obsługiwać wszystkie urządzenia elektryczne podłączone do systemu.
• Maksymalny prąd rozładowania, jaki urządzenie może dać przez krótki czas przy szczytowych obciążeniach. Takie obciążenia mogą wystąpić po włączeniu niektórych urządzeń, takich jak sprężarki chłodnicze lub klimatyzacyjne.

Przekraczanie przez długi czas pierwszego wskaźnika lub krótkoterminowe - drugie prowadzi do przedwczesnego zużycia akumulatora. Wraz ze starzeniem się urządzeń wskaźniki te zmniejszają się o 20-30%, co również należy wziąć pod uwagę.

Funkcje urządzenia i główne parametry

Akumulatory samochodowe nie są zaprojektowane do pracy z dużą liczbą cykli ładowania i rozładowania. W przypadku energii alternatywnej i zapasowej należy użyć innego rodzaju urządzenia. Ponieważ ich koszt jest wysoki, przed zakupem należy dokładnie przestudiować wszystkie parametry.

Tryby pracy akumulatora w samochodzie i alternatywnym systemie energetycznym są tak różne, że jego cel jest wskazany nawet na samym urządzeniu

Zastosowane typy energii alternatywnej

Prawie wszystkie akumulatory stosowane w energii alternatywnej i instalowane w budynkach nie wymagają konserwacji. Użytkownik nie jest w stanie przeprowadzać z nimi fizycznych operacji, które wpływają na ich strukturę.

Odbywa się to w celu zminimalizowania ryzyka fizycznego lub chemicznego wpływu baterii na ludzi, powietrze i otaczające je przedmioty. Dlatego nie ma potrzeby szczegółowego badania struktury i niuansów fizyko-chemicznych działania różnych rodzajów akumulatorów. Należy zwrócić większą uwagę na różnice w głównych cechach technicznych urządzeń.

Baterie OPzS są wykonane jak najprostsze urządzenia kwasowo-ołowiowe. Zmiana kształtu płyty dodatniej pozwala zapewnić znacznie większą liczbę cykli ładowania i rozładowania niż odpowiedniki samochodowe.

Wadą jest obecność ciekłego elektrolitu, który może być niebezpieczny, gdy jest pozbawiony ciśnienia. Średnia nisza cenowa.

Baterie alkaliczne (niklowe) są rzadko stosowane ze względu na ich odporność na niskie prądy podczas ładowania i konieczność przejścia przez pełny cykl od stanu naładowania do rozładowania. W przeciwnym razie pojemność baterii spadnie.

Ponadto urządzenia te mają większą masę i wymiary niż konkurenci o tej samej pojemności. Niebezpieczeństwo przy rozhermetyzowaniu. Nisza niskiej ceny.

Rozprężenie akumulatora jest możliwe w przypadku wewnętrznej usterki, nadmiernej mocy prądu ładowania, upadku z wysokości lub pracy w niewłaściwych warunkach. Największe problemy będą stwarzać urządzenia zawierające niebezpieczne ciecze podczas parowania.

W akumulatorach AGM elektrolit jest związany w strukturze z włókna szklanego. Mogą być ładowane małymi prądami. Prawie bezpieczne i zajmują niszę średniej ceny wśród konkurentów.

Tlenek krzemu jest dodawany do elektrolitu w akumulatorach GE (żelowych), w wyniku czego jest w stanie żelowym.Urządzenia mają wysoki stopień bezpieczeństwa i dobrą wydajność. Wysoka nisza cenowa.

Baterie alternatywnej energii nie są sprzedawane w sklepach samochodowych. Możesz je kupić w firmach sprzedających panele słoneczne, turbiny wiatrowe lub online

Baterie litowe (na przykład modele litowo-żelazowo-fosforanowe) mają bardzo dobre właściwości, są kompaktowe, mają znacznie niższą masę i są praktycznie bezpieczne. Jednak ich koszt jest znacznie wyższy niż w przypadku konkurencyjnych typów urządzeń, nawet żelowych.

Z punktu widzenia stosunku ceny do wydajności akumulatory żelowe i litowe są najbardziej atrakcyjne. Ale jednorazowe inwestycje początkowe są w nich bardzo duże, dlatego też urządzenia innych typów są również szeroko dystrybuowane na rynku akumulatorów na energię alternatywną.

Na rynku krajowym aktywnie poszukiwane są następujące marki akumulatorów:

Prezentowane akumulatory charakteryzują się doskonałą wydajnością i przystępną ceną.

Wybór modelu baterii

Główne parametry baterii do energii słonecznej, na które należy zwrócić uwagę przy zakupie:

• napięcie i pojemność, które określają moc baterii;
• głębokość bezpiecznego maksymalnego rozładowania, przy której przestrzeganiu można uruchomić akumulator;
• gwarantowana liczba cykli ładowania i rozładowania, z zastrzeżeniem wszystkich warunków technicznych;
• wartość samorozładowania, charakteryzująca intensywność strat energii w naładowanym akumulatorze w stanie bezczynności;
• maksymalny prąd ładowania, który określa ilość energii elektrycznej na jednostkę czasu, którą bateria jest w stanie przyjąć bez uszczerbku dla dalszej pracy;
• nominalny prąd rozładowania, który określa ilość energii elektrycznej na jednostkę czasu, jaką bateria jest w stanie dostarczyć przez długi czas, bez uszczerbku dla dalszej pracy;
• maksymalny prąd rozładowania, który określa ilość energii elektrycznej na jednostkę czasu, jaką bateria jest w stanie dostarczyć przez krótki czas bez wpływu na dalsze działanie;
• optymalna temperatura dla urządzenia;
• rozmiar i waga baterii, których znajomość jest konieczna, aby wybrać ich lokalizację i metodę instalacji.

Wszystkie te parametry są opisane w dokumentacji technicznej, która jest elektronicznie publikowana na stronie wszystkich głównych producentów.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Przegląd niuansów funkcjonowania różnych typów akumulatorów do systemów słonecznych:

Porównania różnych typów akumulatorów rozruchowych. Plusy i minusy alternatywnej energii:

Doświadczenie z bateriami litowymi (LiFePo4). Prawdziwy blok urządzeń samochodowych, niuanse jego pracy:

Właściwy wybór akumulatorów zgodnie z ich parametrami zapewni niezawodne działanie alternatywnego systemu energetycznego. Nie trzeba nadmiernie oszczędzać na akumulatorze - początkowa inwestycja opłaci się za sprawne działanie systemu przez kilka lat.

Proszę zostawić komentarz w poniższym bloku, zadawać pytania, publikować zdjęcia na temat artykułu. Opowiedz nam o tym, jak wybrałeś baterie do małej elektrowni wiejskiej z paneli słonecznych. Udostępniaj informacje, które będą przydatne dla odwiedzających witrynę.