Baterii solare: o imagine de ansamblu asupra tipurilor de baterii adecvate și caracteristicile acestora

Sistemele de energie alternativă sunt din ce în ce mai utilizate în furnizarea de energie electrică a clădirilor rezidențiale. Întrucât modurile de generare și consum de energie electrică diferă, este necesar să se asigure acumularea acesteia pentru returnările ulterioare. Sunteți de acord?

Pentru a utiliza energia în perioada de timp cerută de proprietar, bateriile pentru baterii solare sunt incluse în circuit. Vă vom spune cum să selectați corect dispozitivele concepute să funcționeze în ciclurile de încărcare și descărcare. Recomandările noastre vă vor ajuta să alegeți cel mai bun model.

Bateriile din sistemul de energie solară din gospodărie

Înțelegerea metodelor și a nuanțelor de utilizare a bateriilor atunci când furnizați un obiect energie electrică din panouri solare va permite selectarea corectă a dispozitivelor și va oferi o eficiență maximă a sistemului.

Pentru a face o achiziție măsurată, trebuie să înțelegeți în detaliu metodele de creare a unui tablou de baterii (unitate) și regulile pentru calculul principalelor caracteristici.

Metoda de combinare a dispozitivelor într-un singur tablou

Instalațiile rezidențiale și industriale consumă sarcini electrice care depășesc capacitățile unei singure baterii. În cazul în care sistemul de energie solară este proiectat pentru un număr mare de aparate electrice, este necesar să se creeze o serie de baterii conform exemplului unei astfel de combinații panouri solare.

Conectarea bateriilor la o singură gamă de stocare a energiei electrice se poate face în mod paralel, serial sau mixt. Alegerea depinde de indicatorii de ieșire de putere și tensiune solicitați.

În funcție de modul în care bateriile sunt conectate între ele, se pot realiza valori diferite ale tensiunii de ieșire, cu toate acestea, nu trebuie create circuite foarte complexe pentru a evita formarea curenților de egalizare între dispozitivele din tablou

Bateriile reîncărcabile sunt plasate într-o casă sau o altă structură pentru a asigura o temperatură ambientală în intervalul 10 - 25 grade Celsius peste zero și pentru a preveni intrarea apei în ele. Acest lucru prelungește semnificativ durata de viață a dispozitivelor și reduce pierderile de energie.

Tehnologiile moderne pentru producerea de baterii reîncărcabile destinate plasării în clădiri rezidențiale prevăd măsuri sporite de siguranță a mediului. Prin urmare, nu este necesar să se ia măsuri speciale pentru ventilația intensivă a încăperii. Cu toate acestea, acestea nu trebuie să fie amplasate în camere de zi.

Deoarece bateriile au o greutate semnificativă (un dispozitiv de 12 Volți și 200 Ah cântărește aproximativ 70 kg), acestea trebuie așezate pe podea sau pe rafturi durabile și fixate în siguranță.

Este necesar să preveniți probabilitatea ca bateriile să cadă de la înălțime, deoarece în acest caz acestea vor defecta, iar sistemele cu electrolit lichid sunt de asemenea periculoase pentru sănătatea umană atunci când sunt depresurizate.

Odată cu creșterea lungimii cablului de alimentare, rezistența electrică crește, ceea ce duce la o scădere a eficienței sistemului. Prin urmare, practicați așezarea bateriilor unul lângă altul, pentru a reduce la minimum lungimea totală a firelor.

Suportul pentru baterii trebuie să suporte sarcini mari. Deci, un bloc de opt baterii cu doi amperi cântărește mai mult de jumătate de tonă

Caracteristici ale sistemului

Cu o conexiune paralelă și combinată în serie paralelă a bateriilor într-un singur tablou, dispozitivele pot fi dezechilibrate în funcție de nivelul de încărcare. Acest lucru duce la faptul că dispozitivul nu va funcționa într-un ciclu complet, ceea ce înseamnă că resursele sale vor fi procesate mai repede.

Sistemul de generare a energiei electrice de la soare este întotdeauna furnizat controlorcare controlează încărcarea bateriei. În cazul creării unei serii de baterii, este în plus necesar să instalați jumper-uri de încărcare egalizatoare.

Pentru a evita problemele de încărcare și descărcare neuniformă a bateriilor integrate într-un singur tablou, este necesar să folosiți dispozitive cu același model și chiar mai bine - un lot. Această regulă este relevantă nu numai pentru sistemele de energie solară.

Acum aproape toată carcasa poate fi prevăzută cu dispozitive care funcționează dintr-o rețea de 12 sau 24 de volți, inclusiv frigidere, televizoare etc. Cu toate acestea, cablarea cu o astfel de tensiune în toată casa nu are sens, deoarece curentul curent va fi foarte mare.

Deci, atunci când implementăm o astfel de idee, este necesar un cablu scump cu o secțiune mare de conductoare și vor exista pierderi mari din cauza rezistenței electrice.

Pentru aproape toate aparatele de uz casnic, există modele care funcționează pe o rețea continuă de 12 volți. Dacă cablarea cablului electric nu este prea lungă, atunci se poate utiliza un sistem de joasă tensiune.

Prin urmare, în imediata vecinătate a bateriilor setate invertor - un dispozitiv pentru convertirea tensiunii electrice.

În plus, tensiunea reală de ieșire din acumulatorul poate diferi ușor de cea declarată. Deci, complet încărcate sunt populare pentru utilizarea în circuit cu panouri solare bateriile cu gel produc o tensiune de 13-13.5 volți, astfel încât invertorul acționează ca un stabilizator.

Calcularea capacității bateriei necesare

Capacitatea bateriilor este calculată pe baza perioadei de viață estimată a bateriei fără reîncărcare și a consumului total de energie electrică a aparatelor electrice.

Puterea medie a intervalului de timp al aparatului poate fi calculată după cum urmează:

P = p₁ * (T₁ / T₂),

în cazul în care:

• P₁ - puterea nominală a dispozitivului;
• T₁ - timpul de funcționare al dispozitivului;
• T₂ - timpul total estimat

Aproape în toată Rusia există perioade lungi în care panouri solare nu va funcționa din cauza vremii nefavorabile.

Instalarea unor tablouri mari de baterii pentru încărcarea completă a acestora este de câteva ori pe an. Prin urmare, alegerea intervalului de timp în care dispozitivele vor funcționa numai la descărcare trebuie abordată pe baza valorii medii.

Cantitatea de energie generată de panourile solare depinde de densitatea norilor. În cazul în care vremea tulbure în regiune nu este neobișnuită, atunci atunci când se calculează volumul bateriei, trebuie să se țină seama de lipsa de energie primită

Dacă intenționați să utilizați energia stocată în timpul zilei, de exemplu, în incalzire solara, cel mai bine este să iei un interval puțin mai lung, cum ar fi 30 de ore, ca calcul.

În cazul unei perioade îndelungate în care nu este posibilă utilizarea panourilor solare, este necesar să se aplice un alt sistem de generare a energiei electrice, bazat, de exemplu, pe un generator diesel sau gaz.

O baterie încărcată 100% poate, înainte de a fi descărcată complet, să dea energie, care poate fi calculată după formula:

P = U x I

în cazul în care:

• U este tensiunea;
• Eu este forța actuală.

Deci, o baterie cu parametrii de tensiune de 12 volți și puterea curentului de 200 amperi poate genera 2400 watt (2,4 kW). Pentru a calcula puterea totală a mai multor baterii, este necesar să adăugați valorile obținute pentru fiecare dintre ele.

Există baterii cu un indicator de putere mare la vânzare, dar acestea sunt scumpe. Uneori este mult mai ieftin să cumpărați mai multe dispozitive obișnuite, completate cu cabluri de conectare

Rezultatul trebuie înmulțit cu mai mulți factori reducători:

• Eficiența invertorului. Cu coordonarea corectă a tensiunii și puterii la intrarea la invertor, se va atinge valoarea maximă de la 0,92 la 0,96.
• Eficiența cablurilor de alimentare. Minimizarea lungimii firelor care conectează bateriile și distanța la invertor este necesară pentru a reduce rezistența electrică. În practică, valoarea indicatorului este de la 0,98 la 0,99.
• Scurgerea bateriei minime. Pentru orice baterie, există o limită de încărcare mai mică, care depășește durata de funcționare a dispozitivului. De obicei, controlerele stabilesc valoarea minimă de încărcare la 15%, deci coeficientul este de aproximativ 0,85.
• Pierderea maximă admisă a capacității înainte de a schimba bateriile. În timp, apare îmbătrânirea dispozitivelor, crescând rezistența lor internă, ceea ce duce la o scădere ireversibilă a capacității acestora. Folosiți dispozitive a căror capacitate reziduală mai mică de 70% nu este profitabilă, astfel încât valoarea indicatorului ar trebui să fie luată ca 0,7.

Contrar credinței populare, eficiența bateriei - raportul dintre energia primită și cea livrată nu trebuie inclus în calcul. Indicatorul capacității bateriei indicat în documentația tehnică ia în considerare cantitatea posibilă de returnare.

Drept urmare, valoarea coeficientului integral în calculul capacității necesare pentru bateriile noi va fi de aproximativ 0,8, iar pentru bateriile vechi, înainte de a fi scrise - 0,55.

Pentru a furniza electricitate casei un ciclu de încărcare-descărcare de 1 zi, vor fi necesare 12 baterii. Când un bloc de 6 dispozitive rulează la descărcare, al doilea bloc se va încărca

Curenti maximi admisi

Pentru fiecare baterie, curentul de încărcare maxim admis este specificat în documentația tehnică. Depășirea acestei valori duce la supraîncălzirea dispozitivului, o scădere bruscă și irevocabilă a performanței sale.

Prin urmare, atunci când alegeți baterii pentru sisteme de asamblare a bateriei trebuie să se asigure că pot asigura consumul de energie electrică generată de panourile solare.

Un alt indicator important este curentul de descărcare admisibil:

• Curent regulat de descărcare, pentru funcționarea la valoarea căreia (sau o valoare mai mică) este destinată bateria. Funcționarea tuturor echipamentelor electrice conectate la sistem trebuie să fie prevăzută cu acest indicator.
• Curentul maxim de descărcare pe care dispozitivul îl poate oferi pentru o perioadă scurtă de timp la sarcini maxime. Astfel de încărcări pot apărea atunci când porniți unele echipamente, cum ar fi compresoare de refrigerare sau de aer condiționat.

Depășirea timp îndelungat a primului indicator sau pe termen scurt - al doilea duce la uzura prematură a bateriei. Odată cu îmbătrânirea dispozitivelor, acești indicatori scad cu 20-30%, ceea ce trebuie, de asemenea, luat în considerare.

Caracteristici ale dispozitivului și parametrii principali

Bateriile auto nu sunt proiectate pentru a funcționa cu un număr mare de cicluri de încărcare și descărcare. Pentru energie alternativă și de rezervă, utilizați un tip diferit de dispozitiv. Deoarece costul lor este mare, este necesar să studiați cu atenție toți parametrii înainte de a cumpăra.

Modurile de funcționare a bateriei din mașină și din sistemul de energie alternativă sunt atât de diferite încât scopul său este indicat chiar și pe dispozitivul însuși

Tipuri utilizate pentru energie alternativă

Aproape toate bateriile utilizate în energie alternativă și instalate în clădiri nu au întreținere. Utilizatorul nu este capabil să efectueze operațiuni fizice cu aceștia care le afectează structura.

Acest lucru se realizează pentru a reduce la minimum riscul de efecte fizice sau chimice ale bateriilor asupra oamenilor, aerului și obiectelor din jurul lor. Prin urmare, nu este nevoie de un studiu detaliat al structurii și nuanțelor fizico-chimice ale funcționării diverselor tipuri de baterii. Trebuie acordată mai multă atenție diferențelor în principalele caracteristici tehnice ale dispozitivelor.

Bateriile OPzS sunt fabricate ca cele mai simple dispozitive cu plumb. Modificarea formei plăcii pozitive vă permite să oferiți un număr semnificativ mai mare de cicluri de încărcare și descărcare decât omologii auto.

Dezavantajul este prezența electrolitului lichid, care poate fi periculos atunci când sunt depresurizate. Nișă de preț mediu.

Bateriile alcaline (nichel) sunt rareori utilizate datorită imunității lor la curenți mici atunci când se încarcă și a necesității de a trece printr-un ciclu complet de la starea încărcată la starea descărcată. În caz contrar, capacitatea bateriei va scădea.

De asemenea, aceste dispozitive au mai multă greutate și dimensiuni decât concurenții cu aceeași capacitate. Pericol la depresurizare. Nișă preț scăzut.

Depresurizarea bateriei este posibilă în cazul unui defect intern, o putere excesivă a curentului de încărcare, căzând de la înălțime sau funcționând în condiții improprii. Cele mai mari probleme vor fi create de dispozitivele care conțin lichide periculoase în timpul evaporării.

În bateriile AGM, electrolitul este legat într-o structură din fibră de sticlă. Pot fi încărcați cu curenți mici. Aproape sigur și ocupă o nișă de preț medie în rândul concurenților.

Oxidul de siliciu se adaugă la electrolit în bateriile GE (gel), rezultat al căruia se află în stare gel.Dispozitivele au un grad ridicat de siguranță și performanțe bune. Nișă de preț ridicat.

Bateriile cu energie alternativă nu sunt vândute în magazinele auto. Le puteți cumpăra de la firme care vând panouri solare, turbine eoliene sau online

Bateriile pe bază de litiu (de exemplu, modelele cu fosfat de litiu-fier) ​​au caracteristici foarte bune, sunt compacte, au o greutate semnificativ mai mică și sunt practic sigure. Cu toate acestea, costul lor este semnificativ mai mare decât cel al tipurilor de dispozitive concurente, chiar și al celor cu gel.

Din punct de vedere al raportului preț-performanță, bateriile cu gel și litiu sunt cele mai atractive. Dar investițiile inițiale în acestea sunt foarte mari, de aceea dispozitivele de alte tipuri sunt de asemenea distribuite pe scară largă pe piața bateriilor pentru energie alternativă.

Pe piața internă, următoarele mărci de baterii sunt activ în cerere:

Bateriile prezentate se caracterizează prin performanțe excelente și prețuri accesibile.

Selectarea modelului bateriei

Principalii parametri ai bateriilor pentru energia solară, la care trebuie să acordați atenție atunci când cumpărați următoarele:

• tensiune și capacitate care determină puterea bateriei;
• adâncimea de descărcare maximă sigură, la respectarea căreia este posibil să funcționeze bateria;
• numărul garantat de cicluri de încărcare și descărcare, sub rezerva tuturor condițiilor tehnice;
• valoare de auto-descărcare, caracterizând intensitatea pierderii de energie într-o baterie încărcată atunci când este inactiv;
• curentul maxim de încărcare, care determină cantitatea de energie electrică pe unitatea de timp pe care bateria este capabilă să o accepte fără a aduce atingere unei funcționări ulterioare;
• curent nominal de descărcare, care determină cantitatea de energie electrică pe unitatea de timp pe care bateria este capabilă să o furnizeze mult timp, fără a aduce atingere unei funcționări ulterioare;
• curent maxim de descărcare, care determină cantitatea de energie electrică pe unitatea de timp pe care bateria este capabilă să o furnizeze pentru o perioadă scurtă de timp, fără a afecta funcționarea ulterioară;
• temperatura optimă pentru dispozitiv;
• dimensiunea și greutatea bateriei, a căror cunoaștere este necesară pentru a selecta locația și metoda de instalare a acestora.

Toți acești parametri sunt descriși în documentația tehnică, care este postată electronic pe site-ul tuturor marilor producători.

Concluzii și video util pe această temă

Prezentare generală a nuanțelor funcționării diferitelor tipuri de baterii pentru sisteme solare:

Comparații ale diferitelor tipuri de baterii de pornire. Pro și contra pentru energia alternativă:

Experiență cu baterii cu litiu (LiFePo4). Adevăratul bloc al dispozitivelor auto, nuanțele activității sale:

Alegerea corectă a bateriilor în funcție de parametrii lor va asigura funcționarea fiabilă a unui sistem energetic alternativ. Nu este nevoie să economisiți excesiv pe unitatea de stocare a energiei electrice - investiția inițială inițială va plăti pentru buna funcționare a sistemului pentru câțiva ani următori.

Vă rugăm să lăsați comentarii în blocul de mai jos, puneți întrebări, publicați fotografii pe subiectul articolului. Povestiți-ne despre modul în care ați ales bateriile pentru o mini-centrală de cabană din panouri solare. Partajați informații care vor fi utile vizitatorilor site-ului.