Акумулятори для сонячних батарей

1. Особливості роботи акумуляторів в геліосистемах
2. Що врахувати при виборі?
3. Різні види акумуляторів для сонячних батарей
4. Акумулятори AGM і GEL
5. Акумулятори OPzS
6. лужні
7. літієві батареї

Наши партнеры ArtmMisto

У всіх автономних геліосистемах є такі обов'язкові компоненти, як самі сонячні батареї, контролер, інвертор, а також акумулятор. Сьогодні ми поговоримо про акумулятори для сонячних батарей. У геліосистемах вони виконують кілька функцій, які можна об'єднати однією фразою ─ накопичення і подальша віддача електричної енергії. Акумулятор - це один з ключових елементів геліосистеми. На піку продуктивності при яскравому сонячному світлі сонячні батареї перетворюють електрики значно більше, ніж необхідно. При цьому вночі вони простоюють. АКБ вирішує завдання накопичення вдень і витрачання її вночі. Тобто, основна функція акумуляторів в геліосистемах - це безперебійне забезпечення електрикою споживачів. У продажу є безліч акумуляторів, але не всі будуть добре працювати в сонячних системах. У цій статті поговоримо про те, які АКБ найкраще підходять для роботи разом з сонячними батареями.

Зміст статті

Особливості роботи акумуляторів в геліосистемах

Основні завдання АКБ в геліосистемах можна позначити так:

• Накопичення енергії в денний час і використання її вночі;
• Підтримка живлення споживачів в моменти пікового навантаження, коли фотоелементи не справляються;
• Відшкодування нестачі харчування від сонячної батареї в похмуру погоду.

Акумулятор в геліосистемі

Часто в геліосистемах працює більше одного акумулятора. Кілька акумуляторів об'єднуються в ланцюг або для збільшення ємності, або для збільшення напруги. А в деяких випадках для досягнення обох цих цілей. Тому використовуються 3 різних схеми об'єднання акумуляторів:

• Послідовно. У такій схемі сумарна ємність буде дорівнює значенню для одного акумулятора. Ємність повинна бути однаковою у всіх батарей в ланцюзі. Напруга цієї системи буде обчислюватися як сума напруг всіх акумуляторів;
• Паралельно. У такій схемі напруга залишається, як у одного акумулятора, а ємності підсумовуються;
• Комбіновано. Використовує дві попередні схеми.

При об'єднанні акумуляторів в ланцюг, пам'ятайте, що об'єднувати потрібно тільки акумулятори одного типу (лужні, свинцево-кислотні та т. П.), Однієї ємності, віку, напруги. Ще краще, якщо вони будуть одного виробника. У разі якщо акумуляторів багато, то вони повинні бути встановлені на стелажах.

послідовне з'єднання

паралельне з'єднання

Послідовно-паралельне з'єднання

Варто сказати, що послідовне і послідовно-паралельне з'єднання часто викликає розбалансування в роботі акумуляторів. При цьому сумарна напруга відповідає розрахунковій величині ланцюжка батарей, а для кожної з АКБ вони відрізняються. В результаті деякі акумулятори перезаряджаються, а інші недозаряжаются. В результаті скорочується термін їх служби. Для усунення цього негативного ефекту рекомендується застосовувати контролери заряду для балансування. А також корисно щорічно перевіряти ємність кожної батареї шляхом заряду-розряду.

Якщо робиться послідовно-паралельне з'єднання, то слід встановити перемички в проміжних точках для самовирівнювання. Щоб відбувалося рівномірне зняття потужності з батареї, позитивний висновок підключайте з сусідньої АКБ, а мінус з тієї, що по діагоналі. В цьому випадку розбалансування роботи акумуляторів буде значно менше.

Отже, які основні вимоги пред'являються до акумуляторів, які працюють у складі геліостанцій.

• Повинні витримувати якомога більше число зарядів і розрядів;
• Повинні заряджатися великим зарядним струмом;
• Низький саморозряд;
• Прості в обслуговуванні;
• Працюють в широкому діапазоні робочих температур.

У продажу сьогодні можна зустріти акумулятори, спеціально розроблені для сонячних батарей. Виробники таких пристроїв заявляють, що їхні продукти відповідають перерахованим вимогам, особливо до постійних циклічних навантажень. Це основна вимога для роботи з сонячними батареями, які видають електричну енергію непостійно.

Що врахувати при виборі?

Тепер, давайте, виділимо основні вимоги до АКБ, які працюють у складі геліосистем.

• Швидкість заряду і розряду. Номінальна ємність акумуляторної батареї, яку вказує виробник на своїх виробах, може не відповідати часу зарядки АКБ в реальних умовах експлуатації. Так, час при розряді в десяти і двадцяти годинному режимах, це різні величини при одній і тій же номінальної ємності батареї;
• Ємність. Є однією ключових характеристик АКБ для сонячної системи. Величина ємності підбирається в залежності від закладається енергоспоживання з розрахунку того, що батарея повинна забезпечувати харчуванням споживачів протягом 4 годин. Крім цього, не забудьте, що до розрахункової величини слід додати 35 відсотків від неї. Такий запас міцності потрібен для того, щоб при експлуатації не стався глибокий розряд акумулятора;
• Розміри і маса. Різні типи акумуляторів при однаковій ємності можуть мати різну масу. Якщо говорити в загальному випадку, то ємність батареї збільшується пропорційною масі. Це пояснюється тим, що надбавка ємності досягається збільшенням кількості пластин;
• Умови експлуатації. При покупці потрібно з'ясувати інтервал робочих температур, а також необхідність періодичного обслуговування і його періодичність;
• Термін експлуатації (число циклів заряд-розряд). На майбутнє запам'ятайте, що чим менше ступінь розряду батареї при роботі, тим довше він прослужить. Це правило справедливо не тільки для сонячних систем, але в інших пристроях.

При розрахунку сонячної системи потрібно пам'ятати, що в акумуляторах при збереженні і віддачі енергії, її частина безповоротно втрачається. Ефективність акумуляторних батарей для сонячних систем знаходиться на рівні 90%.

Різні види акумуляторів для сонячних батарей

Автомобільні стартерні батареї (WET)

Багато в складі невеликих сонячних систем використовують звичайні акумулятори для автомобіля . Це зменшує кінцеву вартість системи і, в принципі, немає нічого смертельного в їх використанні. Інша справа, що такі АКБ доведеться міняти частіше. Автомобільні батареї призначені для віддачі великого струму за короткий інтервал часу. А потім повинен слідувати заряд. А в сонячній системі вони розряджаються малим струмом тривалий час. Причому розряд може бути глибокий. Такий режим роботи для них згубний і вони швидко втрачають свою ємність і працездатність.

У геліосистемах часто використовують вантажні акумулятори великої ємності

Якщо все ж будете використовувати автомобільний свинцево-кислотний акумулятор, то встановлюйте їх в підсобних приміщеннях. Справа в тому, що при зайву зарядці (при збільшенні напруги на клемах більш 14,4 вольта) електроліт в банках «кипить». Це проходить гідроліз води з виділенням кисню і водню на різних електродах. Тому приміщення з акумуляторами повинна мати хорошу вентиляцію, щоб пари не накопичувалися.

Акумулятори AGM і GEL

Ці батареї випускаються за технологіями Absorptive Glass Mat і Gelled Electrolite. Вони також є свінцово─кіслотнимі АКБ. Тільки електроліт в них знаходиться в зв'язаному стані. У разі AGM електролітом просякнуте скловолокно, а у GEL - сірчана кислота переведена в гелевидний стан за допомогою добавки оксиду кремнію. Цей тип акумуляторів значно краще підходить для використання в сонячних системах.

Тяговий гелевий акумулятор

Цим батареям не страшний глибокий розряд, і вони витримують значно більше циклів заряд-розряд, ніж WET.

Крім того, вони без проблем працюють при розрядці малим струмом. Але труднощі є і тут. AGM і GEL батареї чутливі до умов зарядки і перезаряд для них критичний. Крім того, вони не люблять різких стрибків напруги в мережі. При використанні таких акумуляторів в сонячній системі контролер повинен чітко фіксувати закінчення заряду на них. Варто також відзначити, що вони значно дорожче звичайних кислотних АКБ. При тій же ємності гелевий може коштувати в 2 рази дорожче.

Акумулятори OPzS

Акумуляторні батареї OPzS виконуються за технологією свинцево-кислотних акумуляторів з рідким електролітом. Але у них в конструкції є одна особливість. Позитивна пластина виконується трубчастої. Це значно збільшує число циклів заряду і розряду. У продажу зустрічаються акумулятори OPzS з ємністю від 50 до 3500 Aч.

акумулятор OPzS

Вони використовуються в різних системах, пов'язаних з перетворенням і накопиченням енергії, а також в телекомунікаційній і енергетичних галузях. Вони практично не вимагають обслуговування і легко переносять глибокий розряд. Термін служби таких батарей до 20 років. Мінусом є висока вартість. Тому використання таких батарей виправдано тільки в сонячних системах великої потужності.

лужні

Акумулятори цього типу в основному використовуються в якості тягових. Тому вони краще за інших типів АКБ переносять глибокий розряд. Причому великими струмами.

лужний акумулятор

Але і мінусів у них більш ніж достатньо. Зокрема, у них низька енергетична щільність. Тому батарея номіналом 12 вольт буде істотно більше свинцевою. Крім того, у цих акумуляторів є ефект пам'яті. Якщо їх розрядити в повному обсязі, а потім поставити на зарядку, вони втрачають частину ємності. При функціонуванні в складі сонячної системи не можна гарантувати їх повний розряд. А значить, вони систематично будуть втрачати ємність.

Але вони знайшли своє застосування в системах, що працюють від сонячної енергії. це світильники і вуличні ліхтарі на сонячних батареях. Там використовуються нікель─кадміевие і нікель─металлогідрідние АКБ.

літієві батареї

У мережі можна знайти відгуки про використання літієвих батарей в сонячних системах. Зокрема, це літій-залізо-фосфатні моделі. Але приклади поодинокі і по ним не можна оцінити їх ефективність при роботі в зв'язці з сонячними батареями.

Літієві АКБ мають більш високу енергоємність, ніж лужні або свинцево-кислотні. Тому при рівній ємності вони матимуть менші розміри. Крім того, вони швидше заряджаються і без проблем витримують глибокий розряд. Але висока вартість таких акумуляторів перекреслює їхні переваги. Крім того, потрібно вирішувати питання з їх безпечним використанням, оскільки для них критичний перегрів і перезаряд. Це також призводить до подорожчання сонячної системи.
Якщо стаття виявилася для вас корисною, розповсюдьте посилання на неї в соціальних мережах. Цим ви допоможете розвитку сайту. Голосуйте в опитуванні нижче і оцінюйте матеріал! Виправлення і доповнення до статті залишайте в коментарях.