Батерии за слънчеви панели: преглед на видовете подходящи батерии и техните характеристики

Системите за алтернативна енергия се използват все повече за захранване на жилищни сгради с електричество.Тъй като режимите на производство и потребление на електроенергия са различни, е необходимо да се осигури нейното натрупване за последващо производство. Съгласен ли си?

За да се използва енергия за необходимото от собственика време, в схемата са включени батерии за слънчеви панели. Ще ви кажем как правилно да изберете устройства, предназначени да работят в цикли на зареждане и разреждане. Нашите препоръки ще ви помогнат да изберете оптималния модел.

Батерии в битова слънчева енергийна система

Разбирането на методите и нюансите на използването на батерии при осигуряване на съоръжение с електричество от слънчеви панели ще ви позволи да направите правилния избор на устройства и да осигурите максимална ефективност на системата.

За да направите информирана покупка, трябва да разберете добре методите за създаване на акумулаторна матрица (блок) и правилата за изчисляване на основните характеристики.

Метод за комбиниране на устройства в един масив

Жилищните и индустриалните приложения консумират електрически товари, които надвишават капацитета на една батерия. Ако слънчевата енергийна система е предназначена за голям брой електрически уреди, е необходимо да се създаде масив от акумулаторни батерии по примера на такава комбинация слънчеви панели.

Свързването на батерии към единичен електрически масив може да се извърши по паралелен, сериен или смесен начин. Изборът зависи от необходимата изходна мощност и напрежение.

В зависимост от начина, по който батериите са свързани една с друга, можете да постигнете различни стойности на изходното напрежение, но не трябва да създавате много сложни вериги, за да избегнете образуването на изравнителен ток между устройствата в масива

Батериите се поставят в къща или друга сграда, за да се осигури температурата на околната среда в диапазона от 10 до 25 градуса по Целзий над нулата и да се предотврати навлизането на вода в тях. Това значително удължава експлоатационния живот на устройствата и намалява загубите на енергия.

Съвременните технологии за производство на акумулаторни батерии, предназначени за поставяне в жилищни сгради, осигуряват повишени мерки за безопасност на околната среда. Поради това не е необходимо да се вземат специални мерки за интензивно проветряване на помещението. Те обаче не трябва да се поставят в дневни.

Тъй като батериите имат значително тегло (устройство от 12 волта и 200 Ah тежи около 70 kg), те трябва да бъдат поставени на пода или върху здрави и здраво закрепени стелажи.

Необходимо е да се предотврати възможността батериите да паднат от височина, тъй като в този случай те ще се повредят, а системите с течен електролит също са опасни за човешкото здраве, ако паднат под налягане.

С увеличаване на дължината на захранващия кабел електрическото съпротивление се увеличава, което води до намаляване на ефективността на системата. Затова се практикува батериите да се поставят близо една до друга, за да се сведе до минимум общата дължина на проводниците.

Стелажът за батерии трябва да може да издържа голямо тегло. И така, блок от осем 200-ампера батерии тежи повече от половин тон

Характеристики на функционирането на системата

При паралелно и комбинирано серийно-паралелно свързване на батерии в един масив, устройствата могат да станат небалансирани по отношение на нивото на зареждане. Това води до факта, че устройството няма да работи в пълен цикъл, което означава, че ресурсът му ще бъде изчерпан по-бързо.

Системата за производство на електричество от слънцето винаги е оборудвана контролер, който контролира заряда на батерията. В случай на създаване на масив от батерии е необходимо допълнително да се инсталират джъмпери за изравняване на заряда.

За да се избегнат проблеми с неравномерно зареждане и разреждане на батерии, комбинирани в един масив, е необходимо да се използват устройства от един и същи модел или, дори по-добре, от една и съща партида. Това правило важи не само за системите за слънчева енергия.

Сега почти всички жилища могат да бъдат снабдени с уреди, работещи на 12 или 24 V мрежа, включително хладилници, телевизори и др. Окабеляването с такова напрежение в цялата къща обаче няма смисъл, тъй като текущата мощност ще бъде много висока.

Това означава, че при реализирането на такава идея е необходим скъп кабел с голямо напречно сечение на жилата и загубите от електрическо съпротивление ще бъдат големи.

За почти всички домакински уреди има модели, които работят на 12-волтова постоянна мрежа. Ако електрическият кабел не е твърде дълъг, може да се използва система с ниско напрежение

Следователно, в непосредствена близост до батериите, които инсталират инвертор – устройство за преобразуване на електрическо напрежение.

В допълнение, действителното изходно напрежение от батерията може леко да се различава от посоченото напрежение. Така че напълно заредените са популярни за използване в схема със слънчеви панели гел батериите произвеждат напрежение от 13-13,5 волта, така че инверторът функционира като стабилизатор.

Изчисляване на необходимия капацитет на батерията

Капацитетът на батериите се изчислява въз основа на очаквания период на автономна работа без презареждане и общата консумация на енергия на електрическите уреди.

Средната мощност на електрически уред за интервал от време може да се изчисли, както следва:

P = P₁ *(T₁ /T₂),

Където:

• П₁ – номинална мощност на устройството;
• T₁ – време на работа на уреда;
• T₂ – общо очаквано време.

Почти на цялата територия на Русия има дълги периоди, когато слънчеви панели няма да работи поради лошо време.

Не е рентабилно да се инсталират големи масиви от батерии, за да се зареждат напълно само няколко пъти в годината. Следователно изборът на времевия интервал, през който устройствата ще работят само при разреждане, трябва да се подхожда въз основа на средната статистическа стойност.

Количеството енергия, генерирано от слънчевите панели, зависи от плътността на облаците. Ако облачното време не е необичайно в региона, тогава липсата на входяща мощност трябва да се вземе предвид при изчисляване на обема на батерията

Ако планирате да използвате натрупаната енергия през деня, например, в слънчево отопление, тогава е по-добре да вземете предвид малко по-голям интервал, например 30 часа.

В случай на дълъг период, когато не е възможно да се използват слънчеви панели, е необходимо да се използва друга система за производство на електроенергия, базирана например на дизелов или газов генератор.

100% заредена батерия може да произвежда енергия, преди да е напълно разредена, което може да се изчисли по формулата:

P = U x I

Където:

• U – напрежение;
• I – сила на тока.

И така, една батерия с напрежение 12 волта и ток 200 ампера може да генерира 2400 вата (2,4 kW). За да изчислите общата мощност на няколко батерии, трябва да съберете стойностите, получени за всяка от тях.

В продажба има батерии с висока мощност, но те са скъпи. Понякога е много по-евтино да закупите няколко обикновени устройства, пълни със свързващи кабели

Полученият резултат трябва да се умножи по няколко редуциращи фактора:

• Ефективност на инвертора. При правилно съгласуване на напрежението и мощността на входа на инвертора ще се постигне максимална стойност от 0,92 до 0,96.
• Ефективност на захранващите кабели. Минимизирането на дължината на проводниците, свързващи батериите, и разстоянието до инвертора е необходимо, за да се намали електрическото съпротивление. На практика стойността на показателя е от 0,98 до 0,99.
• Минимално допустимо разреждане на батерията. За всяка батерия има долна граница на зареждане, след която експлоатационният живот на устройството значително намалява. Обикновено контролерите задават минималната стойност на зареждане на 15%, така че коефициентът е около 0,85.
• Максимално допустима загуба на капацитет преди смяна на батериите. С времето устройствата остаряват и вътрешното им съпротивление нараства, което води до необратимо намаляване на капацитета им. Нерентабилно е да се използват устройства, чийто остатъчен капацитет е по-малък от 70%, така че стойността на индикатора трябва да се приеме като 0,7.

Противно на общоприетото схващане, ефективността на батерията - съотношението на получената и доставената електроенергия - не трябва да се включва в изчислението. Капацитетът на батерията, посочен в техническата документация, отчита възможния обем на връщане.

В резултат на това стойността на интегралния коефициент при изчисляване на необходимия капацитет за нови батерии ще бъде приблизително 0,8, а за стари, преди да бъдат отписани, ще бъде 0,55.

За да се осигури дома с електричество по време на цикъл на зареждане-разреждане от 1 ден, ще са необходими 12 батерии. Когато един блок от 6 устройства работи за разреждане, вторият блок ще се зарежда

Максимално допустими токове

За всяка батерия в техническата документация е посочен максимално допустимият заряден ток. Превишаването на тази стойност води до прегряване на устройството, рязко и необратимо намаляване на неговата производителност.

Ето защо, когато избирате батерии за монтаж на акумулаторна система трябва да сте сигурни, че те могат да се справят с електричеството, генерирано от слънчевите панели.

Друг важен показател е допустимият ток на разреждане:

• Стандартен разряден ток, при чиято стойност (или по-малка стойност) е предназначена да работи батерията. Работата на цялото електрическо оборудване, свързано към системата, трябва да бъде осигурено от този индикатор.
• Максималният разряден ток, който устройството може да осигури за кратко време при пикови натоварвания. Такива натоварвания могат да възникнат, когато някои съоръжения са включени, например тези, които съдържат компресори за хладилник или климатик.

Превишаването на първия индикатор за дълго време или на втория за кратко време води до преждевременно износване на батерията. С остаряването на устройствата тези цифри намаляват с 20-30%, което също трябва да се вземе предвид.

Характеристики на устройството и основни параметри

Автомобилните батерии не са проектирани да издържат на много цикли на зареждане и разреждане. За алтернативна и резервна енергия се използват устройства от различен тип. Тъй като цената им е висока, е необходимо внимателно да проучите всички параметри преди закупуване.

Режимите на работа на акумулатор в автомобил и в система за алтернативна енергия са толкова различни, че предназначението му е посочено дори на самото устройство

Видове, използвани за алтернативна енергия

Почти всички батерии, използвани в алтернативната енергия и монтирани в сгради, са от необслужваем тип. Потребителят не може да извършва физически операции с тях, които засягат тяхната структура.

Това се прави, за да се сведе до минимум рискът от физическо или химическо излагане на батериите на хората, въздуха и заобикалящата ги среда. Поради това няма нужда от подробно проучване на структурата и физико-химичните нюанси на работата на различните видове батерии. Трябва да се обърне повече внимание на разликите в основните технически характеристики на устройствата.

Батериите OPzS са проектирани като прости оловно-киселинни устройства. Промяната във формата на положителната пластина позволява значително по-голям брой цикли на зареждане и разреждане в сравнение с автомобилните еквиваленти.

Недостатък е наличието на течен електролит, който може да бъде опасен, ако се разхерметизират. Средна ценова ниша.

Алкалните (никелови) батерии се използват рядко поради тяхната нечувствителност към ниски токове при зареждане и необходимостта от преминаване през пълен цикъл от заредено до разредено състояние. В противен случай капацитетът на батерията ще намалее.

Освен това тези устройства имат по-голямо тегло и размери в сравнение с конкурентите със същия капацитет. Опасен при понижено налягане. Ниска ценова ниша.

Разхерметизиране на акумулатора е възможно поради вътрешен дефект, прекомерен заряден ток, падане от високо или работа при неподходящи условия. Най-големи проблеми в този случай ще създават устройства, съдържащи течности, които са опасни поради изпарение.

В AGM батериите електролитът е свързан в структура от фибростъкло. Могат да се зареждат с ниски токове.Те са практически безопасни и заемат средна ценова ниша сред конкурентите.

В GE (гел) батерии силициевият оксид се добавя към електролита, което води до гелообразно състояние. Устройствата имат висока степен на безопасност и добра производителност. Висока ценова ниша.

Батерии за алтернативна енергия не се продават в автомобилните магазини. Можете да ги закупите от компании, продаващи слънчеви панели, вятърни електроцентрали или чрез интернет.

Литиево-базираните батерии (например модели с литиево-железен фосфат) имат много добра производителност, компактни са, имат значително по-малко тегло и са практически безопасни. Въпреки това, тяхната цена е значително по-висока от тази на конкурентните типове устройства, дори тези с гел.

От гледна точка на съотношението цена и технически характеристики, гел и литиевите батерии са най-привлекателни. Но еднократната първоначална инвестиция в тях е доста голяма, така че други видове устройства също са широко разпространени на пазара на батерии за алтернативна енергия.

Следните марки батерии са в активно търсене на вътрешния пазар:

Представените батерии се характеризират с отлични експлоатационни характеристики и достъпна цена.

Избор на модел батерия

Основните параметри на батериите за слънчева енергия, на които трябва да обърнете внимание при покупката, са следните:

• напрежение и капацитет, които определят мощността на батерията;
• дълбочина на безопасен максимален разряд, при която батерията може да работи в посочените от производителя срокове;
• гарантиран брой цикли на зареждане и разреждане при спазване на всички технически условия;
• стойност на саморазреждане, характеризираща интензивността на загуба на електроенергия в заредена батерия по време на неактивност;
• максимален заряден ток, който определя количеството електроенергия за единица време, което батерията може да приеме, без да се нарушава по-нататъшната работа;
• стандартен ток на разреждане, който определя количеството електричество за единица време, което батерията може да достави за дълго време, без да компрометира по-нататъшната работа;
• максимален ток на разреждане, който определя количеството електричество за единица време, което батерията може да достави за кратко време, без да се компрометира по-нататъшната работа;
• оптимална температура за работа на устройството;
• размер и тегло на батерията, познаването на които е необходимо за избор на тяхното местоположение и метод на инсталиране.

Всички тези параметри са описани в техническата документация, която е публикувана в електронен вид на уебсайтовете на всички големи производители.

Изводи и полезно видео по темата

Преглед на нюансите на функциониране на различни видове батерии за слънчеви системи:

Сравнение на различни видове стартерни батерии. Плюсове и минуси на алтернативната енергия:

Опит в използването на литиеви (LiFePo4) батерии. Истински блок от автомобилни устройства, нюансите на неговата работа:

Правилният избор на батерии според техните параметри ще осигури надеждна работа на алтернативната енергийна система.Няма нужда да спестявате прекомерно от устройство за съхранение на електроенергия - първоначалната първоначална инвестиция ще се възвърне чрез непрекъсната работа на системата за няколко години напред.

Моля, оставете коментари в блока по-долу, задавайте въпроси, публикувайте снимки по темата на статията. Разкажете ни как сте избрали батерии за вашата селска мини електроцентрала от слънчеви панели. Споделете информация, която ще бъде полезна за посетителите на сайта.