Akumuliatoriai saulės kolektoriams: tinkamų baterijų tipų ir jų savybių apžvalga

Gyvenamiesiems pastatams tiekti elektra vis dažniau naudojamos alternatyvios energijos sistemos.Kadangi skiriasi elektros gamybos ir vartojimo būdai, būtina užtikrinti jos kaupimą tolesnei produkcijai. Ar sutinki?

Norint sunaudoti energiją tiek laiko, kiek reikalauja savininkas, į schemą įtrauktos baterijos saulės kolektoriams. Mes jums pasakysime, kaip teisingai pasirinkti įrenginius, skirtus veikti įkrovimo ir iškrovimo ciklais. Mūsų rekomendacijos padės pasirinkti optimalų modelį.

Baterijos buitinėje saulės energijos sistemoje

Akumuliatorių naudojimo būdų ir niuansų supratimas aprūpinant objektą elektros energija iš saulės baterijų leis teisingai pasirinkti įrenginius ir užtikrinti maksimalų sistemos efektyvumą.

Norėdami įsigyti pagrįstą pirkinį, turite gerai suprasti akumuliatoriaus masyvo (bloko) kūrimo būdus ir pagrindinių charakteristikų apskaičiavimo taisykles.

Įrenginių sujungimo į vieną masyvą būdas

Gyvenamosiose ir pramoninėse patalpose sunaudojama elektros apkrova, viršijanti vienos baterijos talpą. Jei saulės energijos sistema skirta daugybei elektros prietaisų, tokio derinio pavyzdžiu būtina sukurti įkraunamų baterijų masyvą. saulės elementai.

Baterijų prijungimas prie vieno elektros saugojimo masyvo gali būti atliekamas lygiagrečiai, nuosekliai arba mišriu būdu. Pasirinkimas priklauso nuo reikiamos išėjimo galios ir įtampos.

Priklausomai nuo baterijų prijungimo būdo, galite pasiekti skirtingas išėjimo įtampos vertes, tačiau neturėtumėte kurti labai sudėtingų grandinių, kad nesusidarytų išlyginamosios srovės tarp masyvo įrenginių.

Baterijos dedamos į namą ar kitą pastatą, kad aplinkos temperatūra būtų nuo 10 iki 25 laipsnių Celsijaus virš nulio ir kad į jas nepatektų vanduo. Tai žymiai pailgina prietaisų tarnavimo laiką ir sumažina energijos nuostolius.

Šiuolaikinės įkraunamų baterijų, skirtų talpinti gyvenamuosiuose pastatuose, gamybos technologijos numato didesnes aplinkosaugos priemones. Todėl ypatingų priemonių intensyviam patalpos vėdinimui imtis nereikia. Tačiau jie neturėtų būti dedami į gyvenamąsias patalpas.

Kadangi baterijos turi didelį svorį (12 voltų ir 200 Ah prietaisas sveria apie 70 kg), jas reikia dėti ant grindų arba ant tvirtų ir saugiai pritvirtintų lentynų.

Būtina užkirsti kelią akumuliatorių nukritimui iš aukščio, nes tokiu atveju jie suges, o sistemos su skystu elektrolitu taip pat yra pavojingos žmonių sveikatai, jei jose nutrūks slėgis.

Didėjant maitinimo kabelio ilgiui, didėja elektrinė varža, todėl sistemos efektyvumas mažėja. Todėl įprasta dėti baterijas arti viena kitos, kad bendras laidų ilgis būtų kuo mažesnis.

Akumuliatoriaus stovas turi atlaikyti didelį svorį. Taigi aštuonių 200 amperų baterijų blokas sveria daugiau nei pusę tonos

Sistemos veikimo ypatumai

Lygiagrečiai ir kombinuotai nuosekliai lygiagrečiai sujungus baterijas į vieną masyvą, įrenginiai gali būti nesubalansuoti įkrovimo lygio atžvilgiu. Tai lemia tai, kad įrenginys neveiks visu ciklu, o tai reiškia, kad jo resursai bus išeikvoti greičiau.

Visada įrengta elektros energijos gamybos iš saulės sistema valdiklis, kuris valdo akumuliatoriaus įkrovą. Kuriant baterijų masyvą, papildomai reikia sumontuoti įkrovos išlyginimo trumpiklius.

Norint išvengti netolygaus baterijų, sujungtų į vieną masyvą, įkrovimo ir iškrovimo problemų, būtina naudoti to paties modelio įrenginius arba, dar geriau, iš tos pačios partijos. Ši taisyklė aktuali ne tik saulės energijos sistemoms.

Dabar beveik visi korpusai gali būti aprūpinti 12 arba 24 voltų tinkle veikiančiais prietaisais, įskaitant šaldytuvus, televizorius ir kt. Tačiau laidai su tokia įtampa visame name nėra prasmingi, nes srovės galia bus labai didelė.

Tai reiškia, kad įgyvendinant tokią idėją, reikalingas brangus kabelis su dideliu gyslų skerspjūviu ir nuostoliai dėl elektros varžos bus dideli.

Beveik visiems buitiniams prietaisams yra modelių, kurie veikia 12 voltų nuolatinės srovės tinkle. Jei elektros kabelio eiga nėra per ilga, galima naudoti žemos įtampos sistemą

Todėl jie montuojami šalia akumuliatorių inverteris – prietaisas elektros įtampai konvertuoti.

Be to, tikroji akumuliatoriaus išėjimo įtampa gali šiek tiek skirtis nuo nurodytos įtampos. Taigi, visiškai įkrauti yra populiarūs naudoti schema su saulės baterijomis gelio baterijos gamina 13-13,5 voltų įtampą, todėl inverteris veikia kaip stabilizatorius.

Reikalingos baterijos talpos apskaičiavimas

Akumuliatorių talpa apskaičiuojama pagal numatomą autonominio veikimo be įkrovimo laikotarpį ir bendrą elektros prietaisų energijos suvartojimą.

Vidutinę elektros prietaiso galią per tam tikrą laiko intervalą galima apskaičiuoti taip:

P = P₁ *(T₁ /T₂),

Kur:

• P₁ – įrenginio vardinė galia;
• T₁ – įrenginio veikimo laikas;
• T₂ – bendras numatomas laikas.

Beveik visoje Rusijos teritorijoje yra ilgi laikotarpiai, kai saulės elementai neveiks dėl blogo oro.

Neapsimoka montuoti didelius akumuliatorių masyvus, kad būtų galima pilnai įkrauti tik kelis kartus per metus. Todėl laiko intervalo, per kurį prietaisai veiks tik išsikrovus, pasirinkimas turi būti sprendžiamas remiantis vidutine statistine verte.

Saulės baterijų generuojamos energijos kiekis priklauso nuo debesų tankio. Jei debesuotas oras regione nėra neįprastas, tada skaičiuojant akumuliatoriaus tūrį reikia atsižvelgti į gaunamos energijos trūkumą

Jei planuojate per dieną sukauptą energiją panaudoti, pavyzdžiui, į saulės šildymas, tuomet geriau atsižvelgti į kiek didesnį intervalą, pavyzdžiui, 30 val.

Ilgą laiką, kai nėra galimybės naudoti saulės baterijų, reikia naudoti kitą elektros energijos gamybos sistemą, paremtą, pavyzdžiui, dyzeliniu ar dujiniu generatoriumi.

100% įkrautas akumuliatorius gali pagaminti energijos, kol jis visiškai neišsikrauna, o tai galima apskaičiuoti pagal formulę:

P = U x I

Kur:

• U – įtampa;
• Aš – srovės stiprumas.

Taigi viena baterija, kurios įtampa yra 12 voltų ir srovė 200 amperų, ​​gali generuoti 2400 vatų (2,4 kW). Norėdami apskaičiuoti bendrą kelių baterijų galią, turite susumuoti kiekvienos iš jų gautas reikšmes.

Parduodamos baterijos, turinčios didelę galią, tačiau jos yra brangios. Kartais daug pigiau yra įsigyti kelis paprastus įrenginius su jungiamaisiais laidais

Gautas rezultatas turi būti padaugintas iš kelių redukuojančių faktorių:

• Inverterio efektyvumas. Tinkamai suderinus įtampą ir galią keitiklio įėjime, bus pasiekta maksimali vertė nuo 0,92 iki 0,96.
• Maitinimo kabelių efektyvumas. Norint sumažinti elektros varžą, būtina sumažinti akumuliatorius jungiančių laidų ilgį ir atstumą iki keitiklio. Praktiškai rodiklio reikšmė yra nuo 0,98 iki 0,99.
• Minimalus leistinas akumuliatoriaus išsikrovimas. Bet kuriai baterijai yra nustatyta žemesnė įkrovimo riba, kurią viršijus prietaiso tarnavimo laikas žymiai sumažėja. 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, didėja jų vidinė varža, todėl jų pajėgumas negrįžtamai sumažėja. Nepelninga naudoti prietaisus, kurių liekamoji talpa mažesnė nei 70%, todėl rodiklio reikšmė turėtų būti laikoma 0,7.

Priešingai populiariems įsitikinimams, baterijos naudingumo koeficientas – gaunamos ir tiekiamos elektros energijos santykis – neturėtų būti įtrauktas į skaičiavimus. Techninėje dokumentacijoje nurodyta akumuliatoriaus talpa atsižvelgia į galimą grąžinimo tūrį.

Dėl to integralinio koeficiento reikšmė skaičiuojant reikiamą talpą naujiems akumuliatoriams bus maždaug 0,8, o senų, prieš jas nurašant, – 0,55.

Norint aprūpinti namus elektra per 1 paros įkrovimo-iškrovimo ciklą, reikės 12 baterijų. Kai vienas blokas iš 6 įrenginių veikia iškrovimui, antrasis blokas bus įkraunamas

Didžiausios leistinos srovės

Kiekvienos baterijos techninėje dokumentacijoje nurodyta maksimali leistina įkrovimo srovė. Šios vertės viršijimas sukelia prietaiso perkaitimą, staigų ir negrįžtamą jo veikimo sumažėjimą.

Todėl renkantis baterijas akumuliatoriaus sistemos surinkimas turite įsitikinti, kad jie gali susidoroti su saulės baterijų generuojama elektros energija.

Kitas svarbus rodiklis yra leistina iškrovimo srovė:

• Standartinė iškrovimo srovė, kurios verte (arba mažesne verte) baterija yra skirta veikti. Šis indikatorius turi užtikrinti visų prie sistemos prijungtų elektros įrenginių veikimą.
• Didžiausia iškrovimo srovė, kurią prietaisas gali suteikti trumpą laiką esant didžiausioms apkrovoms. Tokios apkrovos gali atsirasti įjungus kai kuriuos įrenginius, pavyzdžiui, su šaldytuvo ar oro kondicionavimo kompresoriais.

Ilgą laiką viršijus pirmąjį arba trumpą antrąjį indikatorių, akumuliatorius per anksti nusidėvi. Prietaisams senstant šie skaičiai sumažėja 20-30%, į ką taip pat reikia atsižvelgti.

Įrenginio savybės ir pagrindiniai parametrai

Automobilių akumuliatoriai nėra skirti daugeliui įkrovimo ir iškrovimo ciklų. Alternatyviajai ir rezervinei energijai gauti naudojami kitokio tipo įrenginiai. Kadangi jų kaina yra didelė, prieš perkant būtina atidžiai išstudijuoti visus parametrus.

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

Alternatyviajai energijai naudojami tipai

Beveik visos alternatyvioje energetikoje naudojamos ir pastatuose sumontuotos baterijos yra nereikalaujančios priežiūros. Vartotojas negali su jais atlikti fizinių operacijų, kurios turi įtakos jų struktūrai.

Tai daroma siekiant sumažinti baterijų fizinio ar cheminio poveikio žmonėms, orui ir jų aplinkai riziką. Todėl nereikia detaliai tirti skirtingų tipų baterijų struktūros ir fizinių bei cheminių veikimo niuansų. Daugiau dėmesio reikėtų skirti pagrindinių prietaisų techninių charakteristikų skirtumams.

OPzS akumuliatoriai yra sukurti kaip paprasti švino rūgšties įrenginiai. Teigiamos plokštės formos pasikeitimas leidžia pasiekti žymiai didesnį įkrovimo ir iškrovimo ciklų skaičių nei automobilių ekvivalentai.

Trūkumas yra skysto elektrolito buvimas, kuris gali būti pavojingas, jei jie sumažina slėgį. Vidutinės kainos niša.

Šarminės (nikelio) baterijos retai naudojamos dėl jų nejautrumo mažoms srovėms kraunant ir būtinybės pereiti visą ciklą nuo įkrovimo iki išsikrovimo. Priešingu atveju akumuliatoriaus talpa sumažės.

Be to, šie įrenginiai turi didesnį svorį ir matmenis, palyginti su tos pačios talpos konkurentais. Pavojinga, jei nėra slėgio. Žemos kainos niša.

Akumuliatoriaus slėgio sumažėjimas galimas dėl vidinio defekto, per didelės įkrovimo srovės, kritimo iš aukščio ar veikimo netinkamomis sąlygomis. Didžiausių problemų šiuo atveju sukels įrenginiai, kuriuose yra skysčių, kurie yra pavojingi dėl garavimo.

AGM akumuliatoriuose elektrolitas yra surištas į stiklo pluošto struktūrą. Juos galima įkrauti mažomis srovėmis.Jie yra praktiškai saugūs ir užima vidutinę kainų nišą tarp konkurentų.

GE (gelinėse) baterijose į elektrolitą pridedamas silicio oksidas, todėl susidaro gelio pavidalo būsena. Įrenginiai pasižymi aukštu saugumo lygiu ir geru našumu. Aukštos kainos niša.

Alternatyvios energijos akumuliatoriai automobilių parduotuvėse neparduodami. Jų galite įsigyti iš įmonių, parduodančių saulės baterijas, vėjo jėgaines arba internetu.

Ličio baterijos (pavyzdžiui, ličio geležies fosfato modeliai) pasižymi labai geromis eksploatacinėmis savybėmis, yra kompaktiškos, žymiai mažesnio svorio ir praktiškai saugios. Tačiau jų kaina yra žymiai didesnė nei konkuruojančių prietaisų, net gelio, tipų.

Kainos ir techninių charakteristikų santykio požiūriu patraukliausios yra gelio ir ličio baterijos. Tačiau vienkartinė pradinė investicija į juos yra gana didelė, todėl alternatyvios energijos baterijų rinkoje plačiai paplitę ir kitų tipų įrenginiai.

Šių prekių ženklų baterijos yra aktyviai paklausios vidaus rinkoje:

Pateiktos baterijos pasižymi puikiomis eksploatacinėmis savybėmis ir prieinama kaina.

Akumuliatoriaus modelio pasirinkimas

Pagrindiniai saulės baterijų parametrai, į kuriuos reikia atkreipti dėmesį perkant, yra šie:

• įtampa ir talpa, kuri lemia akumuliatoriaus galią;
• saugaus didžiausio iškrovimo gylis, kuriam esant akumuliatorius gali veikti per gamintojo nurodytus terminus;
• garantuotas įkrovimo ir iškrovimo ciklų skaičius pagal visas technines sąlygas;
• savaiminio išsikrovimo vertė, apibūdinanti elektros nuostolių intensyvumą įkrautoje baterijoje tuščiosios eigos metu;
• maksimali įkrovimo srovė, kuri nustato elektros energijos kiekį per laiko vienetą, kurį baterija gali priimti nepakenkdama tolesniam darbui;
• standartinė iškrovimo srovė, kuri nustato elektros energijos kiekį per laiko vienetą, kurį baterija gali tiekti ilgą laiką, nepakenkdama tolesniam darbui;
• maksimali iškrovimo srovė, kuri nustato elektros energijos kiekį per laiko vienetą, kurį baterija gali tiekti trumpą laiką, nepakenkdama tolesniam darbui;
• optimali temperatūra prietaiso veikimui;
• baterijų dydis ir svoris, kurių žinios būtinos pasirenkant jų vietą ir montavimo būdą.

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

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Įvairių tipų saulės sistemų baterijų veikimo niuansų apžvalga:

Įvairių tipų starterių akumuliatorių palyginimai. Alternatyvios energijos privalumai ir trūkumai:

Patirtis naudojant ličio (LiFePo4) baterijas. Tikras automobilių įrenginių blokas, jo veikimo niuansai:

Teisingas akumuliatorių pasirinkimas pagal jų parametrus užtikrins patikimą alternatyvios energijos sistemos veikimą.Per daug taupyti elektros energijos kaupikliui nereikia – pradinės starto investicijos atsipirks dėl nenutrūkstamo sistemos veikimo kelerius metus į priekį.

Prašome palikti komentarus žemiau esančiame bloke, užduoti klausimus, paskelbti nuotraukas straipsnio tema. Papasakokite apie tai, kaip pasirinkote baterijas savo šalies mini elektrinei iš saulės baterijų. Pasidalinkite informacija, kuri bus naudinga svetainės lankytojams.