Аккумулятор для солнечных батарей: виды, выбор

Сегодня, когда тарифы на электроэнергию повышаются хочется сэкономить. И это возможно за счет экологически чистых источников энергии. Например, солнечный свет отличный вариант. Чтобы построить полностью автономную систему, придется выбрать хороший аккумулятор для солнечных батарей.

В данной статье вы узнаете, как изготовить электростанцию из АКБ, какие их виды существуют, что нужно знать при выборе аккумулятора на 12 вольт.

Чтобы обеспечить током частный дом или дачу нужно закупиться многими приборами. Главным из них является АКБ. Он нужен для накопления энергии. Ее можно использовать в пасмурную погоду, зимой при повышенной облачности, ночью и при сильном морозе. За счет накопителей энергии система будет работать долго и эффективно. Использование большого числа аккумуляторов позволит значительно увеличить число автономной работы солнечной электростанции. И ее КПД будет заметно увеличен.

Изготовление эффективной системы аккумуляторов

Подобная установка позволяет решить проблему с нехваткой энергии. Одного АКБ недостаточно для обеспечения энергией целого дома или дачи. Чтобы электричество хватало придется поставить больше солнечных панелей.

Способы объединения аккумуляторов в одну цепочку:

1. Последовательно.
2. Параллельно.
3. Используя обои эти способы.

Первый вариант соединения

Второй способ соединения

Для подключения необходимо знать уровень напряжения и мощности на выходе. Чтобы КПД был на высоте, аккумулятор для солнечной батареи проработал долго соблюдайте параметры эксплуатации.

АКБ нужно ставить, не сильно далеко друг от друга строго соблюдая схему соединения. Чтобы сэкономить место, батареи располагают на специальных многоярусных тумбах. При этом нужно учитывать их вес, слабое днище полок может не выдержать. Он зависит от материала и размера емкости.

Особенности работы аккумуляторов для солнечных батарей

Следует хорошо обдумать схему соединения АКБ. В противном случае заряд будет идти малоэффективно. Кроме этого они мало проработают. Для полноценного объединения следует использовать в схеме инвертор и контроллер заряда. Последний способен точно контролировать уровень подзарядки.

В момент изготовления накопительного блока следует поставить перемычки. Это позволит подравнять уровень заряда. Кроме выше сказанного следует брать аккумуляторы от одной фирмы и одинаковой модели. В этом случае можно гарантировать что цикл заряда и разряда будет происходить равномерно.

После попадания солнечных лучей на фотоэлектрическую панель они преобразуются в постоянный электрический ток. Известно, что домашние приборы потребляют переменный ток. Поэтому нужно поставить инвертор которые выполнит нужное преобразование. В итоге появится нужное напряжение на 220 вольт. Оно прекрасно подойдет для электрической техники.

Виды аккумуляторов

Для солнечных батарей можно использовать по сути любой аккумулятор. Но главное, чтобы он работал долго. Функционирование АКБ имеет зависимость от типа изготовления и материалов.

Основные виды накопителей энергии:

1. Литиевые.
2. Свинцово-кислотные.
3. Щелочные.
4. Гелевые.
5. AGM
6. Заливные никель-кадмиевые.
7. OPZS.

Литиевые

Энергия появляется в них в тот момент, когда ионы лития вступают в реакцию с молекулами металлов. Металлы — это дополнительные компоненты.

Данные типы батарей способны очень быстро заряжаться при большой емкости. Весят данные АКБ мало и обладают компактным размером. Кроме этого их себестоимость достаточно высока. Из-за этого их почти не применяют в солнечные энергетики. Работают в 2 раза меньше чем гелевые. Но прослужить еще меньше если заряд превысит 45%. Именно на этой отметке они способны удерживать объем емкости на нужном уровне.

Подобные аккумуляторы функционируют в малых диапазонах напряжения. Существенный минус подобных устройств заключается в уменьшающейся со временем емкости. И это не зависит от соблюдения всех технических правил.

Свинцово-кислотные

На стадии разработки их оснастили несколькими отсеками для электролита с водяным раствором. В эту смесь погружают свинцовые электроды и различные примеси. Благодаря этому АКБ получился стойким к коррозии.

Работают такие устройства не долго. Это объясняется быстротой разряда.

Щелочные

Данные аккумуляторы имеют мало электролита. Их химические вещества не способны в нем раствориться. Они даже не реагируют между собой.

Алкалиновые (щелочные) аккумуляторы способны проработать достаточно долго. Они хорошо устойчивы к скачкам напряжения. В отличие от гелевых данные АКБ способны стабильно работать при пониженных температурах. Причем на морозе они способны проработать много времени.

Хранить их нужно разряженными на 100%. Это нужно для того, чтобы не потерять емкость при будущих зарядках. Такая особенность может серьезно нарушить функционирование солнечной электростанции.

Гелевые

Этот тип имеет такое название потому что электролит в нем представлен в виде геля. За счет решетчатой прослойке он практически не течет.

Данный аккумулятор для солнечных батарей работает долго и может быть много раз перезаряжен. Устойчив к механическим повреждениям. Разного рода трещины не нарушат его функционирование.

Он может работать при низких температурах до -50 градусов и его емкость не снижается. После длительного бездействия гелевый аккумулятор не теряет своих свойств.

Если предстоит использовать этот АКБ в холодном помещение, то его следует утеплить. Ни в коем случае нельзя превышать уровень заряда. В противном случае он может взорваться или выйти из строя. Кроме этого они сильно чувствительны к скачкам напряжения.

AGM

По сути они принадлежат к типу свинцово-кислотных. Но есть отличие — это находящееся внутри стекловолокно, находящееся в электролите. Кислота наполняет прослойки этого материала. Это дает возможность ей не растекаться. Все это говорит о том, что подобный аккумулятор для солнечных батарей можно располагать в любом положении.

Подобные батареи имеют хороший объем емкости, работают долго и могут подзаряжаться до 500 или 1000 раз. Здесь все зависит от производителя. Но несмотря на все достоинства есть существенный недостаток. Они чувствительны к повышенному току. Это может раздуть корпус.

Литые никель-кадмиевые АКБ

Относятся к щелочному типу и нуждаются в заливке электролита. В отличие от аккумуляторов с желеобразным наполнителем они более безопасны. Их стоимость не высока и мощность держат достаточно хорошо. Способны отлично выдерживать много циклов заряда и разряда.

Срок эксплуатации достаточно мал. Чем дольше им пользуешься, тем меньше становится его емкость.

Аккумуляторы для автомобиля

Эти устройства достаточно выгодны в плане экономии денежных средств. Люди, которые самостоятельно изготавливают свою солнечную электростанцию чаще всего используют их.

Минус данных АКБ заключается в быстром износе и частой замене. В результате их можно использовать на небольшой срок и под не высокую мощность солнечных модулей.

Как выбрать аккумулятор для солнечных батарей?

Когда человек задумывается оснастить свой дом солнечными панелями встает вопрос: «Какой аккумулятор лучше приобрести?»

Нужно брать АКБ под условия в которых собираетесь его использовать. Ниже приведено несколько пунктов на которые стоит обратить внимание при выборе.

1. Масса и размеры устройства. Эти данные позволяют выполнить правильную удерживающую конструкцию.
2. Сколько аккумулятор для солнечных батарей может выдержать циклов заряда и разряда. Это позволит высчитать на сколько лет его хватит.
3. Размер емкости. От нее напрямую зависит мощность.
4. Как быстро АКБ способен заряжаться. Оказывает влияние на длительность службы.
5. В каких температурах им можно пользоваться.
6. На сколько процентов он разряжается если его не использовать. Это влияет на износ батареи.
7. Необходимо знать, как ухаживать за аккумулятором на 12 вольт.
8. Максимальный показатель тока в момент подзарядки и разрядки.

Чтобы солнечная электростанция работала хорошо нужно обращать внимание на параметры всех устройств.

Думаем выше опубликованная информация поспособствует подобрать хороший аккумулятор для солнечных батарей.

 

Batareykaa.ru

Особенности аккумуляторов для солнечных батарей

Аккумуляторные батареи представляют важнейший элемент автономных солнечных электростанций. В солнечные дни такие приемные фотоэлементы вырабатывают намного больше энергии, чем требуется. Однако в ночное время их производительность падает до нулевой отметки.

Именно поэтому возникает необходимость накапливать и хранить полученную энергию для дальнейшего использования. Таким образом, аккумуляторы служат накопителем и бесперебойным источником электрической энергии.

Кроме своей основной функции АКБ гелиосистемы решают ряд важнейших задач:

1. Использование накопленной и преобразованной солнечной энергии в ночное время.
2. Перекрытие повышенных нагрузок и расхода энергии, с которыми не могут справиться фотомодули.
3. Компенсация разницы между выработкой и расходом энергии при пасмурной погоде.

Чтобы организовать полноценную энергоотдачу от солнечного излучения одного аккумулятора может быть недостаточно. Зачастую применяется сразу несколько устройств. Для повышения их общей емкости используется три способа коммутации:

1. Последовательный. При данном способе коммутации общая емкость равняется показателю одного отдельного устройства. Этот параметр должен иметь равное значение для всех аккумуляторов, а их общее напряжение должно быть равно сумме напряжений каждой батареи.
2. Параллельный. При таком способе подключения общее напряжение равняется напряжению одного устройства. Емкость каждого элемента складывается в общий показатель.
3. Последовательно-параллельный. Данный способ предусматривает сложение емкостей и напряжения всех устройств АКБ.

При подключении одного внешнего аккумулятора к другому нужно помнить о том, что к общему блоку присоединяются устройства одного типа (производителя, возраста), напряжения и емкости. Лучше, если эти устройства будут выпущены в одной партии. Для удобства их хранения можно располагать батареи на специальных металлических стеллажах.

Особенности использования АКБ разных типов подключения

При последовательной или последовательно-параллельной коммутации все аккумуляторы имеют склонность к разбалансировке. Это значит, что их общее напряжение будет равно расчетной норме цепочки для АКБ. Но при этом назначение каждого устройства будет различным. Такая особенность приводит к преждевременной перезарядке некоторых аккумуляторов и недостаточной зарядке других. Подобная работа системы нередко приводит к преждевременной выработке ресурса.

Чтобы исключить возможность такого явления используются специальные устройства балансировки и контроля зарядов (контроллеры). Кроме того, рекомендуется хотя бы раз в год проверять зарядку каждого аккумулятора.

Последовательно-параллельная коммутация предполагает установку перемычек для соединения средних точек. Такие элементы значительно облегчают выравнивание процесса накопления энергии. Для более равномерного расходования мощностей «плюс» на батарее подключается с ближайшего устройства, а «минус» с устройства по диагонали. Подобный подход позволяет без проблем использовать аккумуляторные батареи весь заявленный срок их эксплуатации.

Ключевые моменты работы АКБ гелиосистем

С учетом специфики выработки электрической энергии солнечными станциями, их аккумуляторы должны соответствовать ряду требований:

1. Небольшой саморазряд
2. Выдержка значительного количества циклов перезарядки
3. Большой зарядный ток
4. Обширный диапазон рабочих температур
5. Максимальная простота обслуживания

Современные АКБ для резервных энергетических систем или «солнечные аккумуляторы» соответствуют всем выше перечисленным требованиям. Они отличаются от других моделей низким саморазрядом и маленькой чувствительностью к циклическим зарядкам и разрядкам. При подключении солнечных батарей к солнечным системам подобного типа достигается максимальный эффект от накопления и использования выработанной солнечной энергии.

Основные критерии выбора АКБ

При подборе аккумуляторов важно обратить внимание на следующие характеристики:

1. Емкость. Самый важнейший параметр аккумулятора. Хорошие АКБ должны сохранять энергию до 4-х суток подряд. Емкость таких устройств определяется исходя из реального потребления энергии. Причем, к рассчитанной сумме прибавляется не менее 35% «запаса прочности» для того, чтоб избежать полной разрядки аккумулятора.
2. Длительность накопления и расходования энергии. Производители аккумуляторов указывают на них различные номинальные показатели. Вследствие этого их емкость и зарядка могут сильно отличаться. К примеру, емкость устройства для десятичасового интервала в два раза больше, чем указывается в номинальных показателях.
3. Габариты и вес. Один и тот же номинал батареи не означает равенства габаритов. Реальная емкость аккумулятора с большим весом превосходит показатели устройства с меньшим весом.
4. Условия эксплуатации. К ним относятся рабочие температуры, необходимость регулярной чистки, обслуживания и вентилирования помещения.
5. Количество разрядочных циклов и срок использования. Чем меньше глубина полной разрядки при эксплуатации, тем больше число циклов перезарядки может выдержать аккумулятор.

При выборе АКБ для солнечной системы сначала рассчитываются ее параметры с учетом хранения, преобразования и потери части энергии в ходе эксплуатации. Показатель эффективности солнечных станций с современными аккумуляторами составляет в среднем 85%.

Виды аккумуляторов в гелиосистемах

Некоторые пользователи пытаются использовать в гелиостстемах обычные автомобильные аккумуляторы. Но это нерациональный подход, поскольку у данных устройств совершенно иное предназначение. Автомобильные аккумуляторы не приспособлены для долгих зарядок слабым током от солнечной энергии. Они довольно быстро саморазряжаются и плохо выдерживают регулярные циклы разрядки и зарядки.

Для солнечных станций лучше всего подходят аккумуляторами никель-кадмиевые или гелевого типа. Совсем недавно стали использоваться аккумуляторы Литий Феррум Фосфатные (LiFePO4). 

AGM-  аккумуляторы

В основе таких аккумуляторов лежат абсорбирующие стекломаты. Между ними находится электролит. Эти устройства эксплуатируются в любом положении, даже в боковом. Они сравнительно недороги и обладают хорошим уровнем заряда. Средний срок эксплуатации аккумуляторов AGM достигает 5 лет.

Особенности внешних аккумуляторов типа AGM:

1. Небольшой размер
2. Возможность переноса в заряженном состоянии
3. Выдержка до 800 циклов зарядок при глубине разряда до 30%
4. Быстрый процесс накопления энергии от источника (чуть более 7 часов на полную зарядку)
5. Оптимальные рабочие температуры от 15 до 25°С. Возможность эксплуатации при низких температурах.

AGM аккумуляторы удовлетворительно реагируют на недостаточную зарядку. Однако попытки быстро перезарядить устройство приводят к поломке. Оставлять их в заряженном состоянии не следует.

Гелевые аккумуляторы

Эти устройства могут работать в любом положении благодаря желеобразной консистенции электролита внутри. В роли разделительных пластин выступает силикагель, который в своих порах содержит электролит. Силикагель полностью заполняет пространство между электродами и исключает процесс осыпания. Такие аккумуляторы никогда не замыкают.

Особенность внутреннего строения гелевых аккумуляторов позволяет им выдерживать стопроцентную разрядку длительное время. Рабочая цикличность АКБ подобного типа превосходит другие устройства в несколько раз. Их стоимость более высокая, чем у других аккумуляторов.

Гелевые аккумуляторы рациональнее, экономичнее и дороже обычных. Они не нуждаются в постоянном профилактическом обслуживании и могут находиться в состоянии стопроцентной разрядки довольно долго и без последствий для дальнейшей работы. За счет маленького саморазряда в них теряется мизерное количество энергии.

1. Небольшой размер
2. Возможность переноса в заряженном состоянии
3. Выдержка до 800 циклов зарядок при глубине разряда до 30%
4. Быстрый процесс накопления энергии от источника (чуть более 7 часов на полную зарядку)
5. Оптимальные рабочие температуры от 15 до 25°С. Возможность эксплуатации при низких температурах.

Заливные  никель-кадмиевые аккумуляторы

В данных АКБ используется только жидкий щелочной электролит. Эти аккумуляторы не нуждаются в обслуживании и контроле Количество электролита в них изменяется примерно раз в год.  Они выдерживают множественные циклы глубокой зарядки и разрядки до 5000 полных циклов. Стоимость заливных  никель-кадмиевые аккумуляторов довольно высока, поэтому они применяются в мощных солнечных батареях.

1. Гарантия производителя — 5 лет. 
2. Возможность переноса в заряженном состоянии
3. Выдержка до 5000 циклов зарядок при глубине разряда до 0%
4. Быстрый процесс накопления энергии от источника (чуть более 4 часов на полную зарядку)
5. Оптимальные рабочие температуры от — 40 до 40°С. 

Многообразие видов аккумуляторов позволяет выбирать наиболее подходящий вариант для конкретных потребностей пользователя.

Какой выбрать аккумулятор для солнечной батареи

— Основные виды аккумуляторов

— Особенности подключения аккумуляторов к общей системе солнечных электрических станций

— Рекомендации по поводу схемы подключения

 

Абсолютно любой вариант автономной системы электрического снабжения включает в себя следующие обязательные части:

·        солнечные батареи/солнечные панели;

·        инверторный модуль;

·        аккумулятор;

·        контроллер заряда и разряда аккумулятора.

Аккумулятор является, едва ли, не важнейшим элементом всей установки. Суть его работы и главная роль – накопление электрической энергии, которая генерируется с помощью преобразования ультрафиолетового излучения. Разумеется, аккумулятор отдает энергию непосредственно в домашнюю сеть при первом требовании.

Главный критерий выбора этой детали солнечных электрических станций – емкость, которая измеряется в миллиамперах*час. Емкость аккумулятора отображает максимальное время функционирования всей системы домашнего солнечного электроснабжения в режиме автономного использования.

Кроме емкости, важными параметрами, которые помогут выбрать качественный аккумулятор являются:

·        гарантийный срок службы;

·        наибольшее значение циклов «заряд-разряд»;

·        допустимый диапазон внешних температур для нормальной работы.

·        Хороший аккумулятор, в зависимости от различных условий, типа устройства и внешних факторов, может служить от 5-ти до 10-ти лет.

 

Основные виды аккумуляторов

 

В альтернативной энергетике, в общем, и, в солнечной, в частности, наиболее востребованным является аккумулятор на основе соединений свинца и различных кислот под качественной герметизацией, который производится с помощью двух различных технологических методов:

·        Gelled Electrolite;

·        Absorptive Glass Mat.

Первая технологий начала активно внедряться в производство комплектующих к энергетическим установкам в конце 50-х годов прошлого столетия. Ее суть подразумевает достижение идеальной герметичности батареи и циркулировании газообразных веществ внутри самого аккумулятора сквозь множество отверстий в электролите из желеобразной субстанции.

Главное преимущество аккумулирующих устройств на основе геля для солнечных состоит в том, что в них полностью отсутствует нужда в добавлении воды в процессе эксплуатации.

Второе технологическое решение было внедрено в промышленные процессы при изготовлении энергоносителей в середине 1970-х годов. Интеграция в корпус будущего аккумулятора пористого заполнителя-разделителя из качественного стекловолокна – вот на чем основано данное решение.

Стекловолокно пропитывается электролитом, чем достигается его безжидкостное состояние. С помощью нормативной дозировки количества электролита можно заполнить только мелкие отверстия. Крупные поры будут нужны для беспрепятственного движения газообразного потока веществ. Такие батареи, ко всему прочему, не нуждаются в дополнительном техническом обслуживании.

Разумеется, и тот и тот способ получения аккумулятора для солнечной батареи имеет и преимущества, и недостатки, которые мы рассмотрим ниже.

Преимущества AGM-технологии:

·        Полная герметизация всего корпуса аккумулятора позволит избежать утечки кислотных веществ, а также интегрировать устройств в любом удобном положении, кроме вверх дном;

·        Нивелирована вероятность возгорания и взрыва газов, равно как и их выделения, но только при правильной зарядке;

·        Высокая морозостойкость – аппарат будет работать даже при температуре 35 градусов ниже нуля по шкале Цельсия;

·        Усиленная виброустойчивость увеличивает срок службы агрегата и его надежность;

·        Время от начала и до конца полной зарядки почти в 8 раз меньше, чем в аналоговом варианте на свинцово-кислотной основе.

Недостаток:

·        Недостаточное содержание электролита в абсолютном измерении повышает чувствительность батареи к превышению лимита зарядки.

Плюсы технологии GEL заключаются в следующем:

·        Батарею, выполненную по этой технологии можно монтировать как угодно, даже вверх дном. Также она будет более устойчива к глубокому разряжению;

·        Повышенная виброустойчивость и нормальное функционирование в условиях высокого уровня относительной влажности воздуха;

·        Диапазон температур, в которых аккумулятор будет нормально работать начинается от 35 градусов мороза и заканчивается 50 градусами выше нуля по Цельсию.

·        Более высокий срок службы, достигающийся при помощи использования активного сырьевого материала, который увеличивает емкостные характеристики батареи;

·        Абсолютный лидер данного сегмента рынка в соотношениях цены и количества месяцев гарантийной эксплуатации, а также цены и количества рабочих циклов.

Главным минусом гелевого аккумулятора является:

·        Низкая способность справляться с высокими нагрузками. По этому параметру данный тип уступает свинцово-кислотным батареям.

 

Особенности подключения аккумуляторов к общей системе солнечных электрических станций

 

Ключевой параметр аккумулятора это емкость. Прежде, чем покупать устройство нужно определиться – какой уровень нам необходим для нормального электрического энергоснабжения. Глубина разрядки аккумулятора также должна быть не на последнем месте при определении желаемой модели (нормальный параметр равен 50-70%). Режим зарядки и разрядки, при правильном подборе, может существенно продлить срок жизни Вашей батареи. Не забывайте и о том, что чересчур высокий ток заряда уменьшает долю электролита внутри аккумулятора, что неизбежно приводит к его выводу из строя.

Наибольшую популярность имеют аккумуляторы для солнечных батарей с номинальным напряжением равным 12 В. Чаще всего, они служат составными частями полноценных модульных блоков батарей нужного напряжения (24 В, 48 В и т.д.).

Основные технические характеристики подобных блочных систем:

·        емкость;

·        напряжение заряда;

·        напряжение разрядки.

           Если Вы занимаетесь составлением системы аккумуляторов самостоятельно, то рекомендуется использовать последовательный способ подключения. При такой схеме суммарный вольтаж блочного модуля будет равен сумме номинальных рабочих вольтажей каждого подсоединенного аккумулятора.

           В противоположном случае, при параллельном подключении, совокупность емкости блока будет равна сумме каждого подключенного устройства. Напряжение при этом не меняется, но перед тем, как производить такой тип подключения, необходимо выровнять уровень напряжения на самих аккумуляторах.

Что касается температурного режима, то подавляющее большинство аккумуляторных установок для солнечных электростанций способны нормально работать при низких и высоких температурных режимах. Однако, стоит учитывать, что при постоянной высокой температуре, внутри АКБ происходят ускоренные химические процессы. Чтобы от этого избавиться, можно применить природное обдувание батареи. Не забывайте о том, что следование инструкциям – это продление срока функционирования агрегата.

 

Рекомендации по поводу схемы подключения

Эксплуатация батареи с большим значением генерируемого электрического потока, соотносимым с током заряда, дает возможность автоматически подзаряжать АКБ при свете. Ниже прикреплена подробная схема такого подключения.

Подключение АКБ через диод поможет избавиться от двух проблем:

1.     Без достаточного количества света напряжение может падать. Без диодного подключения это спровоцирует разрядку АКБ;

2.     Использование диода позволяет не отключать на ночь всю систему.

В случае, если Вы будете использовать АКБ в момент зарядки или дозарядки, то рекомендуется подключить в схему буферный конденсатор (см. схему).

Как выбрать аккумулятор для солнечной электростанции

Солнечные электростанции сейчас набрали серьезную популярность, их начали устанавливать многие люди, ведь с помощью них можно существенно экономить на электричестве. Но, во время их установки и последующего обслуживания многие допускают ошибки, которые в результате могут оказаться существенными. В этой статье мы вам расскажем, как выбрать аккумулятор для солнечной электростанции, попробуем разобрать основные моменты, покажем несколько советов и проведем обзор возможных вариантов.

Какие аккумуляторы для солнечных батарей использовать нельзя

Некоторые люди пытаются экономить средства и устанавливают обычные аккумуляторы для автомобилей. С этого ничего толкового не выйдет, ведь они способны выдавать минимальную мощность. Могут подойти только аккумуляторы для грузовых авто, их мощность должна составлять 180-250Ач – минимум.

Но, и здесь есть несколько существенных недостатков, хотя с помощью них и можно сделать питание во всем доме. Стоимость грузового аккумулятора равняется 60 долларам, что считается приемлемым. Однако выделим несколько основных недостатков:

1. 30% заряда для них – это серьезный вред. Как правило, такой показатель опускается постоянно, поэтому они будут регулярно выходить из строя, что уже не выгодно.
2. Выдают слишком мощные токи в некоторых ситуациях, ведь они должна заводить двигатель.
3. Постоянный заряд и разряд. Из-за этого аккумуляторы такого типа прослужат около 1 года.

Как видите, автомобильные аккумуляторы для солнечных станций использовать нельзя, хоть есть и некоторые исключения. Узнайте, почему аккумулятор из сахара показывают лучшие показатели.

Как выбрать аккумулятор для солнечной электростанции

Вот теперь мы вам расскажем, как выбрать аккумулятор для солнечной электростанции и попробуем установить самые дешевые варианты. Итак, для правильного выбора емкости для солнечной энергии, стоит всегда брать в учет следующие параметры:

Температура эксплуатации

В зависимости от температуры зависит непосредственно и емкость АКБ. Чтобы долго не вдаваться в подробности просто посмотрите вот такое фото:

Из этой таблица можно понять, что лучше всего АКБ для солнечной батареи хранить в отапливаемом помещении.

Уровень заряда

Такие батареи никогда нельзя заряжать на 100%, ведь они быстрей выйдут из строя. Также очень важно, чтобы остаточный ток составлял не менее 60-70%. Если этот процент выше, тогда солнечная батарея будет служить долгое время. Также узнайте: почему не стоит покупать портативные солнечные батареи для зарядки мобильных.

Что можно подключать

Особое внимание при их выборе вы должны обращать на то, какую мощность они способны выдержать. Приведем простой пример таблицей:

Как вы могли заметить, обычного АКБ не хватит, чтобы полностью включить все приборы. Здесь придется чем-то жертвовать в любом случае. По-другому вряд ли получится, ведь их стоимость существенная.

Как выбрать АКБ для солнечной батареи видео

Если говорить прямо, то именно аккумуляторы являются слабым звеном в альтернативной энергетике, ведь они имеют слишком высокую стоимость и вес. Но, без них обойтись не получится. Существует два основных типа:

• Кислотные.
• Гелевые.

Отличаются такие аккумуляторы своей ценной и внутренним строением, соответственно у одного эффективность лучше, у другого немного уступает. Гелевый лучше переносит глубокий разряд и не боится слишком высокой перегрузки. Однако, они не переносят минусовых температур, хотя, для дома использовать их – это лучшее решение.

Как мы уже говорили солнечные аккумуляторы – это самая уязвимая сторона альтернативной энергетики. Чтобы обеспечить питанием самые слабые приборы в доме, необходимо приобрести 8 аккумуляторов с мощностью в 200 Ач. Один стоит 400 долларов, соответственно, придется выложить 3 200 долларов только за них. Кстати, срок службы составляет 15 лет.

Статья по теме: Солнечный гриль: миф или реальность.

Выбор типа аккумулятора для солнечной электростанции

При построении системы альтернативного электроснабжения необходимо решить, в каком режиме она будет эксплуатироваться:

• Полная замена электросети;
• Частичная замена;
• Аварийное электроснабжение.

Полная замена предполагает отключение от централизованной электросети и подключение к собственному источнику электрической энергии. Потребление энергии небольшого частного дома площадью 50м² на освещение, нагрев воды электрическим бойлером и приготовление пищи на электроплите для семьи из 2-х человек, если не используется электрический отопительный котел, может достигать 400кВт*часов в месяц или 13,3 кВт*часа в сутки.

Если взять резерв 30%, то получается, что необходимо запасти в аккумуляторах не менее 17,3кВт*часов в сутки при условии солнечной погоды и примерно в 1,5 – 2 раза больше при пасмурной. Кроме того, аккумуляторы должны успевать полностью зарядиться за короткий зимний световой день. Таким образом, можно сформулировать следующие критерии выбора аккумуляторной батареи:

• Аккумулятор должен иметь минимальное время заряда;
• Должен иметь небольшой ток саморазряда;
• Должен иметь большое количество циклов заряда – разряда.
• Должен отдавать большую пиковую мощность.

Рассмотрим четыре основных типа аккумуляторов, обычно используемых для организации электроснабжения.

Свинцово-кислотные, тяговые

Обладают самой низкой плотностью энергии. Время полной зарядки превышает продолжительность светового дня, т.е. он просто не успеет полностью зарядиться. Этих двух минусов достаточно для того, чтобы отказаться от использования аккумуляторов данного типа.

Применять их рекомендуется только для аварийного электроснабжения. Срок службы при оптимальных условиях эксплуатации составляет 3-5 лет.

Нуждаются в периодическом обслуживании для проверки уровня электролита и добавлении дистиллированной воды. Имеют низкий ток саморазряда. Поскольку они негерметичны, то ставятся в отдельное проветриваемое помещение.

GEL – гелевый аккумулятор

Этот тип АКБ обладает более высокой плотностью энергии. Ток зарядки не должен превышать 0,2 от емкости. Это значит, что минимальное время заряда аккумулятора составит 5 часов – достаточно, чтобы полностью зарядиться в зимнее время. Количество рабочих циклов при 80% разряде и оптимальных условиях эксплуатации больше до 1000, полностью восстанавливается после глубокого разряда.

Срок службы до 12 лет. Герметичный, не нуждается в обслуживании. Хорошо переносит высокие и низкие температуры. Минимальное соотношение ”цена”/”число циклов”. Нежелательны даже кратковременные короткие замыкания. Можно использовать при условии наличия системы защиты от короткого замыкания.

Подходит для использования в системе автономного электроснабжения в жестких температурных режимах, но с небольшими токами разряда. Солнечные системы, где установлены гелевые аккумуляторы, лучше всего использовать для частичной замены электросети с отключенными потребителями большой мощности. При использовании для полной замены придется увеличить количество батарей в системе.

AGM – аккумуляторная батарея

АКБ обладает высокой плотностью энергии. Ток зарядки не должен превышать 0,3 от емкости, что приблизительно на 40% больше, чем у гелевых аккумуляторов. Минимальное время зарядки 3,5 часа. Этого с запасом хватит для зарядки аккумулятора даже зимой.

Ток разряда также больше чем у гелевых. Срок службы стандартных изделий при 80% глубине разряда составляет 500 циклов. Новейшие разработки позволили увеличить количество циклов свыше тысячи, поэтому при принятии решения, основываясь на этом параметре необходимо уточнить наличие подобных изделий в продаже.

Удовлетворительно переносит работу при низких (до -20) и высоких температурах. Обычно рекомендуется эксплуатировать при температуре 20^оС  плюс-минус 5^оС. Цена ниже чем у гелевых аккумуляторов, ток заряда выше. Отлично подходит для солнечных электростанций, работающих во всех режимах.

Литий-железо-фосфатные (LiFePO4) аккумуляторы

Обладают коэффициентом полезного действия до 98%, самым высоким по сравнению с имеющимися типами батарей. Алгоритм заряда самый простой, неполный заряд и глубокий разряд не снижают эксплуатационные свойства и не уменьшают емкость. Токи заряда большие и, соответственно, время заряда маленькое. Обычно оно составляет 1 час. В отличие от аккумуляторов других типов долгое хранение в разряженном состоянии не вызывает выхода из строя и параметры изделия не ухудшаются. Производители гарантируют срок службы 15 лет или количество циклов до 3000 при разрядах на 80%, до 5000 при 50% разрядах, а при 30-35% до 10000 циклов! Обладают широким диапазоном рабочей температуры от минус 30^оС до плюс 70^оС. Это лучшие аккумуляторные батареи для систем альтернативного электроснабжения. В России производятся в Новосибирской области на предприятии “Лиотех”.

 

 

	GEL			AGM			LiFePO4
Напряже ние,В	12	12	12	12	12	12	3,2	3,2	3,2
Емкость, Ач	77	102	225	76	100	230	200	380	700
Мощ ность, кВт	1,02	1,30	3,18	1,01	1,33	3,05	0,68	1,28	2,37
Вес,кг	24	32	71	24	31	76	9,95	14,8	26,5
Произво дитель	Trojan США	Trojan США	Trojan США	Trojan США	Trojan США	Trojan США	Лиотех Россия	Лиотех Россия	Лиотех Россия
Цена, у,е.	463	592	1450	406	476	1136	259	492	907

 

Вернемся к расчету системы электроснабжения дома, о котором было сказано в самом начале. Для упрощения предположим, что солнце светит 10 часов в сутки и заряжает наши аккумуляторы, а остальные 14 часов аккумуляторы отдают энергию в систему электроснабжения дома с КПД равным 100%.

Поскольку дом расходует 17,3 кВт*часов, необходимо эту энергию запасти, то есть преобразовать солнечную энергию в электрическую и зарядить ею аккумуляторы. Определим ток заряда. Для этого 17,3 кВт*часов разделим на количество часов 10, за которое батарея должна зарядиться и на напряжение батареи 12 В. Получится 144,2 Ампера. Если напряжение батареи будет 3,2 В, то ток заряда будет 540,6 А.

Теперь надо подобрать аккумулятор, способный принять такой ток. В таблице видно, что по току заряда подходит аккумулятор LT–LYP700, у которого ток заряда может достигать 700 А. Один такой аккумулятор может сохранить 2,37 кВт мощности. Теперь определим, сколько аккумуляторов нам нужно, чтобы поместилось 17,3 кВт. Для этого 17,3 разделим на 2,37 и получим 7,3 аккумулятора. Выбираем 8 штук. Умножаем 3,2 В на 8 – получаем напряжение нашей батареи аккумуляторов. На этом процесс подбора аккумуляторов закончен.

 

Как выбрать и подключить аккумулятор для солнечных батарей

Солнечные батареи – это экологичный и автономный источник электроэнергии, преобразующий в электроэнергию солнечный свет. Заманчиво, правда? Ведь солнце светит каждый день, и не требует за это платы. (Из этой статьи Вы можете узнать, как правильно выбрать солнечные батареи.)

Помимо экологичности, перспективность этого способа в независимости от центральных электросетей – что важно как с финансовой точки зрения, так и для тех, кто живет вне доступа к ним. (О КПД солнечных батарей можете прочитать эту статью.)

Что же зачастую останавливает людей использовать гелиосистемы, помимо первичной стоимости оборудования и установки? Одно из частых возражений: в нашем климате недостаточно часов светового дня, солнца мало, и что же, электричество будет с перебоями?

Ответ на этот вопрос давно получен – чтобы не быть зависимым от солнечных дней, в автономных системах выработки электроэнергии используются аккумуляторы для солнечных батарей, накапливающие и сохраняющие энергию.

Аккумуляторные батареи это необходимая и важная часть системы выработки и преобразования энергии из солнечной в электрическую.

В солнечные дни гелиосистемы производят больше энергии, чем система использует, а ночью не производят ничего.

Поэтому нужно накапливать и где-то хранить электроэнергию. То есть именно аккумуляторы позволяют получить равномерное энергоснабжение без перебоев, независимо от погоды и других условий.

Критерии выбора

Чтобы сделать грамотный и обоснованный выбор, нужно обратить внимание на ряд его важнейших характеристик.

1. Емкость аккумулятора. Именно она определяет, как долго будет работать устройство без подзарядки. Емкость аккумуляторной батареи для каждой электростанции рассчитывается отдельно, исходя из того, какой объем электроэнергии от нее требуется.

   Номинальная емкость будет указана в характеристиках аккумулятора, а реальная будет колебаться +- 10-15% и зависит это, в первую очередь от условий, в которых работает аккумулятор.

   Например, при понижении температуры, при которой содержится устройство, емкость становится меньше. При более высокой температуре воздуха емкость становится больше, но срок работы аккумулятора уменьшается.

Обратите внимание: зимой аккумуляторы рекомендуется хранить в помещении с температурой не ниже 0 и не выше 20 градусов.

2. Саморазряд. Это постепенная и непроизвольная потеря энергии в аккумуляторе. Чем он меньше, тем лучше (средний уровень будет составлять около 3-5% в месяц). Для уменьшения саморазряда оптимальная температура для работы устройства не должна быть больше 20 градусов. Если температура повышается больше, чем на 10 градусов, саморазряд может стать больше почти вдвое.
3. Срок службы аккумулятора. Оценивается по количеству циклов заряда/разряда, которое он может выдержать без потери качества. Если емкость прибора доходит до 60% — 70% от номинального значения — он становится фактически непригоден для работы.

Разновидности

Свинцово-кислотные

Обычные свинцово-кислотные аккумуляторы
Их чаще всего используют в автомашинах. Они самые недолговечные – срок их работы — 2-4 года. И хотя их иногда используют в гелиосистемах, они не очень подходят для работы в системах электроснабжения на солнечных батареях, т.к. не рассчитаны на цикличный режим работы.

AGM аккумулятор
Один из наиболее дешевых вариантов, подходящих для систем с солнечными батареями. Из минусов – небольшой срок работы — 5-6 лет. Чувствителен к превышению напряжения заряда. Может работать, будучи заряженным не до конца, но полностью противопоказан перезаряд.

Гелевый аккумулятор
Аккумулятор, в котором в качестве электролита используется кислота в форме геля.

Преимущества:

• Устройство гелевого аккумулятора. (Нажмите для увеличения)нет необходимости менять электролиты;
• хорошо выдерживает мороз до 45 градусов;
• он более долговечен — время работы может доходить до 15 лет;
• самый экологичный вариант- устройство, не выбрасывающее вредные вещества в окружающую среду.

Гелевые аккумуляторы более дорогие, но удобнее в обслуживании.

Аккумулятор OPzV с использованием жидкого электролита
Раз в год нужно проверять уровень жидкости, и при потребности – доливать. Большое количество циклов сохраняет работоспособность, срок службы больше, чем у гелевого. Повышенная устойчивость к глубокому разряду.

Используется чаще в профессиональных системах из-за своей высокой стоимости.

Щелочные

Вместо кислоты в них используется щелочь.

Их минусы:

• их нужно регулярно проверять на уровень электролита и необходимость в доливе дистиллированной воды;
• тяжелый вес и громоздкость;
• когда они заряжаются, при выкипании выделяют водород, поэтому должны стоять в проветриваемом помещении;
• очень маленькое напряжение.

Плюсы:

• лучше, чем кислотные, выдерживают глубокие разряды и цикличность работы;
• долгий срок службы – в среднем больше 15 лет.

Батареи со встроенными элементами питания

Этот тип батарей хорошо подходят для подзарядки небольшой техники – такой, как айфоны и айпады, мобильные телефоны, смартфоны, аудиоплееры, фотоаппаратура и видеокамеры. (В этой статье Вы можете прочитать о солнечной батарее для зарядки ноутбука.)

В работе используется литиевый аккумулятор, накапливающий солнечную энергию с помощью специальных панелей. Все вместе это заключено в пластик.

Подобные батареи замечательно подходят для походов и путешествий, позволяя технике работать без подзарядки в течение 10-12 часов. Обычно этого достаточно для комфортного использования любых гаджетов и устройств в походных условиях

Принцип работы автономной системы выработки электроэнергии

Обычно для полноценной работы гелиосистемы емкости одного аккумулятора не хватает, поэтому несколько аккумуляторов объединяют по принципу батареи.

Последовательно или параллельно соединяя аккумуляторы – берут модели от одного производителя с одинаковыми характеристиками, можно подобрать необходимый размер емкости и напряжение.

При последовательном соединении емкость остается той же, как у одной единицы из соединенных устройств, а напряжение суммируется.

При параллельном наоборот, емкость становится суммой всех соединенных, а напряжение – как у одного аккумулятора.

Примите во внимание: важно рассчитать количество соединённых разными способами элементов так, чтобы напряжение, которое подведено к аккумуляторам было выше, чем напряжение самого аккумулятора.

Схема использования аккумуляторов. (Нажмите для увеличения)Между аккумуляторами и солнечными батареями устанавливается контроллер заряда, чтобы нормировать напряжение между ними и защитить аккумуляторы от перезаряда.

Установка автономной системы производства электроэнергии на солнечных батареях требует серьезного подхода к выбору аккумуляторов и учету всех факторов, влияющих на их работоспособность.

Потому что во многом именно от этого зависит надежность всей системы и бесперебойная и эффективная работа источников электроэнергии.

Смотрите видео, в котором специалист подробно объясняет, как правильно выбрать аккумуляторы для солнечных батарей:

Статьи » Где устанавливать аккумулятор для солнечной батареи?

Аккумуляторы для солнечных батарей: где размещать?

Автономная система электропитания на солнечных батареях помимо панелей требует наличия аккумуляторов. Их задача заключается в накоплении электричества и его отдачи потребителям.

Батареи размещаются на улице для контакта с дневным светом, а АКБ нуждаются в изоляции, поскольку они чувствительны к температуре окружающей среды. При расположении в неблагоприятных условиях срок службы накопителей многократно сокращается. К их размещению нужно подойти с внимательностью.

Где устанавливать аккумулятор для солнечной батареи?

АКБ плохо переносят скачки температуры. Они нуждаются в поддержании постоянных окружающих условий без резких изменений, поэтому оптимально их размещать:

• в подвале;
• в погребе;
• в земле.

Для подключения к батарее применяются различные виды аккумуляторов, отличающиеся по свойствам и требованиям к условиям эксплуатации. Далеко не каждое устройство накопителя подходит для закапывания в землю или размещение в погребе, где хранятся продукты. При его выборе нужно отталкиваться от места установки, чтобы предотвратить ранний выход оборудования со строя.

Вид аккумулятора	Частота обслуживания и проверки	Вентиляция	Размещение
Стартерный	раз в полгода	ü	подвал, погреб
Гелевый	необслуживаемый	—	подвал, погреб, грунт
AGM	необслуживаемый	—	подвал, погреб, грунт
Заливной (OPzS)	раз в 1-2 года	ü	подвал, погреб, грунт
Герметичный (OPzV)	необслуживаемый	—	подвал, погреб, грунт

Основные требования к условиям размещения аккумуляторов

Устанавливая АКБ солнечной панели, требуется позаботиться о создании условий:

• постоянная температура;
• оптимальная влажность;
• хорошая вентиляция;
• пространство для удобного обслуживания.

Постоянная температура

Для большинства накопителей оптимальной является температура +5…+10 °С. Заливные АКБ OPzS служат дольше при эксплуатации в условиях +15 °С. Естественно, поддерживать оптимальную температуру крайне сложно. Аккумуляторам для батарей более важным условием является постоянство. Главное избежать резких перепадов температуры. Она может меняться в зависимости от сезона, но изменения должны осуществляться постепенно без скачков.

Накопители плохо переносят как замораживание, так и перегрев. В условиях холода наблюдается ускоренный саморазряд, что в первую очередь касается стартерных автомобильных и лодочных тяговых АКБ. В жару кислотные накопители просто закипают.

Оптимальная влажность

Нельзя размещать АКБ солнечной батареи в помещениях с высокой влажностью. В результате работы накопитель нагревается, поэтому на нем может накапливаться конденсат. Он негативно сказывается на качестве контактов клемм. Может произойти окисление, что снизит эффективность передачи энергии на потребители и помешает подзарядке от панелей.

Принудительная вентиляция

Наличием принудительной вентиляции необходимо в первую очередь для стартерных накопителей. В них происходит испарение электролита, особенно при перегреве. Газ накапливается в помещении. Из АКБ выходит недостаточно газа для отравления, но он негативно сказывается на здоровье. Остальные разновидности аккумуляторов солнечных панелей не имеют или дают мало испарений, поэтому меньше нуждаются в вентиляции.

Многие устройства АКБ применяемых для солнечных панелей оснащаются специальным вентиляционным отверстием. В него вставляется шланг, выведенный на улицу. Это минимизирует непосредственно испарение в помещении. При отсутствии принудительной вентиляции рекомендовано выбирать накопительные батареи с отводом, чтобы обеспечить проветривания через трубку.

Требования к площади помещения

Площадь погреба или подвала для размещения аккумуляторов солнечных батарей, должна быть достаточной для обслуживания накопителей. Особенно это касается использования стартерных АКБ, в которых нужно периодически замерять плотность электролита и осуществлять его долив. При использовании гелевых АКБ надобность в большом пространстве отсутствует.

Как закапывать аккумулятор в грунт?

Далеко не всегда имеется помещение для размещения оборудования панелей. По этой причине АКБ можно закапывать в землю прямо возле панелей. Конечно, необходимо понимать, что обычная стартерная батарея для этого мало пригодна, ведь ее нужно часто обслуживать. Лучше применять необслуживаемые аккумуляторы для солнечных панелей, которые не нуждаются в принудительной вентиляции или изменения плотности электролита. После закапывания о них можно забыть до момента замены.

Естественно, накопительная батарея не должна непосредственно контактировать с грунтом. Для этого ее помещают в специальный герметичный кейс. Он позволяет:

• минимизировать колебания температуры;
• предотвратить проникновение осадочных вод;
• не допустить окисление контактов на клеммах;
• защищает от грязи.

Подбор глубины закапывания оборудования

Глубина закапывания АКБ солнечной панели в грунт должна быть ниже линии промерзания в регионе. Нужно учитывать, что выкапывать котлован необходимо с запасом. Дело в том, что после засыпания еще не уплотненный грунт промерзает гораздо быстрее, чем утрамбованный. При размещении под землей окружающая температура аккумулятора будет отличаться от идеальной, но она будет постоянной без резких перепадов. Еще одним аргументом от размещения стартерных батарей в грунте является необходимость их частого обслуживания. Зимой их очень сложно откапывать из промерзшего грунта для доливания электролита.

Фактическая глубина размещения аккумулятора солнечной батареи для большинства регионов составляет 1,6 м. К примеру, для Воронежа температура на этой глубине даже в феврале составляет +5 °С, а в Москве +3,7 °C.

Желая установить солнечную панель, можно разместить ее аккумуляторы даже при отсутствии погреба или подвала. Специализированные накопители просто закапываются в грунт возле панели. Идущий от них кабель прокладывается в дом по траншее или по воздуху. В нашей компании можно купить необслуживаемые аккумуляторы для солнечной батареи, пригодные для любого типа размещения. Мы поможем подобрать оборудование под ваши солнечные панели и дадим консультацию по его размещению.