Baterije za solarne panele: pregled vrsta odgovarajućih baterija i njihovih karakteristika

Sustavi alternativne energije sve se više koriste za opskrbu stambenih zgrada električnom energijom.Budući da se načini proizvodnje i potrošnje električne energije razlikuju, potrebno je osigurati njezino akumuliranje za kasniju proizvodnju. Slažeš li se?

Kako bi se energija koristila u vremenskom razdoblju potrebnom za vlasnika, u shemu su uključene baterije za solarne ploče. Reći ćemo vam kako pravilno odabrati uređaje dizajnirane za rad u ciklusima punjenja i pražnjenja. Naše preporuke pomoći će vam da odaberete optimalan model.

Baterije u solarnom sustavu kućanstva

Razumijevanje metoda i nijansi korištenja baterija pri opskrbi objekta električnom energijom iz solarnih panela omogućit će vam da napravite pravi izbor uređaja i osigurate maksimalnu učinkovitost sustava.

Da biste obavili informiranu kupnju, morate temeljito razumjeti metode stvaranja baterijskog niza (bloka) i pravila za izračun glavnih karakteristika.

Metoda kombiniranja uređaja u jedan niz

Stambene i industrijske primjene troše električna opterećenja koja premašuju kapacitet jedne baterije. Ukoliko je solarni sustav projektiran za veliki broj električnih uređaja, potrebno je izraditi niz punjivih baterija po uzoru na takvu kombinaciju solarni paneli.

Spajanje baterija na jedno polje za pohranu električne energije može se izvesti paralelno, serijski ili mješovito. Izbor ovisi o potrebnoj izlaznoj snazi ​​i naponu.

Ovisno o načinu na koji su baterije međusobno spojene, možete postići različite vrijednosti izlaznog napona, ali ne biste trebali stvarati vrlo složene sklopove kako biste izbjegli stvaranje izjednačujuće struje između uređaja u nizu

Baterije se postavljaju u kuću ili drugu zgradu kako bi se osigurala temperatura okoline u rasponu od 10 do 25 stupnjeva Celzijusa iznad nule i spriječio ulazak vode u njih. Time se znatno produljuje radni vijek uređaja i smanjuju gubici energije.

Suvremene tehnologije za proizvodnju punjivih baterija namijenjenih postavljanju u stambene zgrade osiguravaju povećane mjere zaštite okoliša. Stoga nema potrebe poduzimati nikakve posebne mjere za intenzivno prozračivanje prostorije. Međutim, ne smiju se postavljati u dnevne sobe.

Budući da baterije imaju značajnu težinu (uređaj od 12 V i 200 Ah teži oko 70 kg), moraju se postaviti na pod ili na čvrste i sigurno pričvršćene police.

Potrebno je spriječiti mogućnost pada baterija s visine, jer u tom slučaju neće uspjeti, a sustavi s tekućim elektrolitom također su opasni za ljudsko zdravlje ako padnu pod tlak.

Kako se duljina kabela za napajanje povećava, električni otpor se povećava, što dovodi do smanjenja učinkovitosti sustava. Stoga se prakticira postavljanje baterija blizu jedne druge kako bi se smanjila ukupna duljina žica.

Stalak za baterije mora moći izdržati veliku težinu. Dakle, blok od osam baterija od 200 ampera teži više od pola tone

Značajke funkcioniranja sustava

Uz paralelno i kombinirano serijsko-paralelno povezivanje baterija u jedan niz, uređaji mogu postati neuravnoteženi u pogledu razine napunjenosti. To dovodi do činjenice da uređaj neće raditi u punom ciklusu, što znači da će se njegov resurs brže iscrpiti.

Sustav za proizvodnju električne energije iz sunca uvijek je opremljen kontrolor, koji kontrolira punjenje baterije. U slučaju stvaranja niza baterija, dodatno je potrebno instalirati kratkospojnike za izjednačavanje napunjenosti.

Kako bi se izbjegli problemi neravnomjernog punjenja i pražnjenja baterija spojenih u jedan niz, potrebno je koristiti uređaje istog modela ili, još bolje, iz iste serije. Ovo pravilo nije relevantno samo za solarne sustave.

Sada se gotovo svi stambeni objekti mogu opremiti uređajima koji rade na mreži od 12 ili 24 volta, uključujući hladnjake, televizore itd. Međutim, ožičenje s takvim naponom u cijeloj kući nema smisla, jer će trenutna snaga biti vrlo visoka.

To znači da je pri implementaciji takve ideje potreban skupi kabel s velikim poprečnim presjekom žila i gubici od električnog otpora bit će veliki.

Za gotovo sve kućanske aparate postoje modeli koji rade na 12-voltnoj istosmjernoj mreži. Ako električni kabel nije predug, može se koristiti niskonaponski sustav

Stoga se u neposrednoj blizini baterija postavljaju pretvarač – uređaj za pretvaranje električnog napona.

Osim toga, stvarni izlazni napon iz baterije može se malo razlikovati od navedenog napona. Dakle, potpuno napunjeni su popularni za korištenje u shema sa solarnim panelima gel baterije proizvode napon od 13-13,5 volti, tako da inverter funkcionira kao stabilizator.

Izračun potrebnog kapaciteta baterije

Kapacitet baterija izračunava se na temelju očekivanog razdoblja autonomnog rada bez ponovnog punjenja i ukupne potrošnje energije električnih uređaja.

Prosječna snaga električnog uređaja u vremenskom intervalu može se izračunati na sljedeći način:

P = P₁ *(T₁ /T₂),

Gdje:

• P₁ – nazivna snaga uređaja;
• T₁ – vrijeme rada uređaja;
• T₂ – ukupno predviđeno vrijeme.

Gotovo na cijelom teritoriju Rusije postoje duga razdoblja kada solarni paneli neće raditi zbog lošeg vremena.

Nije isplativo instalirati velike nizove baterija kako bi se potpuno napunile samo nekoliko puta godišnje. Stoga se izboru vremenskog intervala tijekom kojeg će uređaji raditi samo na pražnjenje mora pristupiti na temelju prosječne statističke vrijednosti.

Količina energije koju generiraju solarni paneli ovisi o gustoći oblaka. Ako oblačno vrijeme nije neuobičajeno u regiji, tada se nedostatak dolazne struje mora uzeti u obzir prilikom izračunavanja volumena baterije

Ako akumuliranu energiju planirate iskoristiti tijekom dana, na primjer, u solarno grijanje, onda je bolje uzeti u obzir nešto veći interval, npr. 30 sati.

U slučaju dužeg razdoblja kada nije moguće koristiti solarne panele, potrebno je koristiti drugi sustav za proizvodnju električne energije, baziran na npr. dizel ili plinskom generatoru.

100% napunjena baterija može proizvesti energiju prije nego što se potpuno isprazni, što se može izračunati pomoću formule:

P = U x I

Gdje:

• U – napon;
• I – jakost struje.

Dakle, jedna baterija s naponom od 12 volti i strujom od 200 ampera može proizvesti 2400 vata (2,4 kW). Da biste izračunali ukupnu snagu nekoliko baterija, morate zbrojiti dobivene vrijednosti za svaku od njih.

U prodaji postoje baterije visoke snage, ali su skupe. Ponekad je puno jeftinije kupiti nekoliko običnih uređaja zajedno sa spojnim kabelima

Dobiveni rezultat mora se pomnožiti s nekoliko redukcijskih faktora:

• Učinkovitost pretvarača. Pravilnim usklađivanjem napona i snage na ulazu u pretvarač postići će se maksimalna vrijednost od 0,92 do 0,96.
• Učinkovitost energetskih kabela. Potrebno je smanjiti duljinu žica koje povezuju baterije i udaljenost od pretvarača kako bi se smanjio električni otpor. U praksi se vrijednost pokazatelja kreće od 0,98 do 0,99.
• Minimalno dopušteno pražnjenje baterije. Za svaku bateriju postoji donja granica punjenja, nakon koje se životni vijek uređaja značajno smanjuje. Tipično, regulatori postavljaju minimalnu vrijednost naplate na 15%, tako da je koeficijent oko 0,85.
• Najveći dopušteni gubitak kapaciteta prije promjene baterija. S vremenom uređaji stare i njihov unutarnji otpor se povećava, što dovodi do nepovratnog smanjenja njihovog kapaciteta. Neisplativo je koristiti uređaje čiji je preostali kapacitet manji od 70%, tako da vrijednost pokazatelja treba uzeti kao 0,7.

Suprotno uvriježenom mišljenju, učinkovitost baterije - omjer primljene i isporučene električne energije - ne bi trebala biti uključena u izračun. Kapacitet baterije naveden u tehničkoj dokumentaciji uzima u obzir mogući povratni volumen.

Kao rezultat toga, vrijednost integralnog koeficijenta pri izračunu potrebnog kapaciteta za nove baterije bit će približno 0,8, a za stare, prije nego što se otpišu, bit će 0,55.

Za opskrbu doma električnom energijom tijekom ciklusa punjenja i pražnjenja od 1 dana, bit će potrebno 12 baterija. Kada jedan blok od 6 uređaja radi za pražnjenje, drugi blok će se puniti

Najveće dopuštene struje

Za svaku bateriju u tehničkoj dokumentaciji navedena je najveća dopuštena struja punjenja. Prekoračenje ove vrijednosti dovodi do pregrijavanja uređaja, oštrog i nepovratnog smanjenja njegove učinkovitosti.

Stoga, pri odabiru baterija za sklop baterijskog sustava morate biti sigurni da mogu podnijeti električnu energiju koju generiraju solarni paneli.

Drugi važan pokazatelj je dopuštena struja pražnjenja:

• Standardna struja pražnjenja, za čiju je vrijednost (ili manju vrijednost) baterija predviđena za rad. Ovaj indikator mora osigurati rad sve električne opreme spojene na sustav.
• Maksimalna struja pražnjenja koju uređaj može pružiti kratko vrijeme pod vršnim opterećenjima. Do takvih opterećenja može doći kada je neka oprema uključena, na primjer ona koja sadrži hladnjak ili kompresore klima uređaja.

Prekoračenje prvog pokazatelja dulje vrijeme ili drugog kratkotrajnog dovodi do preranog trošenja baterije. Kako uređaji stare, te se brojke smanjuju za 20-30%, što također treba uzeti u obzir.

Značajke uređaja i glavni parametri

Automobilske baterije nisu dizajnirane za mnoge cikluse punjenja i pražnjenja. Za alternativnu i rezervnu energiju koriste se uređaji drugog tipa. Budući da je njihov trošak visok, potrebno je pažljivo proučiti sve parametre prije kupnje.

Načini rada baterije u automobilu iu sustavu alternativne energije toliko su različiti da je njezina namjena naznačena čak i na samom uređaju

Vrste koje se koriste za alternativnu energiju

Gotovo sve baterije koje se koriste u alternativnoj energiji i instalirane u zgradama su baterije bez održavanja. Korisnik nije u mogućnosti s njima izvoditi fizičke radnje koje utječu na njihovu strukturu.

Ovo je učinjeno kako bi se smanjio rizik fizičkog ili kemijskog izlaganja baterija ljudima, zraku i njihovoj okolini. Stoga nema potrebe za detaljnim proučavanjem strukture i fizikalno-kemijskih nijansi rada različitih vrsta baterija. Više pozornosti treba posvetiti razlikama u osnovnim tehničkim karakteristikama uređaja.

OPzS baterije su dizajnirane kao jednostavni uređaji s olovnom kiselinom. Promjena oblika pozitivne ploče omogućuje značajno veći broj ciklusa punjenja i pražnjenja od automobilskih ekvivalenata.

Nedostatak je prisutnost tekućeg elektrolita, što može biti opasno ako se smanji tlak. Prosječna cjenovna niša.

Alkalne (nikl) baterije se rijetko koriste zbog njihove neosjetljivosti na niske struje pri punjenju i potrebe prolaska kroz puni ciklus od napunjenog do ispražnjenog stanja. U suprotnom, kapacitet baterije će se smanjiti.

Također, ovi uređaji imaju veću težinu i dimenzije u odnosu na konkurente istih kapaciteta. Opasno ako je pod pritiskom. Niša niske cijene.

Depresurizacija baterije moguća je zbog unutarnjeg kvara, prekomjerne struje punjenja, pada s visine ili rada u neprikladnim uvjetima. Najveće probleme u ovom slučaju stvarat će uređaji koji sadrže tekućine koje su opasne zbog isparavanja.

U AGM baterijama elektrolit je vezan u strukturu od stakloplastike. Mogu se puniti niskim strujama.Oni su praktički sigurni i zauzimaju prosječnu cjenovnu nišu među konkurentima.

U GE (gel) baterijama, silicijev oksid se dodaje elektrolitu, što rezultira stanjem poput gela. Uređaji imaju visok stupanj sigurnosti i dobre performanse. Niša visoke cijene.

Baterije za alternativnu energiju ne prodaju se u auto trgovinama. Možete ih kupiti od tvrtki koje prodaju solarne panele, vjetroelektrane ili putem interneta.

Baterije na bazi litija (na primjer, modeli litij željezo fosfat) imaju vrlo dobre performanse, kompaktne su, imaju znatno manju težinu i praktički su sigurne. Međutim, njihov je trošak znatno veći od konkurentskih vrsta uređaja, čak i onih s gelom.

S gledišta omjera cijene i tehničkih karakteristika najatraktivnije su gel i litijeve baterije. No, jednokratna početna investicija u njih je prilično velika, pa su i druge vrste uređaja raširene na tržištu baterija za alternativnu energiju.

Sljedeće marke baterija su u aktivnoj potražnji na domaćem tržištu:

Predstavljene baterije karakteriziraju izvrsne karakteristike performansi i pristupačna cijena.

Odabir modela baterije

Glavni parametri solarnih baterija na koje morate obratiti pozornost pri kupnji su sljedeći:

• napon i kapacitet koji određuju snagu baterije;
• dubina sigurnog maksimalnog pražnjenja, podložno kojoj baterija može raditi unutar vremenskih ograničenja koje je naveo proizvođač;
• zajamčeni broj ciklusa punjenja i pražnjenja prema svim tehničkim uvjetima;
• vrijednost samopražnjenja, koja karakterizira intenzitet gubitka električne energije u napunjenoj bateriji tijekom vremena mirovanja;
• maksimalna struja punjenja, koja određuje količinu električne energije po jedinici vremena koju baterija može prihvatiti bez ugrožavanja daljnjeg rada;
• standardna struja pražnjenja, koja određuje količinu električne energije po jedinici vremena koju je baterija sposobna isporučiti dugo vremena bez ugrožavanja daljnjeg rada;
• maksimalna struja pražnjenja, koja određuje količinu električne energije po jedinici vremena koju je baterija sposobna isporučiti za kratko vrijeme bez ugrožavanja daljnjeg rada;
• optimalna temperatura za rad uređaja;
• veličina i težina baterije, čije je poznavanje potrebno za odabir njihovog mjesta i načina ugradnje.

Svi ti parametri opisani su u tehničkoj dokumentaciji koja je u elektroničkom obliku objavljena na web stranicama svih većih proizvođača.

Zaključci i koristan video na tu temu

Pregled nijansi funkcioniranja različitih vrsta baterija za solarne sustave:

Usporedbe različitih tipova startnih baterija. Za i protiv alternativne energije:

Iskustvo u korištenju litijskih (LiFePo4) baterija. Pravi blok automobilskih uređaja, nijanse njegovog rada:

Pravilan izbor baterija prema njihovim parametrima osigurat će pouzdan rad alternativnog energetskog sustava.Nema potrebe pretjerano štedjeti na jedinici za pohranjivanje električne energije - početna početna investicija vratit će se nesmetanim radom sustava u narednim godinama.

Ostavite komentare u bloku ispod, postavite pitanja, objavite fotografije na temu članka. Recite nam kako ste odabrali baterije za svoju seosku mini-elektranu iz solarnih panela. Podijelite informacije koje će biti korisne posjetiteljima stranice.