Акумулятори для сонячних батарей

1. Види акумуляторів для сонячних батарей
2. Автомобільні акумулятори (WET)
3. Акумулятори AGM і GEL
4. Акумулятори OPzS
5. лужні акумулятори
6. літієві АКБ
7. Основні технічні характеристики і правила вибору
8. Розрахунок і вибір акумулятора
9. Правила експлуатації

Наша сеть партнеров Banwar

Акумуляторна батарея є накопичувачем енергії, що виробляється сонячною електростанцією при роботі в денний час і забезпечує споживачів електроенергією в нічний час.

Крім цього, акумуляторна батарея при виникненні максимальних навантажень підживлює систему електропостачання, тим самим допомагаючи сонячним батареям справлятися із забезпеченням споживачів в пікові моменти і при похмурій погоді, коли енергії сонця мало для нормального електропостачання об'єкта.

Види акумуляторів для сонячних батарей

Зміст статті

В справжній момент розроблені і випускаються різні по конструкції, принципу дії та умовами роботи акумуляторні батареї (АКБ), тому завжди є можливість вибрати цікаву для модель по висунутим до неї вимогам. Розглянемо існуючі види АКБ, використовувані в складі сонячних електростанцій.

Автомобільні акумулятори (WET)

Як правило, акумулятори даного виду використовують при самостійній розробці систем незалежного
автономного електропостачання, для сонячних батарей невеликої потужності і нетривалого часу використання. Використання АКБ даного виду значно знижує вартість всієї створюваної системи електропостачання. Однак, у зв'язку з режимом роботи, який відрізняється від режиму при запуску автомобільного двигуна, при роботі в даній системі автомобільні акумулятори зношуються і виходять з ладу, часто підлягають заміні.

Акумулятори AGM і GEL

Суть роботи акумуляторів даного виду аналогічний автомобільним акумуляторів з різницею лише в тому, що електролітної речовина перебуває у зв'язаному стані. У AGM пристроях електроліт поміщений в скловолокно, воно просякнуте електролітним складом. У GEL пристроях електроліт (сірчана кислота) міститься в гелеобразном вигляді.

Акумуляторні батареї представленого виду широко використовуються в системах електростанцій, що працюють на енергії сонця, так як режим їх роботи пов'язаний з невеликим розрядним струмом і в тривалий період часу, такий режим для пристроїв цього виданє критичний.

Також АКБ даного типу не бояться глибокого розряду і витримують багаторазове повторення режимів «заряд-розряд». Єдиний мінус, при використанні подібних акумуляторів, це їх чутливість до умов зарядки, перезаряд може викликати непоправні наслідки в роботі АКБ.

Вартість AGM і GEL акумуляторів вище, ніж у автомобільних.

Акумулятори OPzS

Акумулятори даного виду працюють на тому ж принципі, що і наведені вище (свинцево-кислотні), з тією лише різницею, що анод (позитивний полюс) виконаний трубчастим і саме ця особливість АКБ, дозволяє збільшити кількість циклів «заряд-розряд» без порушення функціонування акумулятора. OPzS-акумулятори не вимагають спеціального обслуговування, вони успішно експлуатуються тривалий час. Єдиний неприємний момент - порівняно висока ціна.

лужні акумулятори

Позитивною якістю АКБ даного виду є здатність переносити глибокий розряд струмами різної величини.

До негативних якостей можна віднести великі розміри і наявність ефекту пам'яті, який обумовлений тим, що в разі неповного розряду при подальшій зарядці акумулятор втрачає частину своєї ємності.

У разі використання подібних акумуляторів в системах сонячних електростанцій періодично будуть виникати ситуації, коли розряд АКБ буде неповним, внаслідок чого акумулятори втратять частину свого ємності, що в кінцевому рахунку несприятливо позначиться на роботі системи в цілому.

літієві АКБ

Літієві акумулятори застосовуються в багатьох галузях і виробництвах, в тому числі в альтернативній енергетиці.
У зв'язку з високою вартістю пристроїв, широкого поширення в системах сонячних електростанції акумулятори даного виду не отримали, т. к. це значно підвищує вартість всієї системи і її окупність.

До позитивних властивостей літієвих АКБ можна віднести високу енергоємність, невеликі габарити, здатність витримувати глибокий розряд і здатність до швидкого заряду.

Розглянемо деякі види технологій, які використовуються при виготовленні акумуляторних батарей.

технології GEL

В принципі дії акумуляторної батареї подібного типу закладена суть роботи кислотного акумулятора. Різниця спостерігається в тому, що за допомогою додавання хімічних елементів (двоокису кремнію), електроліт переведений в желеобразное (гелеве) стан.

До переваг цієї технології можна віднести:

• Не потрібно додаткове обслуговування;
• При пробої корпусу електроліт не випливає;
• При зарядці відсутня викид отруйних парів;
• Значний циклічний ресурс.

технології AGM

Принцип дії також аналогічний дії звичайних кислотних акумуляторів, відмінність в тому, що електроліт знаходиться в спеціальних просочених матеріалах (матах зі скловолокна).

До переваг даної технології можна віднести:

• Можливість збільшити ємність АКБ;
• Здатність працювати в будь-якому положенні в просторі, в будь-якому приміщенні і з будь-якими системами;
• Здатність витримувати значну кількість циклів «заряд-розряд»;
• Стійкість до глибокого розряду;
• Значний термін служби АКБ, який може досягати 10 років.

Технологія літій (Li)

В основу даної технології покладено застосування іонів літію, які взаємодіють з молекулами додаткових металів. В якості додаткових металів застосовуються: Літій кобальт оксид (LiCoO2), Літій оксид марганцю (LiMn2O4 LMO), Літій-Нікель-Марганець-Кобальт оксид (LiNiMnCoO2 або NMC), Літій-залізо-фосфатний (LiFePO4), Літій-Нікель-Кобальт- оксид Алюмінію (LiNiCoAlO2), Літій-Титанат (Li4Ti5O12).

До переваг даної технології можна віднести:

• АКБ, виготовлені за даною технологією мають меншу вагу;
• Мають здатність зберігати тривалий час накопичений заряд;
• Мають здатність витримувати велику кількість циклів «заряд-розряд».

Основні технічні характеристики і правила вибору

Для того щоб правильно вибрати акумуляторну батарею для сонячних батарей, необхідно повернутися до вимог, які до них пред'являються при роботі в такій системі, це:

1. АКБ повинні витримувати велику кількість циклів «заряд-розряд»;
2. АКБ повинні бути здатні заряджатися великим струмом заряду;
3. АКБ повинні мати низький саморозряд;
4. Бути простими в обслуговуванні;
5. Бути універсальними щодо умов навколишнього середовища (здатність працювати при низьких і високих температурах).

При виборі акумуляторних батарей для геліосистем обов'язково звертають увагу на важливі технічні параметри, які служать критеріями вибору того або іншого пристрою, це:

• Ємність АКБ;
• Швидкість заряду і розряду;
• Габаритні розміри і маса АКБ;
• Умови експлуатації;
• Термін експлуатації.

Розрахунок і вибір акумулятора

Для того щоб розрахувати необхідну ємність акумуляторної батареї необхідно знати потужність підключаються споживачів і час передбачуваної роботи АКБ, для забезпечення споживачів електроенергією.

Це виражається формулою:

Ємність АКБ = 100 × час × потужність навантаження

Після того, як визначено необхідну потужність АКБ, слід розрахувати кількість акумуляторів для забезпечення нормальної роботи сонячної електростанції. Для цього отриману загальну ємність АКБ необхідно розділити на ємність одного акумулятора.

Для того щоб визначити час, який АКБ зможе забезпечувати споживачів електричною енергією, можна скористатися наступною формулою:

Час = сумарна ємність АКБ × напруга АКБ × (ККД інвертора / потужність навантаження)

Коли зроблено розрахунок необхідної кількості акумуляторних батарей, обраний їх тип і ємність, слід вибрати країну виробника і фірму, що випускає обраний тип АКБ.

На російському ринку акумуляторні батареї представлені як вітчизняного, так і зарубіжного виробництва, тому в даному питанні радити складно, кожен робить свій вибір індивідуально, залежно від місця проживання, матеріального достатку та особистих уподобань.

Правила експлуатації

При експлуатації акумуляторних батарей, як втім і будь-якого технічного пристрою, необхідно дотримуватися правил. У разі використання АКБ в системах сонячних станцій, правила експлуатації визначені характером роботи подібних систем і виражені у вимогах пред'являються до акумуляторів, про що написано вище.

У зв'язку з великою електричним навантаженням, яку як правило підключають до систем енергопостачання, доводиться включати в роботу кілька акумуляторних батарей, об'єднаних в єдину групу. Робиться це для збільшення загальної ємності і для збільшення напруги на виході або для досягнення обох завдань.

Використовується три схеми включення групи акумуляторів:

Послідовно. При такому включенні ємність групи дорівнюватиме ємності одного акумулятора, а
напруга буде відображено в сумі напруг всіх АКБ групи.

Паралельно. При такому включенні напруга незмінно і дорівнює номінальній напрузі одного акумулятора, а ємність групи визначається як сума ємностей включених АКБ;

Комбіновано. При даній схемі включення використовується послідовне і паралельне включення АКБ.

При об'єднанні акумуляторів в групи слід пам'ятати, що в одній групі слід використовувати АКБ:

1. Одного виду;
2. Однією ємності;
3. Одного номінальної напруги.

Бажано, щоб акумулятори були однакового часу експлуатації і фірми виробника.