Аккумуляторы для солнечных батарей: разновидности, какой выбрать

Требования к аккумуляторам

Если вы хотите купить аккумулятор, вам необходимо подготовиться к покупке. Для этого необходимо изучить требования к батареям:

• устройство должно выдерживать достаточное количество полных циклов заряда и разряда;
• выбирайте малообслуживаемые или необслуживаемые батареи, так как не всегда есть возможность проводить регулярные проверки и проверку работоспособности в процессе эксплуатации;
• рекомендуется устанавливать только солнечные панели с низким током саморазряда;
• устойчивость к негативным внешним воздействиям, в частности к высоким и низким температурам.

Существуют также требования к работе от аккумулятора. Например, глубокая разрядка и зарядка от солнечной панели сокращает срок службы батареи.

Основные технические характеристики АКБ

Характеристики и требования к батареям определяются характеристиками самой солнечной электростанции.

Батареи должны:

• быть рассчитаны на большое количество циклов заряда-разряда без значительной потери емкости;
• имеют низкий саморазряд;
• сохраняют эффективность при низких и высоких температурах.

Ключевыми характеристиками считаются:

• емкость аккумулятора;
• индикатор общего заряда и допустимого разряда;
• условия и срок службы;
• вес и размеры.

Требуемые характеристики для использования с солнечными батареями

Расчет емкости батареи для солнечных панелей основывается на ежедневном максимальном потреблении нагрузки и нормальном напряжении самого устройства. На этом этапе следует сделать замечание о процессе зарядки. Сами солнечные панели электрически соединены, чтобы адаптировать генерируемое напряжение к обычным характеристикам батареи. Последние выпускаются в версиях на 12 и 24 вольта. Они подключаются к сети через инвертор, а между ним и батареей солнечной станции устанавливается контроллер для предотвращения перезарядки накопителя. Именно здесь ток от солнечных панелей подается на входы.

Необходимая емкость батареи в ампер-часах рассчитывается на основе ежедневного потребления тока всеми бытовыми приборами с поправкой на светлое время суток, в течение которого энергия поступает от солнечных панелей. Примером может служить использование солнечной электростанции для энергоснабжения небольшого дома. Суточное потребление всех электроприборов, используемых в доме, для данного типа дома было найдено экспериментально. Это примерно 7,5 кВтч/день, включая потери в преобразовательном оборудовании (рассчитывается путем умножения общего потребления дома на коэффициент 1,2). Для целей расчета это обозначается переменной T. Напряжение батареи равно V. Окончательная формула для требуемых затрат энергии в час будет иметь вид Ahh = T/V/24. В приведенном примере для батареи 12 В это 7500/12/24=26 Ahh. Затем необходимо учесть ночное время, когда солнечные панели вообще не дают энергии, и вся энергия сети поступает от аккумулятора. Исходя из этого, рассчитывается требуемая емкость — Ahacb=Ahh×8. Для данного примера оптимальным выбором будет батарея емкостью 208 Ач.

Использование того или иного типа батареи, в зависимости от используемой энергосберегающей технологии или химии, зависит от пожеланий владельца солнечной установки и периодического обслуживания батареи.

Схема присоединения

Аккумулятор подключается к контроллеру питания, который в свою очередь подключается к солнечной батарее и солнечному инвертору через предусмотренные для этого контакты. Инвертор отвечает за общее энергоснабжение потребителей.

Типы аккумуляторов

Ассортимент таких устройств широк. Они имеют разную конструкцию, которая определяет принцип работы. Основной функцией аккумулятора является хранение полученной энергии. Когда это необходимо, этот блок высвобождает энергию. Такие устройства могут функционировать в различных режимах:

• накопление энергии в течение дня, а затем высвобождение ее ночью или когда система работает с пиковой нагрузкой;
• повышение функциональности осветительных приборов, когда на улице пасмурная погода и солнечные батареи не могут в полной мере выполнять свои прямые функции.

Выбирая аккумулятор, стоит помнить о тонкостях его эксплуатации. Специальная батарея используется не всегда. Некоторые мастера используют для этой задачи автомобильный аккумулятор. Параметры для данных условий должны быть наилучшими, и лучше рассматривать версии устройств, разработанные специально для солнечных батарей, так как они служат гораздо дольше.

Гелевые

Батареи этого типа отличаются от обычных аналогов тем, что содержат меньше электролита. Кроме того, это вещество имеет другую структуру: оно характеризуется желатиновой или пастообразной консистенцией. Из-за этой характеристики было придумано название «гелевые батареи». Они содержат сепараторы из стекловолокна — это слои, которые предотвращают вытекание электролита.

Они используются в солнечных батареях, газовых котлах, мотоциклах, квадроциклах и скутерах. Такие устройства могут использоваться в течение длительного периода времени благодаря возможности перезарядки (до 1 000 циклов). Еще одним преимуществом является устойчивость к механическим деформациям. Незначительные дефекты корпуса не повредят батарею.

Рабочая температура таких устройств варьируется в широком диапазоне. Аккумуляторы гелевого типа используются даже при сильных морозах (до -50°C). Значительной потери мощности нет. Они также сохраняют свои свойства при хранении, когда не используются, и их емкость не уменьшается. Они могут быть установлены в различных положениях. Недостатки:

• Повышенная чувствительность к изменениям напряжения в сети;
• опасно заряжать батареи до предела; в таких условиях устройство становится взрывоопасным;
• аккумулятор не способен долго функционировать на морозе, рекомендуется его утеплить;
• стоимость таких устройств высока.

Щелочные

Никель-гидридная батарея относится к этой группе. Положительный электрод состоит из оксида бария и графита. Эти компоненты увеличивают срок службы и улучшают электропроводность активной массы. Щелочные батареи содержат относительно небольшой объем электролита. Это связано с тем, что во время электрохимических реакций и при работе аккумулятора образующиеся вещества не растворяются в массе электролита и не взаимодействуют друг с другом.

Батареи этого типа требуют постоянного контроля: необходимо проверять уровень заряда и объем электролита. Перед возвращением на хранение они должны быть частично или полностью разряжены. Их преимущество в том, что их можно использовать даже при низких температурах и в течение длительного времени. Они также характеризуются высокой емкостью заряда. Это означает, что во время разгрузки грузоподъемность может быть значительной из-за большого тока.

Заливные никель-кадмиевые

Это тип щелочной батареи. Они называются залитыми, потому что корпус, содержащий электроды и сепаратор, должен быть заполнен электролитом. По принципу действия и свойствам такие устройства похожи на рассмотренный ранее аналог — никель-гидридный аккумулятор. Такие устройства не являются взрывоопасными и не представляют пожарной опасности. По мере использования батареи влияние тока утечки между электродами на саморазряд устройства увеличивается. Это приведет к сокращению срока службы.

Чтобы сохранить аккумулятор в хорошем состоянии, рекомендуется заряжать его в диапазоне температур +10…+30°C. При регулярной глубокой зарядке срок службы устройства сокращается. Преимуществом этого способа является значительное количество циклов заряда/разряда (1000). Этот тип батарей может выдерживать большие нагрузки. Они также являются самыми дешевыми в своем роде.

Стартерные

Батареи для стартерных автомобилей обычно имеют обычную конструкцию WET. Они работают в довольно жестком режиме, поскольку при запуске двигателя автомобиля им приходится выдавать большие токи в сотни ампер за короткий промежуток времени. После этого они также активно заряжаются. Срок службы таких батарей довольно короткий из-за жесткого режима эксплуатации, кроме того, наблюдается высокий саморазряд.

В качестве батареи для солнечной батареи можно использовать такой аккумулятор, но это экономически и технически нецелесообразно. Стартовые батареи быстро отдают большие токи, после чего зарядка происходит медленно. В солнечных системах им придется медленно подавать низкие токи, пока они почти полностью не разрядятся, что создает для них неподходящие условия, приводящие к быстрому износу пластин.

Для использования стартерных батарей требуются те же условия, что и для всех ремонтных батарей — отдельное помещение с хорошей вентиляцией. Его можно использовать только в недорогих электростанциях в качестве временного хранилища.

AGM

Они являются разновидностью свинцово-кислотных аккумуляторов. Они получили свое название благодаря абсорбирующему стеклянному материалу в их конструкции. В частности, производитель включил пористый стекловолоконный сепаратор, который впитывает электролит, тем самым уменьшая объем этого вещества. Жидкая кислота заполняет поры стеклообразного материала. В результате снижается вероятность утечки. Благодаря этому свойству значительно снижается риск разрыва батареи при повреждении корпуса.

Устройства такого типа не выдерживают высоких токов зарядки. На них также негативно влияет перезарядка. Батареи AGM не должны использоваться в таких условиях. Они могут разбухнуть в результате неправильных условий зарядки. К плюсам следует отнести долгий срок службы и устойчивость к вибрациям. Однако по ряду параметров батареи AGM уступают гелевым батареям, которые также относятся к группе свинцово-кислотных батарей. Прежде чем совершить покупку, важно обратить внимание на условия эксплуатации устройства, чтобы было легче сделать выбор.

Свинцово-кислотные

Традиционная конструкция таких устройств: корпус выполнен из пластика, он разделен на камеры, в которые заливается водный раствор серной кислоты (электролит). Электроды (положительный и отрицательный) погружаются в это вещество. Материал, из которого они изготовлены, — свинец, который содержит добавки в виде сурьмы и мышьяка.

Вспомогательные элементы снижают скорость коррозии. Однако использование сурьмы негативно сказывается на эксплуатационных характеристиках смесителя. Например, ускоряется расход воды и увеличивается скорость поглощения тока. Сегодня часто можно встретить усовершенствованный дизайн этого типа смесителя. Вместо сурьмы используется кальций. В результате для работы смесителя больше не требуется дистиллированная вода. Недостатком кальциевых версий является короткий срок службы в условиях частых глубоких разрядов.

Аккумуляторы OPzS

Это представитель затопленных батарей. Его особенностью является наличие пластин разной формы: положительный электрод имеет форму трубки, отрицательный — сплющен. Конструкция имеет прозрачные элементы, они изготовлены из прочного материала стирол-акрилонитрил. Эта функция позволяет контролировать уровень электролита.

Также в конструкцию включены фильтры, в основе которых лежат керамические материалы. В результате серная кислота теряется менее интенсивно. Положительными особенностями этого типа батарей являются.

• длительный срок службы (20 лет);
• использование высокопрочных плит;
• минимальное обслуживание: необходимо добавлять воду, что нужно делать только раз в год;
• большое количество циклов разряда/заряда — 1800;
• низкая скорость саморазряда.

Рекомендуется использовать такие батареи для разрядов средней мощности. В таких условиях устройство будет работать наиболее эффективно.

Литиевые

Эти батареи характеризуются узким диапазоном напряжения от 3 до 4,1 В. Эффективность этих батарей лучше всего достигается, когда максимальный предел заряда составляет 45%. Если это условие не соблюдается, срок службы устройства сокращается. В частности, глубокий разряд или перезаряд значительно снижают емкость аккумулятора, и он вскоре перестает заряжаться.

Средний срок службы литиевой батареи составляет 500 циклов разряда/заряда. Если нас интересует временной интервал, то он сильно варьируется, так как зависит от работы подключенного оборудования. В конструкции используется контроллер для обеспечения надлежащей зарядки устройства. В данном случае мы имеем дело с постепенным процессом: при достижении определенного значения напряжения ток увеличивается/уменьшается.

Основным недостатком этого типа батарей является постоянная и значительная деградация (потеря емкости до 10% в год). Даже правильная эксплуатация не остановит этот процесс. Литиевые батареи следует хранить при температуре 0…+10°C. Если эти условия не могут быть обеспечены, стоит снизить плату до 30-50%.

Литий-ионные АКБ

Батареи этого типа имеют принципиально иной «химический состав», чем батареи для планшетов и ноутбуков, и используют реакцию литий-железо-фосфата (LiFePo4). Они очень быстро заряжаются, могут отдавать до 80% заряда и не теряют емкость при недозарядке или длительном хранении в разряженном состоянии. Батареи рассчитаны на 3 000 циклов, имеют срок службы до 20 лет и также производятся в России. Они самые дорогие из всех, но по сравнению, например, с кислотными батареями, они имеют вдвое большую емкость на единицу веса, а значит, вам потребуется вдвое меньше.

Аккумуляторы в системе бытовой гелеоэнергетики

Понимание способов и нюансов использования аккумуляторов при питании объекта от солнечных батарей позволит вам сделать правильный выбор оборудования и обеспечить максимальную производительность системы.

Для того чтобы сделать осознанную покупку, необходимо хорошо понимать, как создать матрицу (блок) аккумулятора и принципы расчета основных характеристик.

Способ объединения устройств в единый массив

Жилые и промышленные объекты потребляют электрическую нагрузку, превышающую емкость одной батареи. Если солнечная установка рассчитана на большое количество приборов, необходимо создать массив батарей, аналогичный массиву солнечных панелей.

Аккумуляторы могут быть соединены параллельно, последовательно или в смешанном режиме, образуя единую матрицу для хранения энергии. Выбор зависит от требуемой мощности и выходного напряжения.

В зависимости от того, как подключены батареи, можно получить различные выходные напряжения; однако следует избегать очень сложных схем, чтобы избежать выравнивания тока между устройствами в массиве.

Батареи следует размещать в доме или другом здании так, чтобы температура окружающей среды составляла от 10 до 25 градусов Цельсия выше нуля и на них не попадала вода. Это значительно продлевает срок службы оборудования и снижает потери электроэнергии.

Современные аккумуляторные технологии, используемые в жилых домах, разработаны таким образом, чтобы быть чрезвычайно экологичными. Поэтому нет необходимости принимать специальные меры для интенсивной вентиляции помещения. Однако их не следует размещать в жилых комнатах.

Из-за значительного веса батарей (блок 12 В и 200 Ач весит около 70 кг) их следует ставить на пол или на устойчивые и прочно поддерживаемые подставки.

Следует предотвращать возможность падения батарей с высоты, так как в этом случае они выходят из строя, а системы с жидким электролитом также опасны для здоровья человека, если они разлагаются.

С увеличением длины силового кабеля возрастает электрическое сопротивление, что снижает эффективность системы. Поэтому хорошей практикой является размещение батарей близко друг к другу, чтобы минимизировать общую длину кабелей.

Батарейная стойка должна выдерживать большой вес. Например, блок из восьми двухвольтовых батарей весит более полутонны.

Особенности функционирования системы

Когда батареи соединены параллельно и последовательно-параллельно, устройства могут быть несбалансированными по уровню заряда. Это означает, что устройство не будет работать в полном цикле и, следовательно, быстрее выработает свой ресурс.

Солнечная электрическая система всегда оснащена контроллером, который управляет зарядкой аккумулятора. Для перезаряжаемых батарей дополнительно необходимо установить перемычки для выравнивания заряда.

Чтобы избежать проблем с неравномерной зарядкой и разрядкой батарей в массиве, следует использовать батареи одной модели или, что еще лучше, одной партии. Это относится не только к солнечным установкам.

В настоящее время практически в каждом доме можно установить электроприборы на 12 или 24 В, включая холодильники, телевизоры и т.д. Однако прокладывать проводку по всему дому с таким напряжением не имеет смысла, так как мощность тока будет очень высокой.

Это означает, что для реализации такой идеи потребуется дорогостоящий кабель с большим сечением проводников и высокими потерями из-за электрического сопротивления.

Почти для всех устройств существуют модели, работающие от постоянного тока 12 В. Если электропроводка не слишком длинная, можно использовать низковольтную систему.

По этой причине в непосредственной близости от батарей устанавливается инвертор — устройство, используемое для преобразования электрического напряжения.

Кроме того, фактическое выходное напряжение от аккумулятора может незначительно отличаться от указанного. Например, полностью заряженные гелевые аккумуляторы, популярные в схеме с солнечными батареями, дают напряжение 13-13,5 В, поэтому инвертор служит стабилизатором.

Расчет необходимой емкости батарей

Емкость батарей рассчитывается исходя из ожидаемого периода автономной работы без подзарядки и общей потребляемой мощности электрооборудования.

Усредненное по времени энергопотребление прибора можно рассчитать следующим образом

P = P1 * (T1 / T2),

Где:

• P1 — мощность, указанная на заводской табличке прибора;
• T1 — время работы прибора;
• T2 — общее расчетное время.

Почти на всей территории России бывают длительные периоды, когда солнечные батареи не работают из-за плохой погоды.

Неэкономично устанавливать большие батареи на полную мощность только несколько раз в год. Поэтому к выбору временного интервала, в течение которого оборудование будет работать только на разряжение, следует подходить на основе среднего значения.

Количество энергии, вырабатываемой солнечными панелями, зависит от плотности облаков. Если в регионе нередка пасмурная погода, то при расчете объема аккумуляторного блока необходимо учитывать отсутствие электропитания.

Если вы планируете использовать накопленную энергию в течение дня, например, для обогрева солнечных батарей, лучше рассмотреть немного больший интервал, например, 30 часов.

Для длительных периодов, когда солнечные панели не могут быть использованы, следует использовать другую систему выработки электроэнергии, основанную, например, на дизельном или газовом генераторе.

Заряженная на 100% батарея может до полной разрядки отдать мощность, которую можно рассчитать по формуле:

P = U x I

Где

• U — напряжение;
• Где: U — напряжение; I — ток.

Например, одна батарея с напряжением 12 вольт и силой тока 200 ампер может генерировать 2400 ватт (2,4 кВт). Чтобы рассчитать общую емкость нескольких батарей, сложите значения, полученные для каждой батареи.

На рынке имеются батареи большой емкости, но они стоят дорого. Иногда гораздо дешевле купить несколько обычных устройств в комплекте с соединительными кабелями.

Полученный результат следует умножить на несколько понижающих коэффициентов:

• Эффективность инвертора. При правильном выборе напряжения и мощности, подаваемой на инвертор, будет получен максимум от 0,92 до 0,96.
• Эффективность силовых кабелей. Для уменьшения электрического сопротивления необходимо уменьшить длину кабелей, соединяющих батареи, и расстояние до инвертора. На практике этот показатель колеблется между 0,98 и 0,99.
• Минимально допустимый разряд батареи. Для каждой батареи существует минимальный предел заряда, при превышении которого срок службы устройства значительно сокращается. Как правило, контроллеры устанавливают минимальный заряд на уровне 15%, поэтому коэффициент составляет около 0,85.
• Максимально допустимая потеря емкости перед заменой батарей. Со временем устройства стареют, увеличивая свое внутреннее сопротивление, что приводит к необратимой потере емкости. Неэкономично использовать устройства с остаточной мощностью менее 70%, поэтому следует принять значение 0,7.

Вопреки распространенному мнению, эффективность батареи — соотношение полученного и отданного электричества — не должна включаться в расчет. Емкость батареи, указанная в технической документации, учитывает возможный объем на выходе.

В результате целочисленное значение при расчете необходимой емкости для новых батарей будет составлять около 0,8, а для старых батарей, до их списания, — 0,55.

При цикле заряда-разряда в 1 день для обеспечения дома электроэнергией потребуется 12 батарей. Когда один блок из 6 блоков работает на разрядку, другой блок будет заряжаться

Максимально допустимые токи

Для каждого аккумулятора в технической документации указан максимально допустимый зарядный ток. Превышение этого значения приводит к перегреву устройства и резкому и необратимому снижению его производительности.

Поэтому при выборе батарей для сборки аккумуляторной системы важно обратить внимание на то, способны ли они выдержать потребление электроэнергии, вырабатываемой солнечными панелями.

Другим важным показателем является допустимый ток разряда:

• Нормальный ток разряда, при котором аккумулятор рассчитан на работу (или при более низком значении). Работа всего электрооборудования, подключенного к системе, должна быть обеспечена этим значением.
• Максимальный ток разряда, который оборудование может обеспечить в течение короткого периода времени при пиковых нагрузках. Такие нагрузки могут возникать при включении определенных приборов, например, компрессоров в холодильнике или кондиционере.

Превышение первого значения в течение длительного периода времени или второго в течение короткого периода времени приводит к преждевременному расходу батареи. По мере старения агрегатов эти показатели снижаются на 20-30%, что также следует учитывать.

Как правильно рассчитать и выбрать АКБ

Расчеты основаны на простых формулах и допусках потерь, которые имеют место в автономной энергосистеме.

Минимальный запас энергии в батареях должен обеспечивать нагрузку в часы темноты. Если общее потребление энергии от заката до рассвета составляет 3 кВтч, то банк батарей должен иметь и этот запас.

Оптимальный запас энергии должен покрывать суточную потребность объекта. Если нагрузка составляет 10 кВтч, то банк такой емкости позволит ему без проблем «высидеть» 1 пасмурный день, а в солнечную погоду он будет разряжен не более чем на 20-25%, что является оптимальным для кислотных батарей и не приводит к деградации.

Здесь мы не учитываем мощность солнечных панелей и принимаем как факт, что они способны обеспечить такой заряд аккумуляторам. Другими словами, мы основываем наши расчеты на потребности объекта в энергии.

Рассчитаем запас энергии в 1 аккумуляторе емкостью 100 Ач при напряжении 12 В по формуле: мощность х напряжение, т.е. 100 х 12 = 1200 Вт или 1,2 кВт/ч. Поэтому гипотетическому объекту с ночным потреблением 3 кВт/ч и дневным потреблением 10 кВт/ч потребуется минимальный банк из 3 батарей и оптимальный банк из 10 батарей. Но это идеальный вариант, поскольку необходимо учитывать допуски на потери и характеристики оборудования.

Где теряется энергия: 

50% — это допустимый разряд обычных кислотных батарей, поэтому если банк построен на них, то батарей должно быть в два раза больше, как показывает простой математический расчет. Батареи, оптимизированные для глубокого разряда, могут быть «разряжены» на 70-80%, поэтому емкость банка должна быть на 20-30% выше расчетной. 

80% — это средний КПД кислотного аккумулятора, который благодаря своим свойствам отдает на 20% меньше энергии, чем накапливает. Чем ниже КПД, тем выше токи зарядки и разрядки. Например, если мы подключим электроутюг мощностью 2 кВт к аккумулятору емкостью 200 Ач через инвертор, ток разряда составит около 250 А, а КПД упадет до 40%. Что снова приводит к необходимости удвоить емкость банка, построенного на кислотных батареях. 

80-90% — это средний КПД инвертора, преобразующего постоянное напряжение в переменное напряжение 220 В для бытовой сети. Учитывая потери энергии даже самых лучших батарей, общие потери составят около 40%, т.е. даже при использовании батарей OPzS и тем более AGM запас емкости должен быть на 40% выше расчетного. 

80% — это КПД контроллера заряда ШИМ, т.е. солнечные батареи физически не смогут передать в батареи более 80% энергии, вырабатываемой в идеальный солнечный день и при максимальной номинальной мощности. Поэтому лучше использовать более дорогие MPPT-контроллеры, которые позволят довести мощность солнечных панелей почти до 100%, или увеличить банк батарей и соответственно площадь солнечных панелей еще на 20%.

Все эти факторы должны быть учтены при расчете, в зависимости от того, какие компоненты будут использоваться в солнечной установке.

Критерии выбора аккумулятора для солнечных батарей

Любой человек, задавшийся целью обеспечить свой дом электроэнергией с помощью солнечных батарей, интересуется, какие батареи лучше и больше всего подходят для солнечной электростанции. Мы поможем вам определить, какой аккумулятор выбрать в этом случае.

При выборе модели аккумулятора следует руководствоваться соотношением определенных характеристик и условий эксплуатации. Параметры, которые необходимо учитывать при покупке, описаны ниже.

1. Срок службы цикла зарядки-разрядки. Эта характеристика дает приблизительное представление о сроке службы батареи.
2. Скорость процесса заряда-разряда. Это также повлияет на срок службы вашего устройства.
3. Скорость саморазряда вашего устройства. Это также влияет на степень износа батареи.
4. Емкость аккумулятора. Это помогает определить, какую мощность может выдержать ваше устройство.
5. Максимальный ток заряда и разряда: величина заряда определяет, какой ток может принять устройство. Значение разряда определяет, какой ток может подавать устройство без ущерба для его работы.
6. Вес и габариты устройства.Эти параметры необходимы для составления схемы подключения аккумулятора и определения его местоположения.
7. Условия, в которых используется батарея. Причина в том, что разные модели работают в разных температурных условиях.
8. Обслуживание. В руководстве должно быть указано, какое техническое обслуживание требуется для каждой модели. Но это не главный параметр, который может повлиять на ваш выбор.

Для того чтобы солнечная электростанция функционировала в полную силу, необходимо учитывать технические характеристики всех компонентов системы. Мы надеемся, что приведенная выше информация поможет вам выбрать правильную батарею для вашей солнечной энергосистемы.

Расчёт и выбор лучшего АКБ

Расчет батареи основан на расчете ее емкости. Формула (упрощенная) выглядит следующим образом: емкость батареи = 100 × время × величина нагрузки.

Зная общую емкость, можно рассчитать количество батареи. Это делается путем деления рассчитанного значения на мощность одного блока. Если целое число не получается, результат нужно только округлить в большую сторону.

Упрощенная формула для определения времени работы (времени цикла) выглядит следующим образом: время = общая емкость батареи × напряжение батареи × (КПД инвертора/нагрузка).

Полученные таким образом данные позволяют определить параметры отдельных устройств, которые подходят для системы. Выбор зависит от потребностей и возможностей пользователя. Современный рынок предлагает множество вариантов для получения качественной и долговечной батареи, состоящей из необходимого количества отдельных устройств.

Ознакомьтесь с технической документацией и паспортом устройства, а в случае сомнений попросите предъявить сертификаты. Если товар хорошего качества, сертификат всегда можно получить у продавца. Если есть проблемы с сертификатом, поищите батареи у другого продавца.

Типы аккумуляторов для СЭС и ИБП

Батареи, используемые в солнечной энергетике, относительно многочисленны, мы рассмотрим 3 типа «кислотных» AMG, GEL, CARBON и 1 тип LiFePO4 «литий-железо-фосфат». Все четыре типа относятся к необслуживаемым батареям и имеют различные эксплуатационные характеристики. Мы не будем слишком углубляться в технологию производства, а сосредоточимся на их назначении и сроке службы, другими словами, какие аккумуляторы используются для солнечных батарей!

Стоит знать, что все производители батарей указывают характеристики батарей при температуре +25 градусов. Это, так сказать, «номинальная рабочая температура», любое отклонение от которой в той или иной степени влияет на производительность и срок службы. Не поленитесь и прочитайте спецификацию батареи перед использованием!

Аккумулятор AMG

Аккумулятор AMG — это кислотный аккумулятор, изготовленный по технологии AGM. Они имеют низкий саморазряд, что позволяет хранить их в течение нескольких месяцев без подзарядки. Минеральные температуры обычно отрицательно влияют на емкость батареи. Что бы ни писали производители этих батарей об их цикличности, старайтесь выжать из них заявленную цифру, лучше рассчитывайте на половину заявленной.

Реалистичный срок службы до 5-6 лет при любых условиях.

Рекомендуемый ток зарядки от 0,1С до 0,2С (зависит от производителя и емкости батареи)

Глубина разгрузки в AMG составляет 30% (D.O.D.), максимум 50% (D.O.D.), но больше нежелательно.

Аккумулятор GEL

Аккумулятор GEL — это кислотный аккумулятор, изготовленный по технологии AGM+GEL. Электролит в батарее объединен в гель, и на этом все отличия от описанной выше батареи заканчиваются, за небольшим исключением чуть более длительного срока службы.

Неплохая батарея GEL при правильном использовании.

Реальный срок службы до 7-8 лет при соблюдении всех условий.

Рекомендуемый ток зарядки от 0,2C до 0,3C (в зависимости от производителя и емкости батареи)

Глубина разгрузки на GEL, составляет 30% (D.O.D.), максимум 50% (D.O.D.), но это нежелательно.

Аккумулятор CARBON

Аккумулятор CARBON — это кислотный аккумулятор, изготовленный по технологии PURE GEL. Этот тип аккумуляторов уже имеет принципиальное отличие — все пластины изготовлены по технологии DEEP CYCLE + CARBON, что обеспечивает высокий цикл более 3000 и более глубокий разряд. Карбоновые батареи также отличаются по весу, который на 25% больше, чем у кислотных батарей, описанных выше.

Реальный срок службы составляет 7-8 лет в циклическом режиме и 14-15 лет в буферном режиме при соблюдении всех условий.

Рекомендуемый ток зарядки от 0,3C до 0,5C (в зависимости от емкости батареи)

Скорость разряда батареи CARBON до 70% (D.O.D.).

Аккумулятор LiFePO4

Батареи LiFePO4 представляют собой фосфат железа лития и являются безопасными батареями для хранения электрической энергии. Они используются в системах ИБП и гибридных электростанциях. Зарекомендовал себя как надежный, высокоциклический накопитель энергии. Больницы, электротранспорт, общежития и многие другие места, где используются LiFePO4 — литий-железо-фосфатные батареи. У этих батарей есть один существенный недостаток — стоимость!

Батарея LiFePO4 рекомендуется для работы как в буферном, так и в циклическом режиме!

Важно знать, что каждая батарея должна заряжаться правильно, а точнее, только рекомендуемым током (Амперы) и указанным напряжением (Вольты). Напряжение для буферного режима всегда отличается от напряжения для циклического режима! Перед подключением всегда проверяйте технические характеристики батареи и устанавливайте солнечный инвертор или ИБП на правильный зарядный ток и напряжение. В противном случае вы не сможете зарядить батарею или убьете ее высоким зарядным током, что серьезно сократит срок службы батареи.

Для справки, ток зарядки обычно указывается как 0.1C или 0.3C, что это значит? 1С — это емкость вашей батареи, 0,1С — это одна десятая емкости батареи. Например, если у вас есть аккумулятор емкостью 100 А, его емкость равна 1С, а зарядный ток 0,1С составляет одну десятую от емкости, или 10 Ампер, и именно таким током следует заряжать аккумулятор.

Правила эксплуатации АКБ

Рабочие батареи выделяют газы во время работы, поэтому их нельзя размещать в жилых помещениях и следует хранить в отдельном помещении с активной вентиляцией.

Уровень электролита и глубина зарядки должны постоянно контролироваться для предотвращения выхода батареи из строя.

Для круглогодичного использования, чтобы предотвратить глубокий разряд в пасмурные дни, батареи должны иметь возможность подзарядки от внешнего источника, например, от сети или генератора. Многие модели инверторов способны делать это автоматически.

Стоимость

Стоимость батарей, наряду с их потреблением, делает этот компонент самым слабым звеном в цепи солнечной электроэнергии. Приведенный выше пример показывает, что для питания даже самых маленьких электроприборов требуется 8 батарей по 200 Ач каждая. Если перевести все это в цифры, то Delta GX12-200 стоит 452,4 x 8 = $3 619 — такая система гарантированно прослужит 15 лет.

Краткий итог

Чтобы правильно рассчитать емкость аккумуляторной батареи, определите суточное потребление энергии, добавьте 40% необратимых потерь в батарее и инверторе, а затем увеличьте рассчитанную емкость в зависимости от типа батарей и контроллера.

Если солнечная генерация будет использоваться зимой, конечная емкость банка должна быть увеличена еще на 50%, а батареи должны иметь возможность подзарядки от внешних источников — электросети или генератора, поэтому большие токи. Это также повлияет на выбор батарей с определенными характеристиками.

Если у вас возникли трудности с собственными расчетами или вы хотите убедиться, что сделали их правильно, обратитесь к экспертам «Энергетического центра» — вы можете сделать это через онлайн-чат на сайте «So-light» или позвонить нам по телефону. У нас большой опыт в комплектации и установке систем солнечной энергии в самых разных местах, от дачных домов до промышленных и сельскохозяйственных объектов.

Производители предлагают такой широкий ассортимент оборудования, что вы легко сможете собрать солнечную электростанцию, соответствующую вашим требованиям и бюджету.